DE3109469A1

DE3109469A1 - Verfahren zur herstellung eines optischen uebertragungselementes

Info

Publication number: DE3109469A1
Application number: DE19813109469
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr.techn. 8000 München Pascher
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-03-12
Filing date: 1981-03-12
Publication date: 1982-09-23
Also published as: CA1187682A; DE3109469C2; US4759602A

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin lind München %\ ρ 6 4 3 j

Verfahren zur Herstellung eines optischen Übertragungselementes

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mindestens einen faserförmigen Lichtwellenleiter enthaltenden langgestreckten optischen Übertragungselementes, bei dem der Lichtwellenleiter in Form einer Helix in das Innere einer rohrförmigen Schutzhülle eingeführt wird.

Ein Verfahren dieser Art ist aus der DE-OS 27 01 704 bekannt, wobei entweder die optische Faser selbst oder deren Beschichtung eine derartige Verformung erfahren, daß sie bleibend in einer helixförmigen Anordnung verlaufen. Eine derartige bleibende Verformung ist jedoch vor allem im Hinblick auf eine mögliche Minderung der Übertragungseigenschaften des faserförmigen Lichtwellenleiters mit Nachteilen verbunden. Zudem ist der Aufwand für die Erstellung einer derartigen bleibenden Verformung relativ hoch, so daß die hierfür anzuwendenden Verfahren umständlich zu handhaben sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in.besonders einfacher Weise einen helixförmigen Verlauf für den faserförmigen Lichtwellenleiter innerhalb einer rohrförmigen Schutzhülle zu gewährleisten. Gemäß der Erfindung, welche sich auf ein Verfahren der eingangs, genannten Art bezieht, wird dies dadurch erreicht, daß der Lichtwellenleiter bei der Einführung in die Schutzhülle einer elastischen Vortorsion unterworfen wird.

Jb 1 Korn / 09.03.1981

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Durch die Anwendung einer elastischen Vortorsion des Lichtwellenleiters erfährt dieser (bzw. bei einem beschichteten Lichtwellenleiter auch dessen Schutzschicht) keine bleibende Verformung. Der Lichtwellenleiter verläuft dennoch helixförmig im Inneren der rohrförmigen Schutzhülle, wobei seine elastischen Eigenschaften voll erhalten bleiben, d.h. z.B. bei einer Biegung oder Streckung der Schutzhülle bzw. des sie enthaltenden optischen Kabels werden unzulässig große mechanische Beanspruchungen der Faser weitgehend vermieden.

Auch beim Spleißen ergibt sich für ein derartiges in einem optischen Kabel enthaltenes Übertragungselement ein Vorteil insofern, als infolge der Elastizität der Vortorsion der faserförmige Lichtwellenleiter nach einer Durchtrennung der Schutzhülle sofort um ein gewisses Maß herausspringt und dadurch die zum Spleißen benötigte Überlänge bereitgestellt wird. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Schutzhülle nur mit Luft oder einem sehr weichen Medium gefüllt ist.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Anordnung, und

. Fig. 2 bis Fig. 4 Querschnitte eines optischen Übertra-'gungselementes mit einem Bündel von Lichtwellen-' leitern.

Für die in Fig. 1 gezeichnete Anordnung ist angenommen, daß ein einziger Lichtwellenleiter LW im Inneren einer Schutzhülle SH angeordnet werden soll. Es ist jedoch auch möglich, mehr als einen derartigen Lichtwellen-

leiter vorzusehen.· Diese Lichtwellenleiter können ge-· meinsam auf einer Spule aufgewickelt sein oder auf getrennten, zueinander jedoch raumfest angeordneten Spulen. Der (die) vorzugsweise mit einer Schutzschicht versehene(n) Lichtwellenleiter ist"(sind) auf einer Vorratsspüle VS- aufgewickelt, die in einem Korb KO untergebracht ist. Beim Abzug des (der) Lichtwellenleiters LW wird der Korb KO so um die Längsachse der Anordnung gedreht, daß keine 100%-ige Rückdrehung erfolgt, sondern nur eine teilweise Rückdrehung. Dadurch bleibt eine Resttorsion vorhanden, welche auf den (die) Lichtwellenleiter LW übertragen wird, und diesen (diese) veranlaßt, eine etwa helixförmige Konfiguration anzunehmen.

