DE3147137C2

DE3147137C2 -

Info

Publication number: DE3147137C2
Application number: DE3147137A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl.-Ing. 8000 Muenchen De Oestreich
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-11-27
Filing date: 1981-11-27
Publication date: 1987-06-11
Also published as: DE3147137A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein optisches Übertra gungselement mit einem faserförmigen Lichtwellenleiter, der von einer Beschichtung umgeben ist, die ihrerseits von einer äußeren Hülle umschlossen wird, wobei die Beschichtung hochviskos und voll relaxierend ausgebildet ist.

Aus der DE-OS 27 28 642 ist ein optisches Kabel bekannt, bei dem als Füllmasse eine zähflüssige, im Kabel nicht mehr tropfende Substanz vorgesehen ist, die in eine das Ganze lose umschließenden Hülle (Kabelmantel) eingebracht ist.

Aus der DE-AS 25 13 722 ist ebenfalls ein optisches Kabel bekannt, bei dem ein zweischichtiger Kabelmantel vorge sehen ist, in dessen Innerem der Lichtwellenleiter lose angeordnet ist.

Aus der DE-OS 27 29 648 ist es bekannt, einen nackten faserförmigen Lichtwellenleiter mit einer Beschichtung aus einem Kunststofflack zu versehen. Noch vor dem Auf bringen der äußeren Hülle wird der Lack gehärtet, so daß im Betriebszustand sowohl die Beschichtung als auch die Umhüllung verfestigt sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein optisches Übertragungselement zu schaffen, das eine einen besonders guten Schutz für den nackten faser förmigen Lichtwellenleiter gegen mechanische Beanspru chungen bei der weiteren Verarbeitung, insbesondere bei der Verseilung darstellt, leicht und preiswert herge stellt werden kann und beste Dämpfungseigenschaften garantiert. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die äußere Hülle bei 20°C einen E-Modul zwischen 1000 und 3000 N/mm² aufweist und ebenfalls re laxierend ist, daß die Stärke der auf den nackten Licht wellenleiter aufgebrachten Beschichtung zwischen 10 µm und 100 µm gewählt ist, daß die Stärke der äußeren Hülle zwischen 15 µm und 50 µm gewählt ist und daß der Außendurchmesser der äußeren Hülle 250 µm nicht überschreitet.

In direktem Kontakt mit der nackten Faser wird statt der üblichen elastischen Beschichtung eine sehr hochviskose Flüssigkeit benutzt. Die folgende feste äußere Schutz hülle besteht aus einem möglichst vollständig relaxie renden Stoff wie Polybutenterephthalat oder einem Poly ester (PETP). Die äußere Hülle kann vorteilhaft sehr dünn gehalten werden sowie fest und hart sein.

Weiterhin besteht die Möglichkeit, daß der faserförmige Lichtwellenleiter in der Beschichtung geringe und lang same Ausgleichsbewegungen durchführen kann.

Ein optisches Übertragungselement nach der Erfindung läßt sich sehr kompakt, d. h. mit relativ geringem Querschnitt aufbauen, wobei Werte des Durchmessers unter 250 µm er reicht werden. Das optische Übertragungselement ist somit besonders dafür geeignet, ein Bündelkabel aus mehreren optischen Übertragungselementen der erfindungsgemäßen Art durch Verseilung, insbesondere SZ-Verseilung herzu stellen. Da die Außenhülle sehr hart ist und außerdem der Durchmesser klein gehalten werden kann, läßt sich die Verseilung leicht durchführen und dabei ist sicherge stellt, daß es zu keinem Dämpfungsanstieg bei der Her stellung z. B. eines ein Bündel von Lichtwellenleitern enthaltenden Kabels kommt, da die Beschichtung aus einem vollständig relaxierenden, zähflüssigen und haftenden Stoff besteht, der praktisch als besonders gute Polster schicht wirkt. Das erfindungsgemäße optische Übertragungs element unterscheidet sich von einer gefüllten Hohlader dadurch, daß der faserförmige Lichtwellenleiter statt der äußeren Hülle dominiert und der faserförmige Lichtwellen leiter gegenüber der äußeren Hülle nur um Größenordnungen langsamere Bewegungen vollführen kann, die Stunden bis zum Ausgleich benötigen können. Gegenüber einer festum hüllten Ader besteht der Unterschied darin, daß elasti sche Polsterkräfte bei der Beschichtung nicht auftreten und außerdem darin, daß Ausgleichsbewegungen noch möglich sind.

