WO2000077552A1 - Verfahren zur herstellung eines optischen kabels mit überlänge der lichtwellenleiter - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines optischen kabels mit überlänge der lichtwellenleiter Download PDF

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    • G02B6/4479—Manufacturing methods of optical cables
    • G02B6/4484—Manufacturing methods of optical cables with desired surplus length between fibres and protection features

Definitions

  • the invention relates to a method for producing an optical cable or a construction element for an optical cable according to the preamble of claim 1.
  • DE 39 10 1 22 discloses a method for adjusting the excess length of an optical line containing at least one optical waveguide in relation to an envelope formed as a metal tube.
  • the metal tube is pulled through a plastically deforming bending device and then straightened again.
  • the idea on which this publication is based is that the limit of the elastic change in length under tensile loading is considerably higher than under compressive loading.
  • the metal tube deforms only elastically in the outer region of curvature, but also plastically in the interior, so that there is a resulting shortening of the straightened metal tube.
  • the excess length that can be achieved by this method is limited to less than 0.3%.
  • the invention is based on the object of producing a method for producing a metal tube containing one or more optical waveguides, an almost any excess length of the optical waveguide being achievable relative to the metal tube.
  • FIG. 1 shows a perspective view of part of a according to the teaching of
  • the optical cable 1 consists of the optical fibers 2 and the metal tube 3 surrounding the optical fibers 2, which has a longitudinal weld 3a.
  • the free space between the optical fibers 2 and the metal tube 3 can be filled with a so-called petroleum jelly in order to prevent longitudinal water migration.
  • the number of optical fibers 2 is usually between 6 and 20, but can be up to 144.
  • the metal tube 3 has a helical corrugation 3b, through which the metal tube 3 is shortened compared to the smooth tube.
  • the optical waveguides 2 have a greater length than the metal tube 3, that is to say they run in a wave, helix or sinusoidal shape in the metal tube 3.
  • the excess length can be up to 5%, but is preferably between 0.5 and 1%.
  • the wall thickness S of the metal tube is z. B. 1 mm while its outer diameter is 6 mm.
  • Aluminum is preferred as the material for the metal tube 3.
  • FIG. 2 shows a side view of a device for carrying out the method according to the invention.
  • a tape 5 is continuously drawn off from a supply reel 4 and fed to a shaping device 6, in which the tape 5 is formed into a tube with a longitudinal slot.
  • Part of this shaping device 6 is an untrimmed trimming device in which the band 5 is cut exactly to the required width.
  • the shaping device 6 also consists of a plurality of sets of shaping rolls, not specified.
  • the longitudinal slot of the shaped tube is closed by means of a laser welding device 7.
  • a first clamping jaw trigger 8 which consists of a plurality of pairs of clamping jaws comprising the tube, is driven by an endless chain. Behind the first jaw trigger 8 is a pipe reducing device 9 z. B. arranged a drawing die in which the diameter of the tube is reduced.
  • a second clamping jaw trigger 10 is arranged behind the pipe reducing device 9, which engages the drawn pipe and pulls it through the drawing die.
  • the withdrawal speed of the second Sp ⁇ nnb ⁇ cken ⁇ bzuges 10 is regulated in relation to the pull-off speed of the first Sp ⁇ nnb ⁇ cken ⁇ bzuges 8 depending on the sag of the tube between the drawing die and the first clamping jaw pull-off 8.
  • Behind the second clamping jaw trigger 10 is a driven trigger disc 11 on the circumferential surface of which the tube rests with several turns. The trigger disc 11 is driven at a trigger speed which is equal to the trigger speed of the second jaw trigger 10.
  • a drain device for a plurality of optical fibers 2 is designated, which is equipped with a plurality of coils 15, on which the optical fibers 2 are wound.
  • the optical fibers 2 are withdrawn from the coils 15 and inserted into the still open tube in front of the welding device.
  • a stationary metal tube projects into the slotted tube, through the interior of which the optical waveguide 2 is guided.
