DE2641140A1 - Lichtleiterfaser und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Description

Fo ίο 064 D 13. Sep. 1976

Dipl.-Ing. Jürgen WEINMILLER <.

PATENTASSESSOR 2641 1 4 Q

SOSPS GmbH

80OO München 8O

Zeppelinstr. 63

LES CABLES DE LYON S.A. 170, avenue Jean-Jaures 69353 LYON CEDEX 2, Frankreich

LICHTLEITERFASER UND VERFAHREN ZU IHRER HERSTELLUNG

Die Erfindung betrifft den Schutzmantel einer Lichtleiterfaser, damit diese ohne Gefahr von Beschädigungen bei der Herstellung eines Kabels aus einer oder mehreren optischen Fasern verwendet werden kann.

Es sind Lichtleiterfasern bekannt, die aus einem Siliziumoxydkern und einer Siliziumoxyd- oder Kunststoffumhüllung bestehen, die eine rein optische Funktion hat. Der Brechungsindex der Umhüllung ist im Verhältnis zu dem des Kerns so gewählt, daß das Licht nicht in die Umhüllung eindringt; jede Faser kann darüber hinaus von einer mechanischen Hülle umgeben werden.

Mit dem Schutzmantel will man den Schutz der Faser gegen verschiedene Einwirkungen verbessern; der Mantel umfaßt

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insbesondere einen Abriebschutz, der verhindern soll, daß an der Oberfläche der Faser durch versehentliche Reibeinwirkung Mikrorisse entstehen, durch die die Paser mechanisch bruchanfällig wird und ihre Übertragungseigenschaften verschlechtert werden. Der Schutzmantel dient aber auch oft als Korrosionsschutz zur Vermeidung derselben Folgen, wie sie soeben beschrie ben wurden, die jedoch durch mit dem oder den Fasermaterialien nicht verträgliche Stoffe hervorgerufen werden. Schließlich dient der Schutzmantel aber auch als mechanischer Schutz zur Erhöhung der Festigkeit der Faser gegenüber Längs- und Querkräften, die sich bei der Herstellung des Kabels in Form von Mikrokrümmungen oder Mikrobrüchen äußern und sowohl die mechanischen als auch die Übertragungseigenschaften der Faser verschlechtern.

Es wurde bereits versucht, die Fasern durch einen Mantel aus verschiedenen extrudierten Materialien zu schützen, jedoch ergab sich dabei oft eine Verschlechterung der Fasereigenschaften unter der Einwirkung von mechanischen,thermischen usw. Beanspruchungen bei der Herstellung.

In herkömmlichen Verfahren wird der Mantel um die Faser mit einem Extruder hergestellt, der im wesentlichen eine Düse, die zu einem für das Durchlassen der Faser mit einer Bohrung versehenen Dorn konzentrisch liegt, und eine Schnecke zum Einziehen des zu extrudierenden Materials umfaßt, welches vorerwärmt zwischen Düse und Dorn durchfließt und dabei die Faser bedeckt.

Es sind im wesentlichen zwei Extrudierumhüllungen bekannt, von denen die eine eine sehr stramme und die andere eine

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sehr lockere Umhüllung ergibt.

Die sehr stramme Umhüllung wird mit Hilfe einer Preßvorrichtung erreicht, die aus einer kurzen Düse und einem kurzen Dorn besteht und bei der das extrudierte Material mit der opti-. sehen Faser flüssig und unter hohem Druck in Berührung tritt. Diese Umhüllungsart führt leider dazu, in der Faser Mikrobrüche hervorzurufen, die wahrscheinlich auf die hohen während der Extrusion der Hülle auf die optischen Fasern einwirkenden seitlichen Preßdrücke zurückzuführen sind.

Bei der lockeren Umhüllung kann das radiale Spiel zwischen Hülle und Faser beispielsweise 70 Mikron für eine Faser von 125 Mikron Durchmesser erreichen. Bei dieser Umhüllungsart wird die Hülle mit Hilfe einer rohrförmigen Einrichtung hergestellt, bei der Düse und Dorn durch die Form von konzentrischen Rohren aufweisende KalibrJfirtelLe verlängert sind, wobei das Kalibrierteil des Dorns mindestens bis in die Höhe des Kalibrierteils der Düse reicht. Mit Hilfe dieser Anordnungen überträgt das extrudierte Material nicht die hohen Extrusionskrafte auf die Faser, wie es bei der Preßvorrichtung der Fall ist. Jedoch läßt sich feststellen, daß die so umhüllte optische Faser zusätzliche Übertragungsverluste aufweist, die insbesondere auf durch das große radiale Spiel zwischen Faser und Umhüllung begünstigte Mikrokrümmungen zurückzuführen sind, die ihrerseits durch unterschiedliche Dehnung und Schrumpfung zwischen Faser und Hülle hervorgerufen werden.

