DE68903416T2

DE68903416T2 - Herstellung eines am umfang festen, flexiblen rohres fuer ein optisches kabel.

Info

Publication number: DE68903416T2
Application number: DE8989303371T
Authority: DE
Inventors: Peter Harvey
Original assignee: BICC PLC
Current assignee: Balfour Beatty PLC
Priority date: 1988-04-06
Filing date: 1989-04-05
Publication date: 1993-03-25
Anticipated expiration: 2009-04-06
Also published as: DE68903416D1; GR3006601T3; GB8808039D0; GB2217872A; JPH02230108A; ATE82402T1; CA1321050C; EP0336738A2; AU607061B2; AU3252089A; GB2217872B; GB8907612D0; EP0336738B1; EP0336738A3; NZ228597A

Description

Die Erfindung betrifft optische Kabel zur Transmission des ultravioletten, sichtbaren und infraroten Bereichs des elektromagnetischen Spektrums, wobei diese Bereiche zur Vereinfachung nachstehend unter der Bezeichnung "Licht" zusammengefaßt sind, und insbesondere, aber nicht ausschließlich, optische Kabel für die Transmission von Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von 0.8 bis 2.1 um zur Verwendung im Bereich der Kommunikationstechnik.
Die Erfindung betrifft insbesondere ein optisches Kabelelement zur Verwendung in einem derartigen Kabel, wobei das optische Kabelelement ein im wesentlichen umfangsmäßig starres, in Längsrichtung flexibles Rohr aufweist, das mindestens einen flexiblen optischen Leiter lose aufnimmt und mehrere flexible, langgestreckte Körper mit jeweils annähernd ringsektorförmigem Querschnitt aufweist, die schraubenförmig gewunden aneinanderliegen, wobei jeder Körper über seine gesamte Länge aus mehreren in Längsrichtung gespannten langgestreckten, flexiblen, nicht-metallischen Verstärkungselementen besteht, die im wesentlichen in extrudiertem elektrisch isolierendem Kunststoffmaterial eingeschlossen sind, wobei die mehreren, nicht-metallischen Verstärkungselemente im wesentlichen gleichmäßig über den Querschnittbereich des Rohrs verteilt sind. Ein derartiges optisches Kabelelement wird zur Vereinfachung nachstehend als "vorstehend beschriebenes optisches Kabelelement" bezeichnet.
In der Beschreibung der DE-A-3224489 wird ein optisches Kabelelement mit einer Ummantelung beschrieben und dargestellt, deren Form annähernd dem im wesentlichen umfangsmäßig starren, in Längsrichtung flexiblen Rohr des vorstehend beschriebenen Kabelelements entspricht.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines vorstehend beschriebenen Kabelelements bereitzustellen.
Das erfindungsgemäße verbesserte Verfahren umfaßt die Schritte: Ziehen mehrerer flexibler, langgestreckter, nichtmetallischer Verstärkungselemente unter einer Zugkraft in ihre Längsrichtung durch elektrisch isolierendes Kunststoffmaterial in flüssigem oder halbflüssigen Zustand; Hindurchführen der mehreren nicht-metallischen Verstärkungselemente, die in elektrisch isolierendem Kunststoffmaterial in einem flüssigen oder halbflüssigen Zustand eingeschlossen sind, durch ein langgestrecktes Formwerkzeug mit einer Auslaßöffnung mit einem annähernd ringsektorförmigen Querschnitt, so daß ein flexibler, langgestreckter Körper mit einem annähernd ringsektorförmigen Querschnitt gebildet wird, wobei die mehreren nicht-metallischen Verstärkungselemente im wesentlichen gleichmäßig über den Querschnittbereich des Körpers verteilt sind, wobei das Formwerkzeug zwischen seinen Enden eine solche Form hat, daß nicht-metallische Verstärkungselemente, die die konvexe äußere Bogenfläche des derart geformten flexiblen, langgestreckten Körpers bilden bzw. dieser benachbart sind, sich mit einer größeren Lineargeschwindigkeit als entfernt liegende, nicht-metallische Verstärkungselemente bewegen; Einwirken auf den flexiblen, langgestreckten Körper beim Austritt aus dem Formwerkzeug derart, daß er eine Schraubenlinie innerhalb eines gedachten Zylinders mit im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt derart folgt, daß die konvexe äußere bogenförmige Fläche des Körpers am weitesten außenliegend beibehalten wird, und wobei der schraubenförmig fortschreitende Körper so behandelt wird, daß das Kunststoffmaterial, in dem die Verstärkungselemente eingeschlossen sind, aushärtet; Verlegen des schraubenförmig fortschreitenden, flexiblen, langgestreckten Körpers mit mehreren schraubenförmig fortschreitenden, flexiblen, langgestreckten Körpern mit ähnlichem Querschnitt und Aufbau, so daß ein flexibles Rohr mit annähernd kreisförmigem Querschnitt gebildet wird, das sich um seine Längsachse dreht und Zuführen mindestens eines flexiblen optischen Leiters in die Bohrung des Rohrs, wenn dieses gebildet wird; Aufnehmen des so gebildeten Rohrs derart, daß jegliche von der Drehung herrührende Resttorsion im Rohr beseitigt wird.