Um diese Konfiguration beizubehalten und in geordnete Bahnen zu lenken, ist unmittelbar an den Korb KO anschließend ein.Führungsrohr FR vorgesehen, dessen Innendurchmesser" etwa demjenigen entspricht, den die später -aufzubringende Schutzhülle SH des optischen Übertragungselementes aufweisen soll. Das Führungsrohr FR ist bis zu einer Einrichtung geführt, welche der Erzeugung der Schutzhülle SH dient. Im vorliegenden Beispiel ist angenommen, daß es sich um einen Extruder EX handelt, der im Schlauchreckverfahren die Schutzhülle SH im zunächst plastischen Zustand ausgibt, worauf diese auf den endgültigen Durchmesser heruntergereckt und abgekühlt wird. Im Inneren.dieser Schutzhülle SH verläuft der Lichtwellenleiter LW helixförmig und liegt somit fortlaufend an der Innenwand der Schutzhülle SH an.

In Fig. 2 bis 4 sind an unterschiedlichen Stellen längs' des optischen Ubertragungselementes liegende Querschnitte durch eine Schutzhülle SH wiedergegeben, in die mehrere, z.B. sieben Lichtwellenleiter gemeinsam

und dicht benachbart eingebracht sind. Sie werden nachfolgend kurz Bündel genannt. · ,

Die Mittelachse des Bündels liegt wie jeder einzelne Leiter auf einer Helix innerhalb der Schutzhülle SH. Die Orientierung der einzelnen Lichtwellenleiter zueinander bleibt dabei längs des Kabels erhalten. Die Orientierung des gesamten Bündels, in Fig. 2 bis Fig. durch den Leiter LW1 (weißer Kreis) symbolisiert, dreht sich dabei von Fig. 2 nach Fig. 4 über die Strecke einer Schlaglänge um χ % einer vollen Umdrehung nach rechts, während die Bündelmitte eine volle Umdrehung nach rechts um den Mittelpunkt des Schutzhüllenquerschnittes rotiert. Mit anderen. Worten beträgt die Rückdrehung des Bündels (100-x) %. Zur deutlicheren Darstellung ist in der Skizze χ = 25 % gewählt, in Wirklichkeit wird man wesentlich unter diesem' Wert bleiben. Fig. 3 zeigt einen Zustand, der räumlich zwischen die Querschnitte nach Fig. 2 und Fig. 4 einzuordnen ist.

Wie weiter oben schon erwähnt, ergibt sich daraus für die praktische Durchführung des Verfahrens die Vereinfachung, daß das Bündel entweder von einer gemeinsamen Spule oder von mehreren getrennten Spulen abgezogen werden kann, die starr in einem drehbaren Korb untergebracht sind.

Bei einer gemeinsamen Spule kann an Stelle der Unterbringung in einem drehbaren Korb KO (Fig. 1) auch der Überkopfabzug mit raumfester Spule zur Anwendung kommen. Voraussetzung für alle genannten Varianten des Verfahrens ist, daß sich innerhalb des Verseilkreises im Zentrum der Schutzhülle kein weiteres Verseilelement (Beilauftrense) befindet.

Die Länge L einer Helix mit dem Durchmesser D und der Ganghöhe (Schlaglänge) H ergibt sich aus der Formel

Die relative Überlänge der Helix gegenüber ihrer Achse beträgt also |(^)

Ein längs der Schraubenlinie verlegter Lichtwellenleiter befindet sich dann im Zustand minimaler Torsionsenergie, wenn die Rückdrehung ξ pro Ganghöhe, ausgedrückt im Bogenmaß, nachfolgender Beziehung gewählt wird:

Diese Beziehung ist aus der Bewehrungstechnik für Seekabel bekannt. Nach Gleichung (1) und (2) ist somit der an 100 % fehlende Bruchteil der Rückdrehung mit guter Näherung gleich der relativen Überlänge der Helix gegen ihre Achse. Damit sich die Lichtwellenleiter zuverlässig und leicht in die gewünschte Helixlinie legen, ist es zweckmäßig, die Resttorsion gegenüber der idealen Rückdrehung ("Jf D/H) /2 um ein mehrfaches größer einzustellen. Andererseits wird man in der Praxis auch nicht" über größenordnungsmäßig 10 % hinausgehen, um die Torsionsbelastung der Lichtwellenleiter nicht zu groß werden zu lassen. Diese Grenzen können in der Praxis leicht eingehalten werden, well die relative Faserüberlänge im allgemeinen zwischen 1 und 10 o/oo gewählt wird, um einerseits mit tragbarem Aufwand für die Zugbewehrung, andererseits mit nicht zu großem Verseildurchmesser auskommen zu können.