  • the metal tube releases the optical waveguide 2 at the earliest behind the welding device 7.
  • the metal tube is surrounded by another metal tube in a concentric arrangement.
  • a petroleum jelly is filled into the tube under pressure through the annular gap formed by the two concentric metal tubes.
  • the length of the optical waveguide 2 and the length of the metal pipe 3 are of the same size.
  • a corrugation device 16 is arranged behind the pull-up washer 11, which presses a corrugation into the wall of the tube in a continuous manner of operation.
  • the excess length of the optical waveguide 2 depends on the depth of the corrugation and the slope of the corrugation.
  • a beading device can also be provided, which forms several beads in the tube wall, several beads in the circumferential direction form a closed bead.
  • the excess length depends on the depth or shape of the bead and on the spacing of the beads from one another. The excess length can be set precisely in the method according to the invention.
  • a further collet trigger can be provided in front of the corrugating device.
  • the speed of the corrugating device 16 or the crimping device can be regulated by dancers arranged in front of and / or behind the corrugating device 16.
  • the finished metal tube 13 with the optical fibers 2 therein is finally wound onto a winding drum 12.
  • the metal tube is corrugated and corrugated in the same operation as the manufacture of the tube.
  • FIG. 3 shows a particularly advantageous application example for an optical element which is produced according to the teaching of the invention.
  • the figure shows a particularly inexpensive to manufacture underground cable, in which a slightly corrugated aluminum tube 17 is arranged in the center of the underground cable, in which there are up to 144 optical fibers 2 with an excess length of at least 0.5%.

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung eines optischen Kabels (1) oder eines Aufbauelementes für ein optisches Kabel, bei dem ein von der Vorratsspule abgezogenes Metallband allmählich zu einem Schlitzrohr geformt wird, zumindest ein von einer weiteren Vorratsspule abgezogener Lichtwellenleiter (2) in das noch offene Schlitzrohr eingeführt wird, der Längsschlitz des Schlitzrohres durch Schweissen geschlossen und nach dem Schweissen in dem Metallrohr eine Überlänge der Lichwellenleiter gegenüber dem Metallrohr erzeugt wird, wird das geschweisste Metallrohr (3) gesickt, eingedellt oder gewellt (3b), um die Überlänge herzustellen.

Description

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES OPTISCHEN KABELS MIT ÜBERLÄNGE DER UCHTWEL- LENLEITER
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Kabels oder eines Aufbauelementes für ein optisches Kabel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .
Ein Verfahren zur Einstellung der Überlange einer mindestens einen Lichtwellenleiter enthaltenden optischen Leitung gegenüber einer als Metallröhrchen ausgebildeten Umhüllung ist aus der DE 39 10 1 22 bekannt. Das Metallröhrchen wird hierbei durch eine plastisch verformende Biegevorrichtung gezogen und anschließend wieder geradegerichtet. Die dieser Veröffentlichung zugrunde liegende Idee besteht darin, daß die Grenze der elastischen Längenänderung bei Zugbelastung erheblich höher als bei Druckbelastung ist. Das Metallröhrchen verformt sich also im äußeren Krümmungsbereich nur elastisch, im Innern dagegen auch plastisch, so daß eine resultierende Verkürzung des geradegerichteten Metall röhrchens entsteht. Die durch dieses Verfahren erzielbare Überlange ist auf weniger als 0,3 % begrenzt.
Aus der DE 40 03 31 1 ist es bekannt, die Überlänge dadurch herzustellen, daß das zum Rohr zu formende Band oder ein bestimmter Rohrabschnitt reversibel gelängt und die Lichtwellenleiter im Bereich des gelängten Rohrabschnitts in das sich bildende Rohr eingeführt werden. Das Metallband bzw. der Rohrabschnitt wird über die Umgebungstemperatur erwärmt und abschließend abgekühlt, wobei sich das Rohr verkürzt. Auch mit diesem Verfahren sind Überlängen von mehr als 0,3 % nicht zu erreichen, da eine zu hohe Erwärmung die Lichtwellenleiter in Mitleidenschaft ziehen würde.