Vorzugsweise werden die flexiblen, langgestreckten Körper gleichzeitig hergestellt und an einer einzelnen Montagestation zusammengesetzt; ein einzelner flexibler, langgestreckter Körper kann jedoch unter Umständen mit einem weiteren flexiblen, langgestreckten Körper oder mit einer Untergruppe von mindestens zwei flexiblen, langgestreckten Körpern an jeder von mehreren in Längsrichtung angeordneten Montagestationen zusammengesetzt werden.
Zwischen seinen Enden folgt das langgestreckte Formwerkzeug vorzugsweise einer leicht gekrümmten Bogenstrecke, wobei die Innenfläche des Formwerkzeugs, die die konvexe äußere Bogenfläche des flexiblen, langgestreckten Körpers definiert, den größeren Krümmungsradius hat. Weil das langgestreckte Formwerkzeug zwischen seinen Enden einer leicht gekrümmten Bogenstrecke folgt, bewegen sich die unmittelbar an dem Abschnitt der Innenfläche des Formwerkzeugs mit dem größeren Krümmungsradius anliegenden, nicht-metallischen Verstärkungselemente unter Zugspannung mit einer größeren Lineargeschwindigkeit als davon entfernte nicht-metallische Verstärkungselemente. Vorzugsweise sind über zumindest einen Hauptabschnitt der Länge des leicht gekrümmten, langgestreckten Formwerkzeugs die Innenfläche des Formwerkzeugs, die die konvexe äußere Bogenfläche des flexiblen, langgestreckten Körpers definiert, und die Innenfläche des Formwerkzeugs, die die konkave innere Bogenfläche des flexiblen, langgestreckten Körpers definiert, derart gekrümmt, daß der Querschnitt des leicht gekrümmten, langgestreckten Formwerkzeugs in Form und Größe im wesentlichen konstant ist, um sicherzustellen, daß die nicht-metallischen Verstärkungselemente unter Zugspannung mit den gewünschten Lineargeschwindigkeiten relativ zueinander durch das Formwerkzeug gezogen werden.
Das langgestreckte Formwerkzeug öffnet sich an seinem Einlaßende vorzugsweise in einen Teil einer oben geöffneten Kammer und bildet einen Teil derselben, in die das elektrisch isolierende Kunststoffmaterial in einem flüssigen oder halbflüssigen Zustand vorzugsweise durch eine Einlaßöffnung zwischen den Enden des Formwerkzeugs eingeleitet wird. Die mehreren flexiblen, langgestreckten, nicht-metallischen Verstärkungselemente werden vorzugsweise unter Zugspannung annähernd vertikal nach unten in die oben offene Kammer aus elektrisch isolierendem Kunststoffmaterial in einem flüssigem oder halbflüssigen Zustand gezogen.
Damit der aus dem Formwerkzeug heraustretende, flexible, langgestreckte Körper einer Schraubenlinie innerhalb eines gedachten Zylinders mit im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt derart folgt, daß die konvexe äußere bogenförmige Fläche des Körpers am weitesten außenliegend beibehalten wird, tritt der flexible, langgestreckte Körper vorzugsweise unmittelbar nach dem leicht gekrümmten Formwerkzeug in einen schraubenförmig sich erstreckenden Kanal mit annähernd ringsektorförmigem Querschnitt in der Außenfläche eines im wesentlichen starren, langgestreckten Bauteils ein, wobei das elektrisch isolierende Kunststoffmaterial, in dem die nicht-metallischen Verstärkungselemente eingeschlossen sind, zum Aushärten behandelt wird, während sich der flexible, langgestreckte Körper entlang des schraubenförmig sich erstreckenden Kanals bewegt. Vorzugsweise ist das mit schraubenförmig gewundenen Nuten versehene, starre, langgestreckte Bauteil innerhalb eines dicht anliegenden Rohrs mit im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt eingeschlossen, um eine bogenförmige äußere Grenzfläche für die schraubenförmige Nut bereitzustellen.