Bei der Herstellung eines optischen Übertragungselementes nach der Erfindung sind zweckmäßig folgende Dimensionierungen einzuhalten:

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Die Rückdrehung der Vorratsspule VS sollte . zwischen 90 und 99 % gewählt werden.

Die Schlaglänge der Helix sollte mindestens auf das 1Ofache und höchstens auf das 100-fache ihres Durchmessers eingestellt werden. Besonders günstige Werte liegen zwischen dem 20- und 50-fachen.

Der Durchmesser der Helix wird günstig zwischen 5- und 25-fachen des Durchmessers des Lichtwellenleiters bzw. des Bündels gewählt. Für umhüllte Lichtwellenleiter zwischen 0,25 und 1mm Durchmesser wird man aus Gründen der Handlichkeit des Kabels im Bereich 5 bis 15 mm Verseildurchmesser bleiben können. · 15

Die Vorschubgeschwindigkeit v_H bei der Erzeugung der Schutzhülle und die Vorschubgeschwindigkeit v. beim Ablauf des Lichtwellenleiters von der Vorratsspule VS sollten so aufeinander abgestimmt werden, daß mit den vorstehend eingeführten Bezeichnungen die Beziehung gilt

Bei der vorliegenden Erfindung ist auch das kontrollierte Einbringen der Überlänge z.B. mit positionsgesteuerter Bremse und Schleppströmung des Füllmittels nach der Lehre der Patentanmeldung P 30 27 743.1 der Anmelderin möglich.

Lf- Figuren

13 Patentansprüche

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines mindestens einen faserförmigen Lichtwellenleiter enthaltenden langgestreckten optischen Übertragungselementes, bei dem der Lichtwellenleiter in Form einer Helix in das Innere einer rohrförmigen Schutzhülle eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtwellenleiter (LW) bei der Einführung in die Schutzhülle (SH) einer elastischen Vortorsion unterworfen wird.
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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Lichtwellenleiter (LW) von einer Vorratsspule (VS) mit weniger als 100 % Rückdrehung abgezogen wird.

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3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Lichtwellenleiter (LW) zur Einstellung der Vortorsion über Kopf von der Vorratsspule abgezogen wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vortorsion je Schlaglänge der Helix mindestens denselben Bruchteil einer vollen Umdrehung beträgt, der gleich ist der relativen Überlänge des Lichtwellenleiters (LW) in der Schutzhülle (SH), bezogen auf den gestreckten Zustand.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlaglänge der Helix mindestens auf das 10-fache und höchstens auf das 100-fache ihres Durchmessers, vorzugsweise auf das 20- bis 50-fache ihres Durchmessers eingestellt wird.

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6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablaufspulen der Lichtwellenleiter gegeneinander raumfest in einem gemeinsamen, drehbaren Joch untergebracht werden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verarbeitung mehrerer Lichtwellenleiter diese von einer gemeinsamen Ablaufspule abgezogen werden. ·

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verarbeitung mehrerer Lichtwellenleiter diese miteinander verseilt sind.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtwellenleiter mit weniger als 100 % Rückdrehung gegeneinander verseilt sind; ■

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der der Vortorsion unterworfene Lichtwellenleiter (LW) unmittelbar in eine die Schutzhülle (SH) erzeugende Einrichtung (EX) eingeführt wird..

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß der Lichtwellenleiter (LW) zwischen der Vortordierung und der Einrichtung (EX) durch ein Führungsrohr (FR) hindurchgeführt wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückdrehung der Vorratsspule (VS) zwischen 90 und 99% gewählt wird.

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13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Helix zwischen dem 5- und 25-fachen des Durchmessers des Lichtwellenleiters bzw. bei mehreren Lichtwellenleitern des Lichtwellenleiterbündels gewählt wird.