Aus der DE 42 10 633 ist ein Verfahren zur Herstellung der Überlänge bekannt, bei dem das die Lichtwellenleiter enthaltende Metallrohr gestaucht wird und dabei derart plastisch verkürzt wird, daß die Lichtwellenleiter mit einer definierten Überlänge in dem gestauchten Metallrohr zu liegen kommen. Mit diesem Verfahren sind zwar Überlängen zwischen 1 und 8 % möglich, jedoch ist der hierfür erforderliche Aufwand erheblich, so daß eine wirtschaftliche Fertigung nahezu ausgeschlossen ist.
Schließlich ist aus der DE 44 34 133 ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Kabels bekannt, bei dem die Überlänge der Lichtwellenleiter dadurch erzeugt wird, daß das Metallrohr mit zumindest einer Windung um eine Abzugsscheibe herumgelegt wird und die Kraft, mit welcher die Abzugsscheibe an dem Metallrohr angreift, eine elastische Verformung von bis zu 0,6 % bewirkt. Die elastische Dehnung des Metallrohres wird auf der Abzugsscheibe aufgehoben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines einen oder mehrere Lichtwellenleiter enthaltenden Metallrohres herzustellen, wobei eine nahezu beliebig einstellbare Überlänge der Lichtwellenleiter gegenüber dem Metallrohr erziel bar ist.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 erfaßten Merkmale gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erfaßt.
Die Erfindung ist an Hand der in den Figuren 1 bis 3 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teils eines nach der Lehre der
Erfindung hergestellten optischen Kabels. Das optische Kabel 1 besteht aus den Lichtwellenleitern 2 und dem die Lichtwellenleiter 2 umgebenden Metallrohr 3, welches eine Längsschweißnaht 3a aufweist. Der Freiraum zwischen den Lichtwellenleitern 2 und dem Metallrohr 3 kann mit einem sogenannten Petroleumjelly ausgefüllt sein, um eine Längswasserwanderung zu verhindern. Die Anzahl der Lichtwellenleiter 2 liegt üblicherweise zwischen 6 und 20 kann jedoch bis zu 144 betragen. Das Metallrohr 3 weist eine schraubenlinienförmige Wellung 3b auf, durch welche das Metallrohr 3 gegenüber dem glatten Rohr verkürzt ist. Dadurch haben die Lichtwellenleiter 2 eine größere Länge als das Metallrohr 3, verlaufen also wellen-, wendel- oder sinusförmig in dem Metallrohr 3. Die Überlänge kann bis zu 5 % betragen, beträgt aber vorzugsweise zwischen 0,5 und 1 %. Die Wanddicke S des Metallrohres beträgt z. B. 1 mm während sein Außendurchmesser 6 mm beträgt. Als Material für das Metallrohr 3 wird Aluminium bevorzugt.