Vorzugsweise sind die leicht gekrümmte Bogenstrecke des langgestreckten Formwerkzeugs und die Form des schraubenförmig sich erstreckenden Kanals des starren, langgestreckten Bauteils so ausgerichtet, daß die relativen Positionen der innerhalb des flexiblen, langgestreckten Körpers gebildeten nicht-metallischen Verstärkungselemente im wesentlichen unverändert beibehalten werden, wobei der Übergang von der einfachen Kurve des langgestreckten Formwerkzeugs zur zusammengesetzten Kurve des schraubenförmig sich erstreckenden Kanals ohne jede auf die Bauteile ausgeübte unerwünschte Beanspruchung ausgeführt wird. Zwischen anliegenden oder benachbarten Bauteilen kann eine geringe Relativbewegung entstehen, die durch den halbflüssigen Zustand des elektrisch isolierenden Kunststoffs ermöglicht wird.
Der flexible, langgestreckte Körper wird mit einer geeigneten Vorrichtung durch das leicht gekrümmte Formwerkzeug und das mit schraubenförmig gewundenen Kanälen versehene, langgestreckte Bauteil gezogen. Unter Betracht der relativ langsamen Geschwindigkeit, mit der der flexible, langgestreckte Körper gebildet wird, besteht die Ziehvorrichtung vorzugsweise aus einem Paar in Längsrichtung beabstandeter und hin- und hergehender Klammern, wobei jede Klammer intermittierend und außer Reihe mit der anderen den fortschreitenden Körper ergreift, um einen vorgegebenen Abstand vorwärts bewegt, den Körper freigibt und in ihre Ausgangsposition zurückkehrt, so daß der Körper kontinuierlich von dem leicht gekrümmten Formwerkzeug abgezogen wird; alternativ besteht die Ziehvorrichtung aus einem Paar angetriebener endloser Bänder, die körperlich um die Achse des schraubenförmig fortschreitenden Körpers drehbar angetrieben werden.
Die Aufnahmeeinrichtung, mit der jegliche Resttorsion von dem rotierenden, flexiblen Rohr beseitigt wird kann eine Trommel-Verdreheinrichtung oder ein in Drehrichtung angetriebener Drehtisch sein, auf dem das rotierende, flexible Rohr so aufgewickelt wird, daß jede Resttorsion beseitigt wird.
Vorzugsweise wird der flexible optische Leiter durch in Längsrichtung beabstandete, hin- und hergehende Klammern, die ähnlich wirken wie die Klammern der anderen Ziehvorrichtung, mit denen sie vorzugsweise mechanisch gekoppelt sind, von einer Zulaufeinrichtung abgezogen. Die Zulaufeinrichtung des flexiblen optischen Leiters ist vorzugsweise so angeordnet, daß sie derart im Raum körperlich drehbar und betrieblich mit der Aufnahmeeinrichtung verbunden ist, daß dann, wenn sich die Aufnahmeeinrichtung dreht, um jegliche Resttorsion des rotierenden, flexiblen Rohrs zu beseitigen, die Zulaufeinrichtung für den flexiblen optischen Leiter sich dreht, um jedes Verdrehen des optischen Leiters zu beseitigen, das andernfalls durch Drehen des fortschreitenden, flexiblen Rohrs um seine Längsachse bewirkt würde.
Die flexiblen, langgestreckten Körper können durch schraubenförmiges Zuführen der Körper um eine im wesentlichen starre Hohlspindel zusammengesetzt werden, die einen im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt mit einem Außendurchmesser hat, der im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des gebildeten, umfangsmäßig starren Rohrs ist, in dessen Bohrungs-Austrittsende mindestens ein flexibler, optischer Leiter gezogen wird.
Nach der starren Hohlspindel kann mindestens ein Band elektrisch isolierenden Materials oder eines anderen flexiblen Bindemittels schraubenförmig um die verlegten flexiblen, langgestreckten Körper gewickelt werden, wobei die Richtung der Verlegung des schraubenförmig gewickelten Bandes derjenigen der verlegten Körper entgegengesetzt ist.
Die flexiblen, langgestreckten, nicht-metallischen Verstärkungselemente werden vorzugsweise aus einem aromatischen Polyamid hergestellt, wie das unter der Handelsbezeichnung "Kevlar" erhältliche; die Verstärkungselemente können aus alternativen nicht-metallischen Materialien hergestellt werden, die nicht-optisches Glas und Kohlenstoff umfassen.
Das elektrisch isolierende Kunststoffmaterial, in dem die nicht-metallischen Verstärkungselemente eingeschlossen sind, ist vorzugsweise ein thermoplastisches Material wie Polypropylen oder Nylon, kann jedoch unter bestimmten Bedingungen ein unter Hitze aushärtendes Kunststoffmaterial wie Polyester, Epoxidharz oder Polyurethan sein.