Langsame Ausgleichsbewegungen des faserförmigen Lichtwel lenleiters sind vor allem dann möglich, wenn die Be schichtung eine meßbare Viskosität besitzt, d. h. der Stoff nicht einfriert oder ausläuft. Derartige Aus gleichsbewegungen sind vor allem beim Verseilvorgang und ggf. auch noch bei der Verlegung notwendig, um eine das Dämpfungsverhalten der Lichtwellenleiter verschlechternde mechanische Beanspruchung zu vermeiden. Für die äußere Hülle, die vorteilhaft aus einem Polyester oder einem Polyamid bestehen kann, wird der Stoff so gewählt, daß der E-Modul oberhalb etwa 40°C abzunehmen beginnt.

Bei einer direkten Verseilung der Übertragungselemente miteinander werden die entstehenden Hohlräume zweckmäßig mit einem niederviskosen Füllmaterial (in Form bekannter Ader- oder Bündelfüllmassen ausgefüllt und das so ent stehende optische Bündel oder die Hohlader von einem ge meinsamen Außenmantel umschlossen.

Durch die Verwendung einer stark klebenden Beschichtung kann in vorteilhafter Weise sichergestellt werden, daß zwischen dieser und der äußeren Hülle stets eine hinrei chend sichere Verbindung besteht und damit ein Ablösen durch Bewegung der Hülle verhindert wird und bei einer Beschädigung der äußeren Hülle eindringendes Wasser sich nicht in Längsrichtung ausbreiten kann.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Her stellung eines optischen Übertragungselementes, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß der Lichtwellenleiter zur Aufbringung der Beschichtung durch eine beheizte Küvette hindurchbewegt wird, daß anschließend eine Abkühlung auf oder unter Raumtemperatur durchgeführt wird und daß die äußere Hülle im Schlauchreckverfahren aufgebracht und an schließend sofort gekühlt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert, in der ein Ausführungsbeispiel eines optischen Übertragungselementes im Querschnitt dargestellt ist. Auf dem faserförmigen Lichtwellenleiter LW sitzt eine Beschichtung BS auf, die aus einer stark klebenden, hochviskosen und voll relaxierenden Masse besteht. Diese starkklebende Masse haftet sowohl an dem faserförmigen Lichtwellenleiter LW als auch an der Innenwand einer äußeren Hülle AH, die vorteilhaft aus einem Polyester oder Polyamid besteht. Diese äußere Hülle AH weist einen E-Modul zwischen 1000 und 3000 N/mm², vorzugsweise zwischen 1000 und 2000 N/mm² auf, was bedeutet, daß diese Hülle hart, aber relaxierend ist und damit bei der Weiterverarbeitung einen guten Schutz gegen Mikrobiegungen bietet. Als starkklebende polsternde Beschichtung BS kann z. B. Polybuten BP 2000 verwendet werden, das bei Raumtemperatur eine Viskosi tät von ca. 10⁷ cP hat, und hinreichend langsame Ver lagerung des faserförmigen Lichtwellenleiters LW zu läßt. Der Wert der Viskosität der Beschichtung sollte bei 20°C etwa zwischen 10⁶ und 10⁸ cP gewählt werden.

Die Stärke der Beschichtung BS wird zweckmäßig zwischen 10 µm und 100 µm gewählt, bevorzugt zwischen 30 und 50 µm. Für die äußere Hülle AH sind Wandstärken zwi schen 15 µm und 50 µm zweckmäßig, bevorzugt zwischen 20 und 35 µm, so daß sich bei einer Stärke der faser förmigen Lichtwellenleiter LW von ca. 125 µm insgesamt ein Außendurchmesser unter 250 µm erreichen läßt. Ein derartiges optisches Übertragungselement läßt sich wegen seiner geringen Abmessungen und seiner relativen Unemp findlichkeit besonders leicht zu Bündeln verseilen und so in einem optischen Bündelkabel verwenden. Der faser förmige Lichtwellenleiter hat in der äußeren Hülle AH, im verseilten Zustand nur eine Längentoleranz von 10^-4, wobei jedoch Mikrobiegungen vermieden werden. Die von der äußeren Hülle AH aufbringbaren Längskräfte reichen nicht aus, um den faserförmigen Lichtwellenleiter LW in schädlicher Weise zu verbiegen. Der bei der äußeren Hülle AH auftretende niedrige Reibungskoeffizient in der Größenordnung von ≦ 0,1 erleichtert Ausgleichsbe wegungen der verschiedenen optischen Übertragungsele mente untereinander. Beim Verseilen oder bei Wickelvor gängen wird an der Faser gezogen, nicht an der Hülle. Mit nicht zu großen Kräften kann dann der so umhüllte faserförmige Lichtwellenleiter ohne Längendifferenz zwischen Faser und äußerer Hülle AH direkt auf eine Spule gewickelt werden.