Die Figur 2 zeigt eine seitliche Ansicht einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Von einer Vorratsspule 4 wird ein Band 5 kontinuierlich abgezogen und einer Formvorrichtung 6 zugeführt, in der das Band 5 zu einem Rohr mit Längsschlitz geformt wird. Teil dieser Formvorrichtung 6 ist eine nicht näher bezeichnete Besäumeinrichtung, in welcher das Band 5 exakt auf die benötigte Breite geschnitten wird. Die Formeinrichtung 6 besteht weiterhin aus mehreren nicht näher bezeichneten Formrollensätzen. Der Längsschlitz des geformten Rohres wird mittels einer Laserschweißeinrichtung 7 geschlossen. Für die exakte Führung des geschlitzten Rohres unterhalb der Schweißeinrichtung 7 sorgt ein erster Spannbackenabzug 8, der aus einer Vielzahl das Rohr umfassender Spannbackenpaare besteht, die über eine endlose Kette angetrieben sind. Hinter dem ersten Spannbackenabzug 8 ist eine Rohrreduziereinrichtung 9 z. B. eine Ziehmatrize angeordnet, in welcher der Durchmesser des Rohres verringert wird. Ein zweiter Spannbackenabzug 10 ist hinter der Rohrreduziereinrichtung 9 angeordnet, der an dem gezogenen Rohr angreift und dieses durch die Ziehmatrize zieht. Die Abzugsgeschwindigkeit des zweiten Spαnnbαckenαbzuges 10 ist gegenüber der Abzugsgeschwindigkeit des ersten Spαnnbαckenαbzugs 8 in Abhängigkeit vom Durchhang des Rohres zwischen der Ziehmatrize und dem ersten Spannbackenabzug 8 geregelt. Hinter dem zweiten Spannbackenabzug 10 befindet sich eine angetriebene Abzugsscheibe 1 1 auf deren Umfangsfläche das Rohr mit mehreren Windungen aufliegt. Die Abzugsscheibe 1 1 ist mit einer Abzugsgeschwindigkeit angetrieben, welche gleich der Abzugsgeschwindigkeit des zweiten Spannbackenabzugs 10 ist.
Mit 14 ist eine Ablaufvorrichtung für eine Vielzahl von Lichtwellenleitern 2 bezeichnet, die mit einer Vielzahl von Spulen 15 bestückt ist, auf weiche die Lichtwellenleiter 2 aufgewickelt sind.
Die Lichtwellenleiter 2 werden von den Spulen 15 abgezogen und in das noch offene Rohr vor der Schweißeinrichtung eingeführt. Als Schutz für die empfindlichen Lichtwellenleiter 2 ragt ein nicht dargestelltes ortsfestes Metallröhrchen in das Schlitzrohr, durch dessen Inneres die Lichtwellenleiter 2 hindurchgeleitet werden. Das Metallröhrchen gibt die Lichtwellenleiter 2 frühestens hinter der Schweißeinrichtung 7 frei. Das Metallröhrchen ist in konzentrischer Anordnung von einem weiteren Metallröhrchen umgeben. Durch den von den beiden konzentrischen Metallröhrchen gebildeten Ringspalt wird unter Druck ein Petroleumjelly in das Rohr eingefüllt.
In dem auf die Abzugsscheibe 1 1 aufgewickelten Rohrabschnitt ist die Länge der Lichtwellenleiter 2 und die Länge des Metallrohres 3 gleich groß.
Um nun die Überlänge der Lichtwellenleiter 2 gegenüber dem Metallrohr 3 herzustellen, ist hinter der Anzugsscheibe 1 1 eine Wellvorrichtung 16 angeordnet, die in kontinuierlicher Arbeitsweise eine Wellung in die Wandung des Rohres eindrückt. Die Überlänge der Lichtwellenleiter 2 ist abhängig von der Tiefe der Wellung sowie der Steigung der Wellung.
Anstelle der Wellvorrichtung 1 6 kann auch eine Sickvorrichtung vorgesehen sein, die mehrere Sicken in die Rohrwandung einformt, wobei mehrere Sicken in Umfangsrichtung eine in sich geschlossene Sicke bilden. Die Überlänge ist in diesem Fall abhängig von der Tiefe bzw. der Form der Sicke sowie vom Abstand der Sicken voneinander. Die Überlänge läßt sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren exakt einstellen.
Um eine Torsion des Metallrohres durch den umlaufenden Weller der Wellvorrichtung zu verhindern, kann vor der Wellvorrichtung noch ein weiterer nicht dargestellter Spannzangenabzug vorgesehen sein. Die Geschwindigkeit der Wellvorrichtung 1 6 bzw. der Sickvorrichtung kann durch vor und/oder hinter der Wellvorrichtung 16 angeordnete Tänzer geregelt werden.
