DE3808037C2 - Verfahren zur Herstellung eines optischen Kabels und Vorrichtung zu dessen Durchführung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines opti­ schen Kabels, bei dem mindestens ein Lichtwellenleiter in min­ destens eine schraubenlinienförmig in einem Zentralelement ver­ laufende Kammer mit Überlänge eingeführt und in die Kammer eine Füllmasse eingebracht wird.

Ein Verfahren dieser Art zur Herstellung von "Kammerkabeln" ist aus der DE 24 49 439 C3 bekannt. Einzelheiten über die Art und Weise, in der die Füllmasse in die jeweiligen Kammern gebracht wird, sind in diesem Stand der Technik nicht angegeben. Ledig­ lich bezüglich der Lichtwellenleiter wird dort erläutert, daß diese schiebend in die für ihre Aufnahme vorgesehenen Kammern einzubringen sind.

Aus der DE 30 27 743 C2 ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein oder mehrere Lichtwellenleiter mittels eines Extruders außen mit einer Schutzhülle lose umgeben werden. Dabei wird der Lichtwellenleiter durch ein nach einer Zwangstransportvorrich­ tung angeordnetes Rohr unter Schubspannung geführt, das durch eine im Extruder vorgesehene Durchtrittsöffnung hindurch bis etwa zur Austrittsstelle des Spritzkopfes des Extruders sich erstreckt. Die Erzeugung der Schubspannung kann durch eine hy­ draulische Schleppvorrichtung vorgenommen werden, durch welche mittels der in ihr strömenden Füllmasse der Lichtwellenleiter bewegt wird. Bei den auf diese Art und Weise hergestellten Kabeln handelt es sich um Konstruktionen, die grundsätzlich von denen der "Kammerkabel" verschieden sind, weil bei letzteren der oder die Lichtwellenleiter in nach außen offene Kammern eingelegt werden, während bei der beschriebenen Anordnung die Lichtwellenleiter lose in entsprechenden geschlossenen rohrför­ migen Schutzhüllen angeordnet sind.

Aus der EP 0 132 446 A1 ist bekannt bei einem Kammerkabel für das die Kammern enthaltende Zentralelement Abzüge vorzu­ sehen, deren Abzugsgeschwindigkeiten so aufeinander abgestimmt sind, daß das Zentralelement zwischen den beiden Abzügen wäh­ rend des Einlegens der Lichtwellenleiter im elastischen Bereich seiner Länge gedehnt ist. Durch das nachfolgende "Zurückfedern" des Zentralelements ergibt sich eine Überlänge für die Licht­ wellenleiter.

Aus der EP 0 132 827 A1 ist es bekannt, die schraubenlinien­ förmig verlaufenden Kammern in einem eigenen Arbeitsgang mit einem viskosen Füllmaterial vollständig auszufüllen. Hierzu ist ein mit einer durchgehenden Bohrung versehener Einspritzkörper vorgesehen, der eine entsprechend kalibrierte Ausgangsöffnung für das in den Kammern sowohl die Lichtwellenleiter als auch die Füllmasse enthaltende Zentralelement vorsieht. Der Einlege­ vorgang für die Lichtwellenleiter und der Zuführungsvorgang für die Füllmasse sind bei diesem System getrennt und es sind somit zwei Arbeitsschritte erforderlich.

Aus der DE 32 25 228 A1 ist ein optisches Kammerkabel bekannt, bei dem die nach außen offenen Kammern eines Zen­ tralelementes mittels einer Füllsubstanz vollständig gefüllt werden. Dieser Füllvorgang erfolgt räumlich abgesetzt und vor dem anschließend vorgesehenen Eindrücken der Lichtwellenlei­ ter in die bereits mit Füllmasse gefüllten Kammern. Durch das Eindrücken der Lichtwellenleiter in die Füllmasse wird diese aus den Nuten wieder herausgedrückt. Dies ist nicht nur für den Füllvorgang selbst nachteilig, sondern auch insofern wenig günstig, als es beim Eindrückvorgang zu einer uner­ wünschten mechanischen Beanspruchung der Lichtwellenleiter kommt.

Aus der DE 29 22 986 A1 ist es bekannt, den Kammerkörper eines Kammerkabels mit in wechselnder Schlagrichtung sich erstreckender Nuten zu versehen, wobei das Einlegen der Lichtwellenleiter mit einem rotierenden Werkzeug erfolgt.

Dieses rotierende Werkzeug besteht aus zwei synchron ange­ triebenen, im Abstand voneinander angeordneten Scheiben, wobei die zweites Scheibe rohrförmige Ansätze aufweist, die ebenfalls rotieren und welche der Führung der Lichtwellenlei­ ter bei dem komplizierten Bewegungsvorgang dienen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Einlegen der Lichtwellenleiter und den Füllvorgang möglichst einfach durchzuführen und zugleich sicherzustellen, daß ohne großen Aufwand und in schonender Weise der Lichtwellenleiter in die Kammer eingeführt wird. Gemäß der Erfindung wird dies bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß das Einführen des Lichtwellenleiters und die Einbringung der Füllmasse in die Kammer gleichzeitig in einem Arbeitsgang dadurch vorgenommen werden, daß der Licht­ wellenleiter und die Füllmasse über ein gemeinsames Füllrohr in die Kammer eingeführt werden.

