DE4321341A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer Lichtwellenleiter-Ader - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren bzw. von einer Vorrichtung zum Herstellen einer zumindest einen Lichtwellenleiter aufweisenden Lichtwellenleiter-Ader.

Bei bekannten optischen Kabeln mit in Aderhüllen angeordneten Lichtwellenleitern besteht bei einer Biege- oder Zugbeanspruchung des optischen Kabels die Gefahr, daß es zu einer zu großen Biege- oder Streßbeanspruchung der empfindlichen Lichtwellenleiter kommt, die zu einem Bruch zumindest einzelner Fasern führen kann. Um eine zu große Biege- oder Streßbeanspruchung der Lichtwellenleiter zu vermeiden, ist es bereits bekannt, Lichtwellenleiter-Adern derart auszubilden, daß die Lichtwellenleiter mit einer Überlänge in der jeweiligen Ader des optischen Kabels verlaufen, so daß bei einer mechanischen Belastung des optischen Kabels eine Beschädigung der Lichtwellenleiter-Fasern vermieden wird. Derartige optische Kabel werden hergestellt, indem man über die eingeschlauchten Lichtwellenleiter die Aderhülle in einer sich an die Extrusion anschließenden thermischen Behandlung der Ader in der Abkühlphase schrumpfen läßt. Durch diesen Schrumpfvorgang wird die Länge der Aderhülle in Längsrichtung der Lichtwellenleiter verkürzt, so daß die Lichtwellenleiter mit einer Überlänge in der Aderhülle verlaufen. Die Lichtwellenleiter nehmen dabei stochastisch verschiedene Lagen in der Aderhülle ein. Hierdurch entstehen partielle Streßzustände in den Lichtwellenleitern, die zu Dämpfungserhöhungen und unter Umständen sogar zum Bruch zumindest einzelner Lichtwellenleiter-Fasern führen können.

Der in den Patentansprüchen 1 und 6 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, auf einfache Art und Weise Lichtwellenleiter-Adern herzustellen, bei denen der zumindest eine Lichtwellenleiter mit einer definierten, einstellbaren und eine ausreichende Größe aufweisenden Überlänge in der Aderhülle verläuft, so daß Beschädigungen des Lichtwellenleiters bei mechanischen Belastungen der Ader sowie partielle Streßzustände des Lichtwellenleiters vermieden werden.

Dieses Problem wird durch die in dem Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Der zumindest eine Lichtwellenleiter wird einem Füllkopf durch mindestens ein gegenüber einer Mittelachse des Füllkopfes beabstandetes Führungsröhrchen zugeführt, das Führungsröhrchen um diese Mittelachse gedreht und ein Füllgel in den Füllkopf geleitet. Lichtwellenleiter und Füllgel werden gemeinsam einem Extruderkopf zugeführt, in dem um den zumindest einen Lichtwellenleiter und das Füllgel die Aderhülle aufextrudiert wird. Nach den in dem Patentanspruch 6 aufgeführten Merkmalen wird das der Erfindung zugrunde liegende Problem mittels einer Vorrichtung zum Herstellen einer Lichtwellenleiter-Ader gelöst, die einen Füllkopf, in den ein Füllgel zuführbar ist, mindestens ein zumindest teilweise in dem Füllkopf gegenüber dessen Mittelachse mit Abstand verlaufendes, um die Mittelachse drehbares Führungsröhrchen und eine rohrförmige Füllnadel, durch die der zumindest eine Lichtwellenleiter und das Füllgel einem Extruderkopf zuführbar sind, aufweist.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß bei einer mechanischen Belastung eines Lichtwellenleiters wie z. B. einer Zugbeanspruchung oder einer Biegebeanspruchung durch die Überlänge des Lichtwellenleiters in der Aderhülle eine Beschädigung des Lichtwellenleiters vermieden wird. Es läßt sich eine gleichmäßig hohe Faserüberlänge des Lichtwellenleiters in der Aderhülle bei einer stufenlosen und definierten Einstellung dieser Faserüberlänge erzielen, ohne daß die Gefahr partieller Streßzustände in dem Lichtwellenleiter besteht. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich Lichtwellenleiter-Adern mit wendelförmig in ihrer Aderhülle verlaufenden Lichtwellenleitern auf einfache Art und Weise herstellen.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Herstellen einer Lichtwellenleiter-Ader möglich.

Vorteilhaft ist es, wenn das mindestens eine Führungsröhrchen in Durchlaufrichtung des Lichtwellenleiters schräg zu der Mittelachse hin geneigt ist, so daß eine besonders gute Führung des zumindest einen Lichtwellenleiters in dem Füllkopf gewährleistet ist.

