DE3606626A1 - Flachbandleitung mit mehreren lichtwellenleitern und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Flachbandleitung mit mehreren nebeneinander in einer gemeinsamen Außenhülle beweglich angeordneten Lichtwellenleitern.

Aus der DE-OS 26 55 996 ist eine Flachbandleitung bekannt, bei der die mit einer Beschichtung (Coating) versehenen Lichtwellenleiter in einer Ebene nebeneinanderliegend angeordnet sind. Zur Bildung einer Flachbandleitung wird die Beschichtung mit einem Lösungsmittel zusammengebracht, wodurch die einzelnen Lichtwellenleiter im Bereich der Berührungsstellen aneinander haften und eine bandleitungsartige Struktur ergeben. Nachteilig bei derartigen Anordnungen ist vor allem, daß mechanische Kräfte, die bei der Weiterverarbeitung (z. B. Verseilung oder Verlegung) derartiger Bandleitungen auftreten können, sich in vollem Umfang unmittelbar auf die empfindlichen Lichtwellenleiterfasern auswirken, weil das gesamte Gebilde in sich keine Verschiebung der einzelnen Lichtwellenleiteradern zuläßt.

Aus der DE-AS 25 08 825 ist ein Verseilungselement für optische Kabel bekannt, bei dem ein zweiteiliger etwa kastenförmiger Profilkörper vorgesehen ist, in dessen Innerem längslaufende Kammern gebildet werden, in denen jeweils eine beschichtete Lichtwellenleiterader untergebracht ist. Durch eine derartige Anordnung ist zwar die Beweglichkeit der Lichtwellenleiter gegeneinander gewährleistet und auch ein guter Schutz der Gesamtanordnung gegen von außen einwirkende Querkräfte gegeben; nachteilig ist jedoch, daß ein zweiteiliger, kastenförmiger Profilkörper notwendig wird, der als Gehäuse für die Gesamtanordnung dient. Dieser Kasten erfordert einen relativ aufwendigen Herstellungsprozeß und ergibt auch ein insgesamt relativ steifes Gebilde, dessen Weiterverarbeitung vor allem im Zusammenhang mit Verseilvorgängen zu Schwierigkeiten führen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flachbandleitung zu schaffen, die möglichst kleine Abmessungen aufweist und deren Fasern möglichst weitgehend beweglich angeordnet und trotzdem gegen mechanische Einwirkungen geschützt sind. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer Flachbandleitung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Lichtwellenleiter im Querschnitt gesehen über ihrer an den optischen Fasern fest anhaftenden Beschichtung mit einer Gleitschicht versehen sind, daß mehrere derart mit einer Gleitschicht versehene Lichtwellenleiter nebeneinander angeordnet sind und daß die gemeinsame Außenhülle an der Gleitschicht der einzelnen Lichtwellenleiter derart anliegt, daß die beschichteten Lichtwellenleiter beweglich in der Außenhülle gehalten sind.

Da die Aufbringung der Gleitschicht bei der erfindungsgemäßen Flachbandleitung so erfolgt, daß sie in der später aufgebrachten Außenhülle erhalten bleibt, sind die einzelnen beschichteten Lichtwellenleiter in einem gewissen Umfang innerhalb der gemeinsamen Außenhülle beweglich gelagert. So kann diese Außenhülle beispielsweise gebogen oder verwunden werden (z. B. beim Verseilvorgang), ohne daß die äußeren Kräfte, welche auf die Außenhülle einwirken in vollem Umfang auf die beschichtete Lichtwellenleiterfaser übertragen werden. Die erfindungsgemäße Flachbandleitung zeichnet sich weiterhin dadurch aus, daß sie besonders einfach hergestellt werden kann, weil lediglich auf die mit dem Gleitmittel beschichteten Lichtwellenleiter die Außenhülle aufzubringen ist. Auch ergeben sich geringe Abmessungen, weil keine weiteren rohrförmigen Schutzhüllen auf den jeweiligen Lichtleiter angebracht werden müssen.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer Flachbandleitung, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die beschichteten Lichtwellenleiter mit einer Gleitschicht versehen werden, daß die beschichteten und mit der Gleitschicht versehenen Lichtwellenleiter in einer Reihe nebeneinander liegend zusammengefaßt und von einer gemeinsamen Außenhülle umgeben werden.