Für die Einführung der Füllmasse einerseits und die Einbrin­ gung der Lichtwellenleiter andererseits sind somit bei der Erfindung nicht mehr zwei getrennte Arbeitsschritte erforder­ lich, sondern beide werden gemeinsam durchgeführt. Dies hat bezüglich der Lichtwellenleiter zusätzlich den Vorteil, daß diese besonders schonend in die jeweiligen Kammern eingeführt werden können, weil bereits während des Füll- und Einfüh­ rungsvorganges die Lichtwellenleiter von dem Füllrohr geführt und in die Füllmasse eingebettet sind, welche deren mechanische Beanspruchung während des Einbringvorganges praktisch völlig beseitigt. Die Füllmasse selbst wird somit gleichzeitig auch als weich-polsternde Führung für den Licht­ wellenleiter mit herangezogen.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchfüh­ rung des vorstehend genannten Verfahrens, welche dadurch ge­ kennzeichnet ist, daß eine Füll- und Einführungsvorrichtung vorgesehen ist, die ein für den Lichtwellenleiter und die Füll­ masse gemeinsames Führungsrohr aufweist.

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 eine Füll- und Einführungsvorrichtung für das erfindungsgemäße Verfahren und

Fig. 2 im Querschnitt den Aufbau eines fertigen, gemäß der Erfindung hergestellten. Lichtwellenleiterkabels.

In Fig. 1 ist ein Zentralelement ZE vorgesehen, welches, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, vier schraubenlinienförmig verlau­ fende Kammern KA1-KA4 aufweist, welche zur Aufnahme von Lichtwellenleitern dienen. Diese Kammern werden dadurch gebil­ det, daß das Zentralelement im wesentlichen radial nach außen verlaufende Stege aufweist, so daß nach außen offene Kammer­ systeme gebildet werden. Nach dem Einbringen der Lichtwellen­ leiter und einer Füllmasse werden diese Kammern außen durch eine (hier nicht näher dargestellte) Bandagierung und/oder durch einen Außenmantel MA abgeschlossen. Das Zentralelement ZE weist ein zugfestes Kernteil ZU auf, das vorzugsweise aus Stahldrähten besteht. Wie durch den Pfeil PF angedeutet, ro­ tiert das Zentralelement während des Füll- und Einführungsvor­ ganges um seine Längsachse, so daß die Zuführung der Füllmasse und der Lichtwellenleiter von feststehenden Einrichtungen aus erfolgen kann. Die Ablaufvorrichtungen (z. B. Vorratstrommeln) und die ausgangsseitig vorzusehenden Aufwickeltrommeln (beide sind hier zur Vereinfachung der Zeichnung nicht dargestellt) rotieren während des Fertigungsprozesses in der durch den Pfeil PF angedeuteten Richtung synchron miteinander. Das Zentralele­ ment ZE bewegt sich in Fig. 1 von links nach rechts in axialer Richtung, und nachfolgend wird der Füllvorgang für eine einzige Kammer, und zwar Kammer KA1, beschrieben, wobei die Füllung der übrigen Kammern in analoger Weise erfolgt.

Weiterhin wird zur Vereinfachung der Füll- und Einführvorgang so beschrieben, daß nur ein einziger Lichtwellenleiter in die Kammer KA1 eingebracht wird. Es sei aber darauf hingewiesen, daß anstelle eines einzelnen Lichtwellenleiters selbstverständ­ lich auch mehrere Lichtwellenleiter, ein Lichtwellenleiterbün­ del oder bändchenförmige Lichtwellenleiterstrukturen oder der­ gleichen eingeführt werden können.