Für eine besonders einfache Herstellung der erfindungsgemäßen Lichtwellenleiter-Ader ist es von Vorteil, wenn der Füllkopf um seine Mittelachse rotiert.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine erfindungsgemäß ausgebildete Lichtwellenleiter-Ader sowie die Fig. 2 bis 4 drei erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele von Vorrichtungen zum Herstellen von Lichtwellenleiter-Adern.

In der Fig. 1 ist beispielsweise eine erfindungsgemäß hergestellte Lichtwellenleiter-Ader 1 dargestellt. In einer Aderhülle 3 der Ader 1 sind beispielsweise zwei faserförmige Lichtwellenleiter 5 angeordnet, die in der Aderhülle 3 mit Abstand zueinander wendelförmig, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in Form eines zweigängigen Wendels verlaufen. Es ist ebenfalls möglich, daß die Lichtwellenleiter 5 zu mindestens einem in der Aderhülle 3 wendelförmig verlaufenden Bündel zusammengefaßt sind. Die Lichtwellenleiter 5 sind in der Aderhülle 3 in ein die Aderhülle ausfüllendes Füllgel 21 eingebettet.

Durch die wendelförmige Anordnung der beiden Lichtwellenleiter 5 wird eine Überlänge der Lichtwellenleiter in der Aderhülle 3 erzielt, die bei einer mechanischen Beanspruchung des optischen Kabels einen Spielraum der Lichtwellenleiter 5 in der Aderhülle 3 ermöglicht und so eine Beschädigung der Lichtwellenleiter 5 vermeidet. Bei einer angenommenen Schlaglänge der Wendel von z. B. weniger als 50 mm und einem Durchmesser der Wendel von 1 mm kann z. B. eine Faserüberlänge der Lichtwellenleiter 5 von 2‰ erreicht werden.

Die in den Fig. 2 bis 4 dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtungen zum Herstellen einer Lichtwellenleiter-Ader 1 mit beispielsweise einer Mehrzahl von Lichtwellenleitern 5 weisen einen z. B. rohrförmigen Füllkopf 11 auf, der bei den dargestellten Ausführungsbeispielen in zwei Lagern 49, 51 um seine Mittelachse 13 drehbar gelagert ist. Die beiden Lager 49, 51 sind ihrerseits in einem im wesentlichen rohrförmigen Gehäuse 17 angeordnet, das den Füllkopf 11 umgibt. Statt einer rotierenden Bewegung des Füllkopfes 11 ist ebenfalls eine oszillierende Bewegung des Füllkopfes möglich.

Beispielsweise durch einen rohrförmigen Stutzen 15 des Gehäuses 17, eine zwischen dem Umfang des Füllkopfes 11 und der Wandung des Gehäuses 17 gebildete ringförmige äußere Kammer 25 und an dem Umfang des rohrförmigen Füllkopfes 11 vorgesehene Bohrungen 19 ist ein Füllgel 21 in eine durch die innere Wandung des rohrförmigen Füllkopfes 11 umschlossene innere Kammer 23 zuführbar. Um die Menge des zugeführten Füllgeles 21 zu variieren, sind beispielsweise an dem Umfang des Füllkopfes 11 Schieber 27 angeordnet, mit denen die Bohrungen 19 zumindest teilweise versperrbar sind.

An einem Ende des Füllkopfes 11 ist ein z. B. zylindrisches Antriebsbauteil 29 angeordnet, das in axialer Richtung teilweise in die innere Kammer 23 des rohrförmigen Füllkopfes 11 ragt, die innere Kammer nach außen hin abschließt und fest mit dem Füllkopf verbunden ist. Das Antriebsbauteil 29 wird in axialer Richtung teilweise von einem beispielsweise rohrförmigen Übertragungsglied 31 zum Übertragen einer Drehbewegung auf den Füllkopf 11 umgriffen und ist mit diesem fest verbunden. Das Übertragungsglied 31 wirkt mit einer nicht dargestellten Antriebsmaschine zusammen.

In dem Antriebsbauteil 29 sind beispielsweise zwei Bohrungen 33 ausgebildet, die gegenüber der Mittelachse 13 des Füllkopfes 11 beabstandet sind und die sich in Durchlaufrichtung der Lichtwellenleiter 5 durch den Füllkopf 11 z. B. schräg zu der Mittelachse 13 hin geneigt erstrecken. In die Bohrungen 33 des Antriebsbauteils 29 ist jeweils ein Führungsröhrchen 35 eingeschoben und wird von dem Antriebsbauteil 29 gehalten. Die Führungsröhrchen 35 erstrecken sich in die innere Kammer 23 des Füllkopfes 11, wobei sie gegenüber dessen Mittelachse 13 ebenso wie die Bohrungen 33 schräg nach innen auf diese zu geneigt sind und mit Abstand zueinander verlaufen. Führungsröhrchen 35 und Bohrungen 33 können aber auch z. B. parallel zu der Mittelachse 13 oder in beliebiger anderer Richtung verlaufen. Die Führungsröhrchen 35 dienen zur Führung der dem Füllkopf 11 zugeführten Lichtwellenleiter 5. Durch die feste Verbindung des Antriebsbauteils 29 mit dem rohrförmigen Füllkopf 11 sind die Führungsröhrchen 35 gemeinsam mit dem Füllkopf 11 um dessen Mittelachse 13 drehbar.