Das fertige Metallrohr 13 mit den Lichtwellenleitern 2 darin wird abschließend auf eine Aufwickeltrommel 12 aufgewickelt.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Metallrohr im gleichen Arbeitsgang wie die Herstellung des Rohres gewellt und gesickt.
Es besteht jedoch die Möglichkeit, ein glattes Rohr zunächst ohne Wellung herzustellen und dieses auf die Aufwickeltrommel 12 aufzuwickeln. Lichtwellenleiter 2 und Metallrohr weisen dann die gleiche Länge auf. In einem nachfolgenden Arbeitsgang kann dann die Wellung oder Sickung in die Rohrwandung eingeformt werden, um die Überlänge der Lichtwellenleiter 2 zu erzeugen.
Die Figur 3 zeigt ein besonders vorteilhaftes Anwendungsbeispiel für ein optisches Element, welches nach der Lehre der Erfindung hergestellt ist.
Die Figur zeigt ein besonders kostengünstig herstellbares Erdseilkabel, bei welchem im Zentrum des Erdseilkabels ein leicht gewelltes Aluminiumrohr 17 angeordnet ist, in welchem bis zu 144 Lichtwellenleiter 2 mit einer Überlänge von mindestens 0,5 % vorliegen. Eine Lage von Stahldrähten 1 8, die an ihrer äußeren Oberfläche eine Aluminiumschicht aufweisen, ist auf das zentrale Aluminiumrohr 1 7 aufgeseilt. Aufgrund der Wellung bzw. Sickung des Aluminiumrohres 1 7 ist dessen
Querdrucksteifigkeit höher als bei einem glatten Aluminiumrohr, so daß bei einer bestimmten geforderten Querdrucksteifigkeit für ein Aluminiumrohr gemäß der Lehre der Erfindung eine geringere Wanddicke verwendet werden kann. Als Beispiel für ein gewelltes Aluminiumrohr seien folgende Abmessungen genannt:
Außendurchmesser: 6,0 mm
Welltiefe: 0,1 mm
Steigung: 3,4 mm
Wanddicke: 0,8 mm

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines optischen Kabels oder eines Aufbauelementes für ein optisches Kabel, bei dem ein von der Vorratsspule abgezogenes Metallband allmählich zu einem Schlitzrohr geformt wird, zumindest ein von einer weiteren Vorratsspule abgezogener Lichtwellenleiter in das noch offene Schlitzrohr eingeführt wird, der Längsschlitz des Schlitzrohres durch Schweißen geschlossen und nach dem Schweißen in dem Metallrohr eine Überlänge der Lichtwellenleiter gegenüber dem Metallrohr erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das geschweißte Metallrohr gesickt, eingedellt oder gewellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Metallrohr mit in sich geschlossenen einen Ring bildenden Sicken versehen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Metallrohr mit einer ring- oder schraubenlinienförmig verlaufenden Wellung versehen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorbestimmbare Überlänge der Lichtwellenleiter durch die Tiefe und/oder den Abstand der Wellung, der Eindellungen oder der Sicken voneinander erzeugt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung der Überlänge in einem gesonderten Arbeitsgang nach dem Schweißen erfolgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in das noch offene Schlitzrohr eine gelartige Füllmasse eingebracht wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das geschweißte Metallrohr zwischen der Schweißeinrichtung und der Well-, Sick- und Delleinrichtung mit zumindest einer Windung um eine zylindrische Scheibe herumgelegt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aluminiumrohr mit einem Verhältnis von Außendurchmesser zu Wanddicke zwischen 5 bis 10 hergestellt wird.
9. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Herstellung eines Aufbauelementes für ein optisches Luftkabel mit einem zentral angeordneten Metallrohr mit Lichtwellenleitern und auf das Metallrohr aufgeseilten Metalldrähtβn.
PCT/EP2000/005931 1999-06-09 2000-05-17 Verfahren zur herstellung eines optischen kabels mit überlänge der lichtwellenleiter WO2000077552A1 (de)

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