Ziel der Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden und eine Lichtleiterfaser anzugeben, die einen wirksamen Schutzmantel besitzt, der bei der Anbringung die Faser nicht beschädigt.

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Gegenstand der Erfindung ist eine Lichtleiterfaser mit einem Schutzmantel, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel mit einem radialen Spiel von 1 bis 10 Mikron zwischen Hülle und Faser um die Faser herum extrudiert wird.

Bei Überschreitung dieses Wertebereichs beeinflussen Wärmeeinwirkungen die Dämpfungsverluste der geschützten Faser (bei abnehmender Temperatur wird der Schutzmantel, der einen wesentlich höheren Ausdehnungskoeffizienten aufweist als die Faser, zu kurz und zwingt die Faser unter Ausnutzung des Spiels dazu, sich zu verformen). Bei Unterschreiten dieses Bereichs werden die Unregelmäßigkeiten des Außendurchmessers des Mantels auf die Übertragungsqualität der Faser übertragen, insbesondere, wenn Mikroabweichungen von der Faserachse vorliegen.

Ein zwischen diesen beiden Grenzwerten liegendes Spiel ermöglicht es einerseits, während der Extrusion die Entstehung von Mikrobrüchen in der Faser zu vermeiden, da diese nicht den Extrusionsdrücken unterworfen ist, und andererseits, das Verhalten der Faser bei mechanischen oder thermischen Beanspruchungen zu verbessern; insbesondere geht in diesem letzteren Fall bei einer nominalen Dämpfung der Faser von 5 dB/km bei einer Wellenlänge von 82Ö nm die Dämpfungsänderung pro Kilometer und pro Grad Celsius von 0,1 dB bei einer lockeren Umhüllung auf 0,004 dB bei einer erfindungsgemäß hergestellten Umhüllung zurück.

Die Umhüllung mit einem radialen Spiel von 1 bis Mikron kann mit Hilfe einer zwischen der Preßvorrichtung und der rohrförmigen Vorrichtung liegenden Vorrichtung erreicht werden, bei der Dorn und Düse mit Kalibrierteilen versehen sind,

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wobei das Kalibrierteil des Dorns im Verhältnis zu dem der Düse kurz ist. Bei dieser Vorrichtung erfährt die Faser keinen hohen Druck, womit Mikrobrüche vermieden werden. Es ist vorteilhaft, bei dem Aufbringen der Hülle ein Extrudiermaterial zu verwenden, das in Abhängigkeit von der Temperatur sehr rasch vom festen in den flüssigen Zustand übergeht, beispielsweise Nylon oder Polyäthylen-Terephtalat, und durch plötzliches Abkühlen am Ausgang der Kalibrierteile des Dorns und der Düse das Schrumpfen des Extrudiermaterials nach außen hervorzurufen. Es bleibt anzumerken, daß das radiale Spiel der Hülle auf der Faser dazu ausreicht, auf bequeme Weise die Hülle zum Freilegen der Faserenden bei Anschlußarbeiten abzuziehen.

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE *

   1 - Lichtleiterfaser mit einem Schutzmantel,

   'da d ü rc h g e k e η η ζ e i c h η et, daß der Mantel mit einem radialen Spiel zur Faser von 1 bis IO Mikron um die Faser herum extrudiert ist.

   2 - Lichtleiterfaser gemäß Anspruch 1, d a d u rc h

   g e k e η η ζ e i c h η e t, daß es sich bei dem Mantelmaterial um Nylon handelt.

   3 — Lichtleiterfaser gemäß Anspruch 1, dadurch

   g e k e η η ζ e i c h η e t, daß es sich bei dem Mantelmaterial um Polyäthylen-Terephtalat handelt.

   4 - Verfahren zur Herstellung einer Lichtleiterfaser gemäß Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, daß der Mantel mit Hilfe eines Extruders hergestellt wird, der eine zu einem Dorn konzentrische Düse besitzt, wobei der Dorn zum Durchlassen der optischen Faser mit einer Bohrung versehen ist und wobei Düse und Dorn durch Kalibrierteile verlängert werden, von denen das Kalibrierteil des Dorns im Verhältnis zum Kalibrierteil der Düse kurz ist, und daß das extrudierte Material beim Austreten aus Düse und Dorn des Extruders plötzlich abgekühlt wird, damit es nach außen schrumpft.

   5 - Verfahren zur Herstellung einer Lichtleiterfaser gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Faser mit einem extrudierten Mantel umgeben ist, der ausgehend von einem Extrudiermaterial erhalten wird, das in Abhängigkeit von der Temperatur sehr plötzlich vom festen in den flüssigen Zustand übergeht.