Der Lichtwellenleiter LW wird in einen Einführtrichter ET eingeleitet, der in seinem verjüngten inneren Teil mit seinem Innendurchmesser nur wenig größer ist als der Außendurchmesser des Lichtwellenleiters LW. Der Lichtwellenleiter LW wird von einer (hier nicht dargestellten) Ablaufspule abgezogen und ge­ langt in einen Füllraum FU, dem über eine Zuführungsleitung ZL eine weiche, vorzugsweise thixotropierte Füllmasse FM zugeführt wird. Die Zuführung dieser Füllmasse FM erfolgt unter Druck mittels einer Pumpe PP und mit einer solchen Geschwindigkeit, daß in dem an den Füllraum FU anschließenden Führungsrohr FR der Lichtwellenleiter LW durch die strömende Füllmasse mitge­ zogen wird und dabei eine allseitige Einbettung in die Füll­ masse erfährt, so daß eine besonders schonende Verschiebung des Lichtwellenleiters LW in Richtung auf die Kammer KA1 hin erfolgt. Der Innendurchmesser des Füllrohres FR ist mindestens so groß gewählt, daß die Kammer KA1 in ihrem Endzustand voll­ ständig mit Füllmasse (und natürlich dem zugehörigen Lichtwel­ lenleiter LW) gefüllt ist. Der Querschnitt des Füllrohres FR kann kleiner sein als der der Kammer KA1, weil die Füllmasse FM schneller ist als die Längsbewegung der Kammer KA1 und als der Lichtwellenleiter LW. Das Ende des Führungsrohres FR mündet etwa tangential in die schraubenlinienförmig verlaufende Kammer KA1 ein. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Austrittsöffnung des Füllrohres FR noch zwischen den Seitenschenkeln der Kammeröff­ nung liegt, also in dieser geführt wird. Dadurch ist vermieden, daß die Füllmasse FM und der in ihr enthaltene Lichtwellenlei­ ter LW freie Bereiche durchlaufen, bevor sie eine neue seitli­ che Führung durch die Kammerwandungen erfahren. Die Füllmasse FM strömt deshalb zweckmäßig schneller als der Lichtwellenlei­ ter LW, weil auf diese Weise eine Schubkraft auf den Lichtwel­ lenleiter ausgeübt wird. Durch Einstellen der Füllmassenge­ schwindigkeit, d. h. durch Regulierung der Umdrehungszahl der Pumpe PP wird es möglich, die nötige Faserüberlänge des Licht­ wellenleiters in der fertigen Kammer in einfacher Weise einzu­ stellen. Eine Vordehnung des Zentralelementes ZE ist also nicht notwendig, was wegen des damit verbundenen Aufwandes von beson­ derem Vorteil ist. Etwaige überschüssige Füllmasse kann durch ein kalibriertes Abstreifelement AB mit entsprechender Durch­ trittsöffnung abgenommen und einem Behälter BR zur Wiederver­ wendung zugeführt werden.

Das Abschließen der Kammern nach dem Einlegen der Lichtwellen­ leiter kann durch eine simultan im Schlauchreckverfahren auf­ gespritzte dünne und mit der Füllmasse verträgliche Kunststoff­ schicht MA erfolgen, die nach ihrem Erkalten die Füllmasse und die Lichtwellenleiter an ihrem Platz hält. Es ist aber auch möglich durch Bandwickler oder dergleichen einen Verschluß der Kammern nach außen zu bewirken. Das Einlegen der Lichtwellen­ leiter und die Zuführung der Füllmasse sollte möglichst unmit­ telbar vor dem Aufbringen eines Kunststoffmantels MA oder einer Bewicklung oder Bespinnung erfolgen.

Auf das optische Kabel OK können in bekannter Weise in weiteren (hier nicht näher dargestellten) Arbeitsgängen Zugelemente, Bewehrungen und weitere Außenmäntel aufgebracht werden.

Claims (9)

1. Verfahren zur Herstellung eines optischen Kabels (OK), bei dem mindestens ein Lichtwellenleiter (LW) in mindestens eine schraubenlinienförmig in einem Zentralelement (ZE) verlau­ fende Kammer (KA1) mit Überlänge eingeführt und in die Kammer (KA1) eine Füllmasse (FM) eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Einführen des Lichtwellenleiters (LW) und die Einbringung der Füllmasse (FM) in die Kammer (KAI) gleichzei­ tig in einem Arbeitsgang dadurch vorgenommen werden, daß der Lichtwellenleiter (LW) und die Füllmasse (FM) über ein gemeinsames Füllrohr (FR) in die Kammer (KA1) eingeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, die Kammer (KA1) durch einen simultan aufextrudierte Umhüllung (MA) abgeschlossen wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentralelement (ZE) während des Füll- und Einführvor­ ganges rotiert und die zugehörige Füll- und Einführungsvorrich­ tung (FEV) feststehend ist.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubgeschwindigkeit der Füllmasse (FM) und des Lichtwellenleiters (LW) größer gewählt wird als die axiale Geschwindigkeit des Zentralelementes (ZE).

5. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Füll- und Einführungsvorrichtung (FEV) vorgesehen ist, die ein für den Lichtwellenleiter (LW) und die Füllmasse (FM) gemeinsames Führungsrohr (FR) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsrohr (FR) federnd-elastisch ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsrohr (FR) mit seinem Ende in die jeweilige Kammer (KA1) hineinragt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5-7, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsrohr (FR) einen Querschnitt aufweist, der ungefähr dem der Kammer (KA1) entspricht.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5-8, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren Kammern (KA1-KA4) für jede Kammer eine Füll- und Einführvorrichtung (FEV) vorgesehen ist.