Andere elektrisch isolierende Kunststoffmaterialien, in die nicht-metallische Verstärkungselemente eingeschlossen werden können sind thermotrope flüssigkristalline Polymere, wie vollständig aromatisches Polyester, aromatisch-aliphatisches Polyester, aromatisches Polyazomethin, aromatisches Polyester-Karbonat und vollständig oder unvollständig aromatisches Polyesteramid.
Wenn das Kunststoffmaterial, in dem die nicht-metallischen Verstärkungselemente eingeschlossen sind, aus thermoplastischem Material besteht, wird das Kunststoffmaterial bei einer Temperatur in die Kammer eingeleitet, bei der das Material in flüssigem oder halbflüssigem Zustand ist, wobei die Kammer und/oder das langgestreckte Formwerkzeug aufgeheizt wird, um das Material bei dieser Temperatur auf zunehmen. Kühlluft wird auf das mit schraubenförmig gewundenen Nuten versehene, langgestreckte Bauteil geleitet, um das Kunststoffmaterial auszuhärten.
Wenn das Kunststoffmaterial ein unter Hitze aushärtendes Material ist, wird das mit schraubenförmig gewundenen Nuten versehene, langgestreckte Bauteil aufgeheizt, um das Kunststoffmaterial auszuhärten.
Das vorstehend beschriebene, nach dem erfindungsgemäßen verbesserten Verfahren hergestellte, optische Kabelelement hat den Vorteil, daß ein optisches Kabel, von dem es einen Teil bildet, derart flexibel ist, daß es leicht handhabbar ist und von einer Kabeltrommel ohne wesentliche Gefahr für eine Bedienungsperson aufgrund einer Eigentorsion oder Steifigkeit im Kabel, auf- und abgewickelt werden kann. Ferner ist das flexible Rohr des optischen Kabelelements derart flexibel, daß ein optisches Kabel mit einem nach dem erfindungsgemäßen verbesserten Verfahren hergestellten optischen Kabelelement leicht zwischen Masten, Türmen oder anderen aufrecht stehenden Haltegerüsten über lange Strecken gespannt und als Luftkabel verwendet werden kann. Ein nach dem erfindungsgemäßen verbesserten Verfahren hergestelltes optisches Kabelelement hat den weiteren Vorteil, daß mehrere nicht-metallische Verstärkungselemente im wesentlichen gleichmäßig durch jeden flexiblen, langgestreckten Körper des flexiblen Rohrs hindurch verteilt sind, wodurch die Spannung bei Belastung eines das optische Kabelelement enthaltenden Kabels im wesentlichen gleichmäßig über die Querschnitte aller flexiblen, langgestreckten Körper verteilt wird.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezug auf die beigefügten Abbildungen anhand von Beispielen dreier bevorzugter Ausführungsformen eines optischen Kabels mit einem-nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten optischen Kabelelement und des bevorzugten Verfahrens zur Herstellung einer der bevorzugten Ausführungsformen des optischen Kabels beschrieben, es zeigen:
Fig. 1 die im vergrößerten Maßstab gezeichnete Querschnittansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform eines optischen Kabels;
Fig. 2 die im vergrößerten Maßstab gezeichnete Querschnittansicht einer zweiten Ausführungsform eines optischen Kabels;
Fig. 3 die im vergrößerten Maßstab gezeichnete Querschnittansicht einer dritten Ausführungsform eines optischen Kabels;
Fig. 4 die schematische Darstellung der Vorrichtung für die Herstellung des optischen Kabelelements des in Fig. 3 dargestellten optischen Kabels; und
Fig. 5 eine schematische Seitenansicht, teilweise im Querschnitt und teilweise im Aufriß, eines bevorzugten, langgestreckten Formwerkzeugs und eines mit schraubenförmig gewundenen Nuten versehenen, starren, langgestreckten Bauteils zur Bildung eines flexiblen, langgestreckten Körpers mit annähernd ringsektorförmigem Querschnitt.
Die erste bevorzugte Ausführungsform eines in Fig. 1 dargestellten optischen Kabels weist vier Kunststoffrohre 2 auf, in die jeweils eine getrennte optische Faser 1 lose aufgenommen wird und die schraubenförmig gewunden zusammen verlegt werden, um ein optisches Kabelelement zu bilden, das schraubenförmig von einem Kunststoffband 4 umwickelt wird.