Das erfindungsgemäße optische Übertragungselement un terscheidet sich von einer gefüllten Hohlader dadurch, daß der faserförmige Lichtwellenleiter statt der äuße ren Hülle dominiert und der faserförmige Lichtwellen leiter gegenüber der äußeren Hülle nur um Größenanordnun gen langsamere Bewegungen vollführen kann, die Stunden bis zum Ausgleich benötigen können. Gegenüber einer festumhüllten Ader besteht der Unterschied darin, daß elastische Polsterkräfte bei der Beschichtung BS nicht auftreten und außerdem darin, daß Ausgleichsbewegungen noch möglich sind.

Bei der Herstellung wird zweckmäßig so verfahren, daß auf den faserförmigen Lichtwellenleiter LW eine 20 bis 30 µm dicke Polybutan oder Polyisobutylenschicht als Beschichtung BS aufgebracht wird. Hierfür können auch sehr zähe Öle verwendet werden. Das Aufbringen der Be schichtung BS geschieht zweckmäßig mit einer Küvette, durch welche der faserförmige Lichtwellenleiter LW hindurchgezogen wird und die auf 100 bis 150°C beheizt wird. Nachfolgend wird die Beschichtung BS abgekühlt (z. B. durch Anblasen mit einem Kühlmittel) und auf oder unter die Raumtemperatur gebracht. In diesem Zustand wird eine ca. 30 µm dicke Polyester- oder Polyamid schicht oder eine andere zäh-harte Schicht im Schlauch reckverfahren als äußere Hülle AH aufgezogen, die so fort gekühlt wird. Restliche Schrumpfspannungen rela xieren auf der Spule, auf welche das so hergestellte Übertragungselement aufgewickelt wird. Die Beschichtung BS ist somit beim Aufbringen d. h. bei der Temperatur von 100 bis 150°C hinreichend zähflüssig und wird bei der Temperatur, bei welcher das Aufziehen der Außen hülle vorgenommen wird, hochviskos (besonders bei vor hergehender Unterkühlung) und ist außerdem stark kle bend. Dadurch wird hinreichend feste Verbindung zwi schen der Beschichtung BS und der äußeren Hülle AH her gestellt. Bei der Verseilung mehrerer Übertragungsele mente zu einem Bündel, welche in üblicher Weise durch geführt werden kann, sind Ausgleichsbewegungen des faserförmigen Lichtwellenleiters LW für sich selbst und gemeinsam mit der äußeren Hülle AH sehr leicht mög lich. Bei sehr tiefen Temperaturen könnten zwar Stau chungen des faserförmigen Lichtwellenleiters LW durch die äußere Hülle AH stattfinden. In diesem Zustand ist jedoch die Beschichtung BS extrem hochviskos und ver hindert derartige Effekt weitgehend.

Die Übertragungselemente können in nachfolgenden Schrit ten zusätzlich sowohl fest als auch lose umhüllt wer den, wie dies sonst für Einzelfasern üblich ist.

Claims

1. Optisches Übertragungselement mit einem faserförmigen Lichtwellenleiter (LW), der von einer Beschichtung (BS) umgeben ist, die ihrerseits von einer äußeren Hülle (AH) umschlossen wird, wobei die Beschichtung (BS) hochviskos und voll relaxierend ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die äußere Hülle (AH) bei 20°C einen E-Modul zwischen 1000 und 3000 N/mm² aufweist und ebenfalls relaxierend ist,
daß die Stärke der auf den nackten Lichtwellenleiter (LW) aufgebrachten Beschichtung (BS) zwischen 10 µm und 100 µm gewählt ist,
daß die Stärke der äußeren Hülle (AH) zwischen 15 µm und 50 µm gewählt ist und
daß der Außendurchmesser der äußeren Hülle (AH) 250 µm nicht überschreitet.

2. Optisches Übertragungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Hülle (AH) aus einem Polyester oder Polyamid besteht.

3. Optisches Übertragungselement nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (BS) aus Polybuten besteht.

4. Optisches Übertragungselement nach einem der vorherge henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Viskosität der Beschichtung (BS) bei 20°C zwischen 10⁶ und 10⁸ cP gewählt ist.

5. Optisches Übertragungselement nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere direkt miteinander verseilte Übertragungs elemente in einem gemeinsamen Außenmantel angeordnet sind.

6. Optisches Übertragungselement nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (BS) stark klebend ausgebildet ist.

7. Optisches Übertragungselement nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke der Beschichtung (BS) zwischen 30 µm und 50 µm gewählt ist.

8. Optisches Übertragungselement nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke der äußeren Hülle (AH) zwischen 20 µm und 35 µm gewählt ist.

9. Verfahren zur Herstellung eines optischen Übertra gungselementes nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtwellenleiter (LW) zur Aufbringung der Be schichtung (BS) durch eine beheizte Küvette hindurchbe wegt wird, daß anschließend eine Abkühlung auf oder unter Raumtemperatur durchgeführt wird und daß die äußere Hülle (AH) im Schlauchreckverfahren aufgebracht und anschlie ßend sofort gekühlt wird.