Sonstige Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen wiedergegeben. Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 in Seitenansicht den Aufbau einer Einrichtung zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Flachbandkabels,

Fig. 2 im Querschnitt den Aufbau einer beschichteten Lichtleitfaser,

Fig. 3 im Querschnitt eine Lichtleitfaser nach Fig. 2 mit zusätzlich aufgebrachter Beschichtung,

Fig. 4 im Querschnitt eine fertige Flachbandleitung nach der Erfindung, hergestellt mit der Einrichtung nach Fig. 1,

Fig. 5 eine weitere Beschichtung zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Flachbandleitung und

Fig. 6 eine mit der Einrichtung nach Fig. 5 hergestellten Flachbandleitung.

In Fig. 1 ist eine Reihe von Spulen SP 1 bis SPn dargestellt, auf denen beschichtete Lichtwellenleiter LC 1 bis LCn angeordnet sind. Im Querschnitt entsprechend Fig. 2 gesehen enthält jeder derartiger Lichtwellenleiter LC die eigentliche Glasfaser LW und eine darauf aufgebrachte harte Beschichtung CT ("Coating") z. B. aus Acrylharz.

Die beschichteten Lichtwellenleiter LC 1 bis LCn werden gleichmäßig abgebremst von den Spulen SP 1 bis SPn abgezogen und durch einen Behälter BR hindurchgeführt, dem ein Gleitmittel GSM zugeleitet wird. Die Verarbeitung erfolgt zweckmäßig von oben nach unten, d. h. der Behälter BR ist oben mit entsprechenden Eintrittsöffnungen für die beschichteten Lichtwellenleiteradern LC 1 bis LCn versehen. Die Zuführung des Gleitmittels GSM erfolgt zweckmäßig über eine Zahnradpumpe und die Führung der Lichtwellenleiteradern LC 1 bis LCn im Inneren des Behälters BR wird so vorgenommen, daß eine allseitige Benetzung und Beschichtung der Lichtwellenleiteradern LC 1 bis LCn mit dem Gleitmittel GSM gewährleistet ist. Am Ausgang des Behälters BR sind Führungsrohre FR 1 bis FRn vorgesehen, von denen jedes einer Lichtwellenleiterader LC 1 bis LCn zugeordnet ist. Der Innendurchmesser dieser Führungsrohre FR 1 bis FRn ist so gewählt, daß die gewünschte Wandstärke der Gleitschicht GS gewährleistet ist, vorzugsweise mit Werten um 50 µm. Als Gleitmittel GSM wird besonders zweckmäßig eine Aderfüllmasse eingesetzt, die aus thixotropierten Paraffinölen besteht, denen ein Verdickungsmittel zugesetzt ist. Es handelt sich also bei dem Gleitmittel um einen Stoff von etwa pastenartiger Konsistenz, der im übrigen so zu wählen ist, daß keine Beeinträchtigung der Beschichtung CT der Lichtwellenleiterader LC nach Fig. 2 und auch keine Beeinträchtigung für die später aufzubringende Außenhülle eintritt. Das Gleitmittel GSM sollte außerdem gut entfernbar sein, eine Temperaturstabilität zwischen -40° und +80°C aufweisen, pastöse Beschaffenheit zeigen jedoch nicht austropfen. Bevorzugt können Stoffe wie z. B. die Aderfüllmasse LA 103 der Firma Huber Heimstätten oder ein Polyisobutylen (z. B. "Oppanol" der Fa. BASF) verwendet werden.

Die allseits mit einer Gleitschicht GS entsprechend Fig. 3 beschichteten Lichtwellenleiteradern LCG 1 bis LCGn gelangen über die Führungsrohre FR 1 bis FRn zu einer Einrichtung EA zur Aufbringung der Außenhülle AH entsprechend Fig. 4. Als Material AHM für die Außenhülle wird bevorzugt ein härtendes Harz, insbesondere Akrylharz verwendet, das unter Druck der Einrichtung EA zugeführt wird und die mit der Gleitmasse allseitig beschichteten Lichtwellenleiteradern LCG 1 bis LCGn am Ausgang allseitig umgibt. Die Führungsrohre FR 1 bis FRn reichen bis zu dem Ringspalt, welcher die Austrittsöffnung der Einrichtung EA bildet. Das praktisch flüssige Harz umschließt jede der mit der Gleitschicht versehenen Lichtwellenleiteradern LCG 1 bis LCGn allseitig, so daß eine Struktur entsteht, wie sie aus der Querschnittsdarstellung nach Fig. 4 ersichtlich ist. Das Harz bildet dabei die Außenhülle AH für die Flachbandleitung FB. Im Inneren bleiben die etwa ringförmigen Gleitschichten GS rund um die Beschichtung CT der Lichtwellenleiterfasern LW erhalten, so daß eine gewisse Beweglichkeit der beschichteten Lichtwellenleiteradern im Inneren der gemeinsamen Außenhülle AH gewährleistet bleibt. Diese Außenhülle AH bildet zwischen den einzelnen Lichtwellenleiteradern eine dünne, etwa stegförmige Verbindung, so daß die Gesamtanordnung der Flachbandleitung FB geringe äußere Außenabmessungen aufweist und zugleich eine hochflexible und die Lichtwellenleiter besonders schonende Konstruktion ergibt.