Das umwickelte optische Kabelelement wird von einem im wesentlichen umfangsmäßig starren, flexiblen Rohr 5 umschlossen, das einen Außendurchmesser von 15 mm und einen Innendurchmesser von 7.5 mm hat und das von einer Verbundform ist, die acht langgestreckte, flexible, schraubenförmig zusammen verlegte Körper 6 mit jeweils annähernd ringsektorförmigem Querschnitt und einer Lagenlänge von 200 mm aufweist.
Jeder langgestreckte Körper 6 weist extrudiertes, elektrisch isolierendes, thermoplastisches Material und mehrere in Längsrichtung gespannte, flexible, langgestreckte, jeweils im thermoplastischen Material eingeschlossene Verstärkungselemente aus aromatischem Polyamid auf, wobei die mehreren Verstärkungselemente im wesentlichen gleichmäßig über den Querschnittbereich des Körpers verteilt sind, wobei der Anteil der Verstärkungselemente im Verbund im Bereich von 60 bis 70 Volumen-% liegt. Eine Lage 8 aus schraubenförmig gewickeltem Kunststoffband bedeckt das umfangsmäßig starre, flexible Rohr 5 und ist von einem Schutzmantel 7 aus Kunststoffmaterial umgeben. Weil jede der optischen Fasern 1 in einem Kunststoffrohr 2 des optischen Kabelelements lose aufgenommen wird, ist jede optische Faser relativ zum umfangsmäßig starren Rohr 5 beweglich.
Bei der zweiten bevorzugten Ausführungsform eines in Fig. 2 dargestellten optischen Kabels weist das optische Kabelelement ein mittig angeordnetes, flexibles, langgestrecktes Verstärkungselement 13 aus kunstharzverleimtem aromatischen Polyamid auf, um das sechs Kunststoffrohre 12 schraubenförmig verlegt sind, in denen jeweils eine getrennte optische Faser 11 lose aufgenommen wird. Ein Kunststoffband 14 wird schraubenförmig um die zusammengesetzten Rohre des optischen Kabelelements gewickelt, um sie zusammenzuhalten.
Ein im wesentlichen umfangsmäßig starres, flexibles Rohr 15, das gleich aufgebaut ist, wie das Rohr 5 des in Figur l dargestellten optischen Kabels, umgibt das umwickelte optische Kabelelement, wobei eine von einem Schutzmantel 17 aus Kunststoffmaterial umgebene Schicht 18 des schraubenförmig gewickelten Kunststoffbandes das Rohr bedeckt.
Die dritte bevorzugte Ausführungsform eines in Fig. 3 dargestellten optischen Kabels weist ein im wesentlichen umfangsmäßig starres, flexibles Rohr 25 einer Verbundform auf, das acht flexible, langgestreckte, schraubenförmig zusammen verlegte Körper 26 mit annähernd ringsektorförmigem Querschnitt aufweist. Jeder der langgestreckten Körper 26 hat die gleiche Zusammensetzung wie die langgestreckten Körper 6 des Rohrs 5 des in Fig. 1 dargestellten optischen Kabels. Eine optische Faser-Bandstruktur 21 wird in der Bohrung des umfangsmäßig starren Rohrs 25 lose aufgenommen, wobei eine von einem Schutzmantel 27 aus Kunststoffmaterial umgebene Schicht 28 von schraubenförmig gewickeltem Kunststoffband das Rohr bedeckt.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten optischen Kabel kann die optische Faser-Bandstruktur mehrere optische Fasern und mindestens ein flexibles, langgestrecktes Verstärkungselement aus im wesentlichen elastischem Material aufweisen, die nebeneinander angeordnet und in einem langgestreckten Körper aus Kunststoffmaterial eingefügt sind, wobei die oder jedes der elastischen Verstärkungselemente so angeordnet werden, daß die Bandstruktur einer Strecke von leicht gekrümmten Wellen folgt, deren Krümmungsachsen senkrecht zur Längsachse der Bandstruktur ausgerichtet sind, wobei die Anordnung derart ist, daß, wenn die wellige Bandstruktur einer Zugkraft unterzogen wird, sich die Bandstruktur in Längsrichtung gegen die Laufrichtung des welligen, elastischen Verstärkungselements oder der Verstärkungselemente ausrichtet, wodurch die auf die optischen Fasern ausgeübte Zugkraft verringert wird und wobei die Bandstruktur zu ihrer ursprünglichen Wellenform zurückkehrt, wenn die Zugkraft aussetzt.