Ausgehend von der dem Antriebsbauteil 29 abgewandten Seite der inneren Kammer 23 des Füllkopfes 11 erstreckt sich in der dem Antriebsbauteil 29 abgewandten Richtung und damit in Richtung des Durchlaufens der Lichtwellenleiter 5 durch die innere Kammer 23 eine beispielsweise konzentrisch zu der Mittelachse 13 verlaufende, aus dem Füllkopf 11 herausragende rohrförmige Füllnadel 37. Die Füllnadel 37 ragt dabei durch eine z. B. abgestuft ausgebildete Bohrung 61 eines die innere Kammer 23 in dem Antriebsbauteil 29 abgewandter Richtung abschließenden Befestigungsbauteils 63. Durch diese Füllnadel 37 sind die Lichtwellenleiter 5 und das Füllgel 21 aus der inneren Kammer 23 des Füllkopfes 11 einem in den Fig. 2 bis 4 lediglich angedeuteten Extruderkopf 39 zuführbar.

Bei den in den Fig. 2 und 4 dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist die Füllnadel 37 feststehend ausgebildet, während sie bei dem in der Fig. 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel gemeinsam mit dem Füllkopf 11 um dessen Mittelachse 13 drehbar gelagert ist. Ansonsten unterscheidet sich dieses zweite Ausführungsbeispiel nicht wesentlich von dem in der Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel.

An dem Umfang des Füllkopfes 11 ist dem Antriebsbauteil 29 zugewandt eine durch die Wandung hindurchgehende Bohrung 47 ausgebildet. Ausgehend von dieser Bohrung 47 ist in der inneren Kammer 23 des Füllkopfes 11 beispielsweise ein etwa L-förmiges Füllrohr 41 angeordnet. Mit seinem längeren ersten Abschnitt 43 erstreckt sich das Füllrohr 41 z. B. konzentrisch zu der Mittelachse 13 des Füllkopfes 11 zwischen den Führungsröhrchen 35 und ist an seinem der Füllnadel 37 zugewandten Ende offen. Der zweite Abschnitt 45 des Füllrohres 41 erstreckt sich senkrecht zu dem ersten Abschnitt 43 bis zu der Bohrung 47 des Füllkopfes 11 und ist dort mit dem Füllkopf 11 fest verbunden. Ein Teil des Füllgeles 21 wird auf diese Weise über die Bohrung 47 und die Abschnitte 45, 43 des Füllrohres 41 zwischen die beispielsweise aus den Führungsröhrchen 35 austretenden Lichtwellenleiter 5 zugeführt.

Das in der Fig. 4 dargestellte dritte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung unterscheidet sich von dem in der Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel lediglich dadurch, daß in dem Antriebsbauteil 29 lediglich eine Bohrung 33 ausgebildet ist, in der ein Führungsröhrchen 35 gehalten ist. Das Führungsröhrchen 35 weist z. B. einen größeren inneren Durchmesser auf als bei den Vorrichtungen nach den ersten beiden Ausführungsbeispielen und erstreckt sich in der inneren Kammer 23 des Füllkopfes 11 in Richtung zu der Füllnadel 37 mit Abstand schräg zu der Mittelachse 13 hin geneigt. Durch das Führungsröhrchen 35 ist dem Füllkopf 11 beispielsweise ein eine Vielzahl von Lichtwellenleitern aufweisendes Lichtwellenleiter-Bündel 55 zuführbar.