Unmittelbar am Ausgang der der Zuführung des Materials AHM für die Außenhülle AH dienenden Einrichtung EA ist eine entsprechende Härtungszone vorgesehen, die beispielsweise mit einer mit UV-Licht arbeitenden Lampe UL ausgestattet ist. Am Ausgang der Härtungszone steht die fertige, entsprechend Fig. 4 aufgebaute Flachbandleitung FB zur Verfügung. Die Schichtdicke der Außenhülle AH wird in der Größenordnung etwa 0,1 mm gewählt, wozu der Ringspalt am Ausgang der Einrichtung EA ebenfalls entsprechend zu dimensionieren ist.

Ausgehend von einer Stärke der Gleitschicht in der Größenordnung von etwa 40 µm ergeben sich, da die beschichteten Fasern entsprechend Fig. 2 etwa Außendurchmesser zwischen 150 und 250 µm aufweisen, für die mit der Gleitschicht GS versehenen Lichtwellenleiteradern LCG nach Fig. 3 Außendurchmesser in der Größenordnung von etwa 200 bis 300 µm.

Wird das in Fig. 4 dargestellte Flachbandkabel z. B. gebogen, in sich verdreht oder sonstigen mechanischen Beanspruchungen unterworfen, so bleibt die mit der Beschichtung CT versehene Lichtleitfaser LW jeweils nach wie vor durch die Gleitschicht GS in einem gewissen Umfang beweglich, so daß von außen kommende Beanspruchungen nicht voll zur empfindlichen Lichtleitfaser LW gelangen können. Die Flachbandleitung FB entsprechend Fig. 4 zeigt somit besonders geringe Außenabmessungen, ist hochflexibel und ergibt bei einfachen Herstellungsmöglichkeiten einen kompakten und doch die Lichtleiterfasern vor mechanischen Beanspruchungen weitgehend schützenden Aufbau.

Bei der Einrichtung nach Fig. 5 ist der eingangsseitige Teil der Anordnung ähnlich aufgebaut wie bei Fig. 1, wobei lediglich die Arbeitsweise nicht von oben nach unten sondern in horizontaler Richtung und zwar in vorliegendem Beispiel von links nach rechts erfolgt. Die beschichteten Lichtwellenleiteradern entsprechend Fig. 2 sind auf Spulen SP 1 bis SPn angeordnet und laufen in die entsprechenden Öffnungen des Behälters BR ein, dem das zur Beschichtung dienende Material GSM in analoger Weise wie bei Fig. 1 beschrieben zugeführt wird, Die einzelnen Lichtwellenleitadern werden mit der Beschichtung GS entsprechend Fig. 3 versehen, wobei die Weiterleitung über Führungsrohre FR 1 bis FRn erfolgt, die sich durch den Extruderkopf SK eines Extruders EX hindurch erstrecken. Das Material für die Außenhülle MAH* besteht hier aus einem Thermoplasten, insbesondere einem Polyamid oder Polyimid, das vom Extruderkopf SK über einen Ringspalt in Form eines Reckkegels AHK ausgegeben wird. Die Ausdehnung dieses Reckkegels kann durch Anlegen eines Unterdrucks über einen Saugstutzen ST im Bereich des Extruderkopfes SK geregelt werden, beispielsweise wie getrichelt angedeutet in Form eines kürzeren Reckkegels AHK 1. Die Außenhülle AH* umschließt die über die Führungsrohre FR 1 bis FRn bis zum Ausgang des Spritzkopfes SK des Extruders EX geleiteten und allseitig beschichteten Lichtwellenleiteradern LCG 1 bis LCGn in einer Form, wie sie in Fig. 6 dargestellt ist, welche den Querschnitt durch eine derartig hergestellte Flachbandleitung FB* zeigt. Die einzelnen Lichtwellenleiteradern LC 1 bis LC 3 sind nach wie vor allseitig von dem Gleitmittel GS* umschlossen, jedoch stoßen die einzelnen Gleitmittelschichten der einzelnen Lichtwellenleiteradern LC 1 bis LC 3 unmittelbar aneinander. Im Inneren ergibt sich also ein mit Gleitmittel vollständig gefüllter Raum innerhalb der gemeinsamen Außenhülle AH*. Die beiden äußeren Lichtwellenleiteradern LC 1 und LC 3 werden von der Außenhülle AH* etwa halbkreisförmig umschlossen, während die übrigen innenliegenden Lichtwellenleiteradern (z. B. LC 2) etwa tangential berührt werden. Auch hier sind die Lichtwellenleiteradern LC 1 bis LC 3 weich durch das Gleitmittel GS* eingebettet und Beanspruchungen der Flachbandleitung FB* z. B. beim Verlegen, bei der Verseilung oder dergleichen gelangen nicht in vollem Umfang zu den Lichtwellenleiteradern LC 1 bis LC 3, so daß deren in ihnen enthaltene Lichtwellenleiterfasern optimal geschützt sind. Die Außenhülle AH besteht zweckmäßig aus einem zähharten Material, wofür insbesondere Polyamide oder Polyimide geeignet sind. Die Wandstärke der Außenhülle AH* liegt in der Größenordnung zwischen 0,1 und 0,2 mm.