Gemäß Fig. 4 und Fig. 5 weist die zur Herstellung des umfangsmäßig starren, flexiblen Rohrs 25 des in Fig. 3 dargestellten optischen Kabels verwendete Vorrichtung acht allgemein mit 30 bezeichnete Kammern mit zugehörigen Formwerkzeugen und acht mit schraubenförmig gewundenen Kanälen versehene, starre Stangen 40 auf, die jeweils einem Formwerkzeug zugeordnet sind. Nach den acht Kammern mit den zugehörigen Formwerkzeugen 30 und den mit schraubenförmig gewundenen Kanälen versehenen Stangen 40 befinden sich acht Paar, allgemein mit 50 bezeichnete, hin- und hergehende zweiteilige Klammern, mit denen die langgestreckten, flexiblen Körper 26 mit jeweils annähernd ringsektorförmigen Querschnitt von den Formwerkzeugen und den mit schraubenförmig gewundenen Kanälen versehenen Stäben abgezogen werden. Jede der zweiteiligen Klammern besitzt an ihrer Klammeroberfläche einen schraubenförmig gewundenen Schlitz in dem ein flexibler Körper 26 so ergriffen werden kann, daß eine schraubenförmige Vorwärtsbewegung des Körpers vorläufig unterdrückt wird. Nach den hin- und hergehenden Klammern 50 befindet sich eine starre Hohlspindel 60, eine Anpaßform 70, ein Bandkopf 80 und ein Paar hin- und hergehende zweiteilige Klammern 90 zum Ziehen des umfangsmäßig starren, flexiblen Rohrs durch die Anpaßform, wobei die hin- und hergehenden Klammern mechanisch mit den Klammern 50 gekoppelt sind. Nach den Klammern 90 befindet sich ein Drehtisch 100, der drehbar angetrieben werden kann, um jede Resttorsion des flexiblen Rohrs zu beseitigen. Für die Zufuhr von optischem Faserband in das vordere Ende der Hohlspindel 60 wird eine Quelle 110 von optischem Faserband 21 bereitgestellt.
Gemäß Fig. 5 weist jede der acht Kammern und Formwerkzeuge 30 eine oben offene Kammer 31 auf, die an ihrem Boden über einen Durchlaß 32 in ein leicht gekrümmtes, langgestrecktes Formwerkzeug 33 übergeht, das zwischen seinen Enden einer leicht gekrümmten Bogenstrecke folgt und einen im wesentlichen konstanten ringsektorförmigen Querschnitt besitzt. Zwischen den Enden des Formwerkzeugs 33 befindet sich eine Einlaßöffnung 34, durch die elektrisch isolierendes Kunststoffmaterial 29 in halbflüssigem Zustand in das Formwerkzeug und damit in die oben offene Kammer 31 eingeleitet werden kann. Die Innenfläche des Formwerkzeugs 33, die die gebogene Oberfläche des flexiblen, langgestreckten Körpers 26 definiert, besitzt den größeren Krümmungsradius, wobei die Innenfläche des Formwerkzeugs, die die konvexe äußere Bogenfläche des flexiblen, langgestreckten Körpers definiert und die Innenfläche des Formwerkzeugs, die die konkave innere Bogenfläche des langgestreckten Körpers definiert, über einen Hauptabschnitt des leicht gekrümmten, langgestreckten Formwerkzeugs derart gekrümmt sind, daß der Querschnitt des Formwerkzeugs in Form und Größe im wesentlichen konstant ist, um sicherzustellen, daß die nicht-metallischen Verstärkungselemente 28 mit der gewünschten Lineargeschwindigkeit relativ zueinander durch das Formwerkzeug gezogen werden. An seinem hinteren Auslaßende 35 öffnet sich das langgestreckte Formwerkzeug 33 in ein Ende eines sich schraubenförmig erstreckenden Kanals 42 in der Außenfläche einer starren Stange 40, die sich im wesentlichen horizontal vom Körper der Kammer 31 aus erstreckt. Ein starres Rohr 44 liegt dicht um die mit schraubenförmigen Kanälen versehene Stange 40 an. Der Kanal 42 hat einen Querschnitt, der durch die sich radial erstreckenden Seitenwände und die schmalere ringsektorförmige gebogene Seitenwand und durch die Innenfläche des Rohrs 44 begrenzt ist.
Beim Gebrauch werden mehrere flexible Verstärkungselemente 28 aus aromatischem Polyamid unter Spannung in Richtung ihrer Länge und abwärts gerichtet durch das elektrisch isolierende, thermoplastische Material 29 gezogen, das kontinuierlich durch die Einlaßöffnung 34 in die oben offene Kammer 31 eingeleitet wird und eine Temperatur hat, bei der das thermoplastische Material in halbflüssigem Zustand ist. Die mehreren, im elektrisch isolierenden, halbflüssigen Kunststoffmaterial eingeschlossenen Verstärkungselemente 28 durchlaufen das langgestreckte Formwerkzeug 33, wodurch sie einen flexiblen, langgestreckten Körper 26 bilden, der einen annähernd ringsektorförmigen Querschnitt besitzt und bei dem die mehreren Verstärkungselemente im wesentlichen gleichmäßig über die Querschnittsfläche des Körpers verteilt sind.
