DE3134993A1 - Lichtwellenleiter - Google Patents

Description

• Lichtwellenleiter
• Die Erfindung bezieht sich auf einen Lichtwellenleiter bestehend aus einer Lichtleitfaser mit einer einlagigen Umhüllung aus in einem Harz abgebundenen Verstärkungsgarnen, die jeweils aus parallel zueinander sowie zur Achse der Lichtleitfaser verlaufenden Fasern bestehen und die die gleiche Länge wie die Lichtleitfaser aufweisen.
• Ein derartiger Lichtwellenleiter ist aus der DE-OS 26 28 393 bekannt. Der dort beschriebene Lichtwellenleiter besteht aus einer Lichtleitfaser, die eine primäre und eine sekundäre Beschichtung aufweist. Zur Erhöhung der Reißfestigkeit ist darüber eine Außenhülle aus einer Lage Verstärkungsgarnen in einem abgebundenen Harz angeordnet. Für die Verstärkungsgarne werden Glasfasern, hochfeste organische Fasern, Aramid-Fasern, Kohle-Metall-Fasern und Borfasern angegeben. Als Harz kann ein in der Wärme abbindendes oder ein thermoplastisches Harz gewählt werden. Um zu vermeiden, daß auf die Lichtleitfaser Kräfte wirken und dadurch eine größere Dämpfung der Lichtübertragung entsteht, besteht die sekundäre Beschichtung aus gehärtetem Silikongummi und die Außenhülle aus einem Material mit einem geringeren thermischen Ausdehnungskoeffizienten als die sekundäre Beschictung.
• Der Erfindungs liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lichtwellenleiter gemäß dem Oberbegriff des Anspruch 1 anzugeben, der dünner und damit leichter ist und bei dem auf andere Art einwirkende Kräfte abgewiesen werden.
• Die Lösuny dieser Aufgabe erfolgt mit den im Anspruch 1 angegebenen Mitteln. Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden.
• Beim erfindungsgemäßen Lichtwellenleiter ist die Lichtleitfaser zentral und kraftschlüssig in die verstärkencie USlüllung integriert. Durch die eingebrachte Zugvorspannung werden bei Temperaturs chwankungen Stauchungen der Lichtleitfaser und damit Mikroknicke in der Lichtleitfaser, die zu einer Dämpfungserhöhung der Lichtübertragung führen, vermieden. Außerdem ist der Lichtwellenleiter ausreichend steif, so daß er scharfe Biegungen, wie sie beim "überkopfabziehen" von Spulen, d.ho in Richtung der Spulenachse, auftreten, von der Lichtleitfaser fernhält.
• Die Erfindung wird nun anhand von Zeichnungen von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein Ende eines ersten Lichtwellenleiters und Fig. 2 einen Querschnitt durch einen zweiten Lichtwellenleiter.
• Der in Fig. 1 dargestellte Lichtwellenleiter 1 besteht aus einer optischen Lichtleitfaser 2 üblicher Art und einer Umhüllung 3. Die Umhüllung 3 enthält in einem Harz abgebunden Verstärkungsgarne 4. In Fig. 1 sind acht Verstärkungsgarne 4 dargestellt. Jedes Verstärkungsgarn 4 weist eine Vielzahl von Fasern 5 auf, die von dem Harz umgeben sind und die zueinander sowie zur Achse der Lichtleitfaser paralell verlaufen. Die Faser 5 weisen die gleiche Länge wie die Lichtleitfaser auf.
• Die Lichtleitfaser 2 weist gegenüber der Umhüllung 3 in axialer Richtung eine Zuuvorspannung auf. Die Zugvorspannung beträgt 0,4N oder darüber. Diese Zugvorspannung wird der Lichtleitfaser 2 dadurch erteilt, daß sie beim BeschichttXn mit der Umhüllung gegenüber dieser unter einer Vorspannung steht. Zweckmäßigerweise schließt sich dieser Beschichtungsvorgang unmittelbar an den Herstellvorgang der Lichtleitfaser an, damit diese sofort yeen die Umwelt geschützt ist.
• Die benötigte Zugvorspannung F berechnet sich aus folres gender Formel: E1A1 Fres # E1 A@ (1+)Aα.#T bei α2>α1 E2A2 Dabei bedeutenb A1 = Fläche Lichtleitfaser (mm²) A2 = Fläche Verstärkungsfasern (nun) E1 = E-Modul Lichtleitfaser (N/mm²) E2 = E-Modul Verstärkungsfasern (N/min2) = Differenz der thermischen Dehnungskoeffizienten (1/K) AT = Temperaturdifferenz zwischen tiefster Anwendungs-und Produktionstemperatur des Verstärkungsverfahrens (K) Die Lichtleitfaser 2 kann beispielsweise aus Quarzglas und die Fasern 5 aus E-Glas oder Kevlar oder C-Fasern bestehen. In jedem Verstärkungsgarn können beispielsweise 64 Fasern vorjianden sein. Das Harz in der Umhüllung 3 soll die Verstärkungsgarne bis zu den Fasern ,ut durchtranken, schnell aushärten, gut haften und eine große Querfestigkeit bei einer großen Topfzeit aufweisen. Es eignen sich UV-härtbare Duroplaste, thermisch vernetzbare Silikonelastomere oder Thermoplaste. In Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Lichtwellenleiters 1 dargestellt. Die Lichtleitfaser 2 ist mit einer primären Beschichtung 6, beispielsweise aus Acrylharz, versehen. Die Beschichtung 6 kann auch aus Epoxid, Polyester, Polyurethan oder Silikonkautschuk bestehen. Diese Beschichtung 6 wird gleich nach dem Herstellen der Lichtleitfaser aufgebracht und schützt sie vor Umwelteinflüssen. Darüber ist die Umhüllung 3 gemäß dem ersten Beispiel aufgebracht. Auch hier weist die Lichtleitfaser gegenüber der Umhüllung 3 in axialer Richtung eine Zugvorspannung auf.
• In Fig. 2 weist die Umhüllung 3 zwölf Verstärkungsgarne 4 auf, die je aus 128 Fasern 5 bestehen können.
• 1 Blatt Zeichnungen L e e r s e i t e

Claims (4)

1. Patentansprüche 1. Lichtwellenleiter bestehend aus einer Lichtleitfaser mit einer einlagigen Umhüllung aus in einem Harz abgebundenen Verstärkungsgarnen, die jeweils aus parallel zueinander sowie zur Achse der Lichtleitfaser verlaufenden Fasern bestehen und die die gleiche Länge wie die Lichtleitfaser aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleitfaser (2) gegenüber der Umhüllung (3) eine Zugvorspannung (frei) in axialer Richtung aufweist.
2. 2. Lichtwellenleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Zugvorspannunc3 größer als 0,4 N ist.
3. 3. Lichtwellenleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Lichtleitfaser (2) und unter der Umhüllung (3) eine primäre Beschichtung (6) vorhanden ist.
4. 4. Lichtwellenleiter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die primäre Beschichtung (6) aus Acrylharz besteht.