Claims (10)

1. Flachbandleitung (FB) mit mehreren nebeneinander in einer gemeinsamen Außenhülle (AH) beweglich angeordneten Lichtwellenleitern (LC 1 bis LCn), dadurch gekennzeichnet,
daß die Lichtwellenleiter (LC 1 bis LCn) im Querschnitt gesehen über ihrer an den optischen Fasern (LW) fest anhaftenden Beschichtung (CT) mit einer Gleitschicht (GS) versehen sind, daß mehrere derart mit einer Gleitschicht (GS) versehene Lichtwellenleiter nebeneinander angeordnet sind und daß die gemeinsame Außenhülle (AH) an der Gleitschicht (GS) der einzelnen Lichtwellenleiter (LC 1 bis LCn) derart anliegt, daß die beschichteten Lichtwellenleiter (LC 1 bis LCn) beweglich in der Außenhülle (AH) gehalten sind.

2. Flachbandleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Gleitschicht (GS) um 40 µm gewählt ist.

3. Flachbandleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beschichteten (LC) optischen Fasern (LW) Außendurchmesser zwischen 150 und 250 µm aufweisen.

4. Flachbandleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenhülle (AH) die Gleitschicht (z. B. GS 1) jeder Lichtwellenleiterader (z. B. LC 1) allseitig ringförmig umschließt (Fig. 4).

5. Flachbandleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschichten (z. B. GS 1* und GS 2*) benachbarter Lichtwellenleiteradern (z. B. LC 1* und LC 2*) unmittelbar aneinanderstoßen und die Außenhülle (AH*) die Lichtwellenleiteradern nur im Außenbereich umfaßt (Fig. 6).

6. Flachbandleitung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenhülle (AH) aus einem härtbaren Harz, insbesondere einem Acrylharz besteht.

7. Flachbandleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenhülle (AH*) aus einem Thermoplast, insbesondere aus Plolyamid oder aus Polyimid besteht.

8. Verfahren zur Herstellung einer Flachbandleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beschichteten Lichtwellenleiter (LC 1 bis LCn) mit einer Gleitschicht (GS 1 bis GSn) versehen werden, daß die beschichteten und mit der Gleitschicht (GS 1 bis GSn) versehenen Lichtwellenleiter (LCG 1 bis LCGn) in einer Reihe nebeneinanderliegend zusammengefaßt und von einer gemeinsamen Außenhülle (AH) umgeben werden.

9. Verfahren zur Herstellung einer Flachbandleitung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Außenhülle (AH) ein härtbares Harz, insbesondere Acrylharz, aufgebracht wird, das anschließend einer Härtung unterworfen wird.

10. Verfahren zur Herstellung einer Flachbandleitung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Außenhülle (AH*) ein Thermoplast, insbesondere ein Polyamid oder ein Polyimid, durch Extrudieren aufgebracht wird, dessen Reckkegel durch Anlegen eines Unterdrucks auf die Lichtwellenleiteradern heruntergeeckt wird.