Unmittelbar nach dem leicht gekrümmten Formwerkzeug 33 geht der flexible, langgestreckte Körper 26 in den sich schraubenförmig erstreckenden Kanal 42 in der Außenfläche der starren Stange 40, wobei Kühlluft von einer Quelle (nicht gezeigt) auf das starre Rohr 44 geleitet wird, wenn der flexible, langgestreckte Körper sich entlang des sich schraubenförmig erstreckenden Kanals bewegt, wodurch das elektrisch isolierende Kunststoffmaterial 29 des fortschreitenden Körpers aushärtet. Das leicht gekrümmte Formwerkzeug 33 hat eine derartige Form, daß die Verstärkungselemente 28, die die konvexe äußere bogenförmige Oberfläche des flexiblen, langgestreckten Körpers 26 bilden und dieser benachbart sind, sich mit einer größeren Lineargeschwindigkeit bewegen als davon entfernt liegende Verstärkungselemente. Weil sich der flexible, langgestreckte Körper 26 entlang des schraubenförmig gewundenen Kanals 42 in der Außenfläche der starren Stange 40 bewegt, rotiert der Körper um die starre Stange, wodurch die konvexe bogenförmige Oberfläche des Körpers am weitesten außenliegend beibehalten wird.
Die acht gleichzeitig hergestellten, flexiblen Körper 26 werden durch acht Paar in Längsrichtung beabstandeter und hin- und hergehender zweiteiliger Klammern 50 kontinuierlich von den starren Stangen 40 abgezogen, wobei jede Klammer intermittierend und außer der Reihe mit der anderen den fortschreitenden Körper so ergreift, daß eine schraubenförmige Bewegung des Körpers vorübergehend unterdrückt wird, sich um einen vorgegebenen Abstand vorwärts bewegt, den Körper freigibt, der die durch die Klammer vorübergehend verhinderte schraubenförmige Ausrichtung wiedererlangt, und in ihre Ausgangsposition zurückkehrt.
Unter den hin- und hergehenden Klammern 50 werden die acht flexiblen Körper 26 schraubenförmig um die starre Hohlspindel 60 verlegt und durchlaufen die Anpaßform 70, um das umfangsmäßig starre, flexible Rohr 25 zu bilden. Unmittelbar nach der Anpaßform 70 wird ein Kunststoffband schraubenförmig um das flexible Rohr 25 gewickelt, wobei die Richtung der Bandverlegung derjenigen der flexiblen Körper 26 entgegengesetzt ist. Gleichzeitig wird ein optisches Faserband 21 von einer Quelle 110, die synchron zur Drehung des Rohrs um seine Achse körperlich um die Achse des Rohrs 25 drehbar angetrieben wird, in das vordere Ende der Hohlspindel 60 eingeführt. Das umfangsmäßig starre, flexible Rohr 25 mit dem darin lose aufgenommenen optischen Faserband 21 wird durch die mit den Klammern 50 mechanisch gekoppelten, in Längsrichtung beabstandeten und hin- und hergehenden Klammern 90 kontinuierlich durch die Anpaßform 70 gezogen. - Jede der Klammern 90 greift intermittierend und außer Reihe mit der anderen das fortschreitende flexible Rohr, bewegt sich um einen vorgegebenen Abstand vorwärts, gibt das Rohr frei und kehrt zu ihrer Ausgangsposition zurück; da das fortschreitende, flexible Rohr sich jedoch um seine Achse dreht, während jede Klammer 90 das Rohr ergreift und um den vorgegebenen Abstand vorwärtsbewegt, wird die Klammer zur Drehung mit dem Rohr gezwungen. Das flexible Rohr 25 wird danach zum Drehtisch 100 geführt, der mit einer derartigen Drehgeschwindigkeit angetrieben wird, daß der rotierende Drehtisch zusätzlich zur Durchführung der Rohr-Aufwicklung auch jegliche Resttorsion im Rohr beseitigt, indem er annähernd eine Umdrehung für jede Ganghöhe der verlegten, sich schraubenförmig erstreckenden Körper 26 ausführt.