Zum Herstellen von optischen Lichtwellenleiter-Adern 1 wird der zumindest eine Lichtwellenleiter 5 bzw. das zumindest eine Lichtwellenleiter-Bündel 55 durch z. B. jeweils ein Führungsröhrchen 35, das gegenüber der Mittelachse 13 des Füllkopfes 11 beabstandet verläuft und beispielsweise in Durchlaufrichtung schräg zu der Mittelachse 13 hin geneigt ist, in den sich beispielsweise drehenden Füllkopf 11 zugeführt. Dabei drehen sich die Führungsröhrchen 35 ebenso wie der Füllkopf 11 um dessen Mittelachse 13. Nach dem Austritt aus den Führungsröhrchen 35 bzw. aus dem Führungsröhrchen 35 durchlaufen die beispielsweise zwei Lichtwellenleiter 5 bzw. durchläuft das Lichtwellenleiter-Bündel 55 die mit dem Füllgel 21 gefüllte innere Kammer 23 des Füllkopfes 11 und werden bzw. wird gemeinsam mit dem Füllgel der Füllnadel 37 und durch diese dem Extruderkopf 39 zugeführt. In dem Extruderkopf 39 wird um die durch die Drehung der Führungsröhrchen 35 wendelförmig verlaufenden Lichtwellenleiter 5 bzw. um das wendelförmig verlaufende Lichtwellenleiter-Bündel 55 und das umgebende Füllgel 21 eine diese umschließende, die Aderhülle 3 bildende Schicht aufextrudiert. Das unter Druck stehende Füllgel 21 wird durch den Stutzen 15 und die Bohrungen 19 des Füllkopfes 11 bzw. das Füllrohr 41 in die innere Kammer 23 des Füllkopfes 11 geleitet.

Die Füllnadel 37 kann feststehend sein, sie kann sich aber auch gemeinsam mit dem Füllkopf 11 drehen. Nach der Extrusion erhält man bei den dargestellten Ausführungsbeispielen eine eine Mehrzahl von Lichtwellenleitern 5 aufweisende Lichtwellenleiter-Ader 1, in der die Lichtwellenleiter 5 bzw. das Lichtwellenleiter-Bündel 55 wendelförmig verlaufen. Werden gemäß der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiele mehrere Lichtwellenleiter 5 einzeln zu einer in der Aderhülle 3 verlaufenden Wendel geformt, so ergibt sich eine mehrgängige Wendel. Der zumindest eine Lichtwellenleiter 5 bzw. das Lichtwellenleiter- Bündel 55 kann wie bei einer Verseilung längslaufend bzw. Lagen- oder SZ-gewendelt sein.

So ergibt sich eine auf einfache Art und Weise herstellbare Lichtwellenleiter-Ader 1, bei der der zumindest eine Lichtwellenleiter 5 mit einer definierten Überlänge und in einer homogenen Art und Weise in der Aderhülle 3 verläuft.

Claims (11)

1. Verfahren zum Herstellen einer zumindest einen Lichtwellenleiter aufweisenden Lichtwellenleiter- Ader, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Lichtwellenleiter (5) einem Füllkopf (11) durch mindestens ein gegenüber einer Mittelachse (13) des Füllkopfes (11) beabstandetes Führungsröhrchen (35) zugeführt wird, daß das Führungsröhrchen (35) um diese Mittelachse (13) gedreht wird, daß ein Füllgel (21) in den Füllkopf (11) geleitet wird, daß der zumindest eine Lichtwellenleiter (5) gemeinsam mit dem Füllgel (21) einem Extruderkopf (39) zugeführt wird und daß in dem Extruderkopf (39) um den zumindest einen Lichtwellenleiter (5) und das Füllgel (21) die Aderhülle (3) aufextrudiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Lichtwellenleiter (5) und das Füllgel (21) dem Extruderkopf (39) durch eine rotierende Füllnadel (37) zugeführt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Lichtwellenleiter (5) und das Füllgel (21) dem Extruderkopf (39) durch eine feststehende Füllnadel (37) zugeführt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Lichtwellenleitern (5) in Form mindestens eines Bündels (55) dem Füllkopf (11) zugeführt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllkopf (11) um seine Mittelachse (13) rotiert.

6. Vorrichtung zum Herstellen einer zumindest einen Lichtwellenleiter aufweisenden Lichtwellenleiter- Ader, gekennzeichnet durch einen Füllkopf (11), in den ein Füllgel (21) zuführbar ist, mindestens ein zumindest teilweise in dem Füllkopf (11) gegenüber dessen Mittelachse (13) mit Abstand verlaufendes, um die Mittelachse (13) drehbares Führungsröhrchen (35) und eine rohrförmige Füllnadel (37), durch die der zumindest eine Lichtwellenleiter (5) und das Füllgel (21) einem Extruderkopf (39) zuführbar sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Führungsröhrchen (35) in Durchlaufrichtung des zumindest einen Lichtwellenleiters (5) schräg zu der Mittelachse (13) hin geneigt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllnadel (37) feststeht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllnadel (37) um die Mittelachse (13) des Füllkopfes (11) drehbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllkopf (11) um seine Mittelachse (13) drehbar ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Füllkopf (11) konzentrisch zu dessen Mittelachse (13) ein der Füllnadel (37) zugewandt offenes Füllrohr (41) angeordnet ist.