Um die Herstellung des in Fig. 3 dargestellten optischen Kabels abzuschließen, wird in einem getrennten Arbeitsgang die Ummantelung 27 aus isolierendem Kunststoffmaterial über das kunststoffbandumhüllte Rohr 25 extrudiert.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines optischen Kabelelements mit einem im wesentlichen umfangsmäßig starren, in Längsrichtung flexiblen Rohrs, das mindestens einen flexiblen optischen Leiter lose beinhaltet und mehrere flexible, längsgestreckte Körper aufweist, wobei jeder in Querrichtung einen Querschnitt hat, der einem Sektor eines Rings angenähert ist, und die schraubenförmig zusammengesetzt sind, jeder der Körper ist über seine Länge aus mehreren in Längsrichtung gespannten längsgestreckten flexiblen nicht-metallischen Verstärkungselementen hergestellt, die im wesentlichen in einem extrudierten elektrisch isolierenden Kunststoffmaterial eingekapselt sind, wobei die mehreren, nicht-metallischen Verstärkungselemente im wesentlichen gleichmäßig über den Querschnittsbereich des Rohrs verteilt sind, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:

a) Ziehen von mehreren flexiblen, längsgestreckten nicht-metallischen Verstärkungselementen (28) unter Zug in ihren Längsrichtungen durch elektrisch isolierendes Kunststoffmaterial (29), das in einem flüssigen oder halbflüssigen Zustand ist, Hindurchführen der mehreren nicht-metallischen Verstärkungselemente, die in elektrisch isolierendes Kunststoffmaterial in einem flüssigen oder halbflüssigen Zustand eingekapselt sind, durch eine längsgestreckte Düse (33) mit einer Auslaßöffnung (35) mit einem Querschnitt in Querrichtung, der einem Sektor eines Rings angenähert ist, so daß ein flexibler längsgestreckter Körper (6, 16, 26) gebildet wird, der in Querrichtung einen Querschnitt hat, der einem Sektor eines Rings angenähert ist und bei dem die mehreren nicht-metallischen Verstärkungselemente im wesentlichen gleichmäßig über den Querschnittsbereich des Körpers verteilt sind, wobei die Düse zwischen ihren Enden eine solche Form hat, daß nicht-metallische Verstärkungselemente, die die konvexe äußere gebogene Fläche des so geformten flexiblen, längsgestreckten Körpers bilden bzw. benachbart zu dieser sind, mit einer größeren Lineargeschwindigkeit bewegt werden als nicht-metallische Verstärkungselemente, die davon entfernt sind,

b) Führen des flexiblen, längsgestreckten Körpers (6, 16, 26), wenn dieses aus der Düse (33) austritt, auf einem schraubenförmigen Weg in einem imaginären Zylinder von im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt in solcher Weise, daß die konvexe äußere gebogene Fläche des Körpers nach außen gehalten wird und Behandeln des schraubenförmig vorwärts bewegten Körpers, so daß das Kunststoffmaterial (29), in dem die Verstärkungselemente (28) eingekapselt sind, sich verfestigt,

c) Aneinanderlegen des schraubenförmig vorwärts bewegten flexiblen längsgestreckten Körpers (6, 16, 26) mit mehreren in Schraubenrichtung vorwärts bewegten flexiblen längsgestreckten Körpern von gleichem Querschnitt in Querrichtung und Aufbau, so daß ein flexibles Rohr (5, 15, 25) mit ungefähr kreisförmigem Querschnitt in Querrichtung gebildet wird, das um seine Längsrichtung dreht und Zuführen von mindestens einem flexiblen optischen Leiter (1, 11, 21) in die Bohrung des Rohrs, wenn dieses gebildet wird, und

d) Aufnehmen des so gebildeten flexiblen Rohrs in solcher Weise, daß jede von der Drehung herrührenden Resttorsion in dem Rohr beseitigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die längsgestreckte Düse (33) einem glatt gekrümmten, gebogenen Weg folgt, wobei die Innenfläche der Düse, die die konvexe äußere gebogene Fläche des flexiblen, längsgestreckten Körpers bildet, einen größeren Krümmungsradius hat als die Innenfläche der Düse, die die konkave innere gebogene Fläche des Körpers bildet.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei über mindestens einen Hauptteil der Länge der glatt gekrümmten längsgestreckten Düse (33) die Innenfläche der Düse, die die konvexe äußere gebogene Fläche des sektorförmigen längsgestreckten Körpers (6, 16, 26) bildet und die Innenfläche der Düse, die die konkave innere gebogene Fläche des flexiblen längsgestreckten Körpers bildet, so gekrümmt sind, daß der Querschnitt in Querrichtung der glatt gekrümmten längsgestreckten Düse im wesentlichen in Form und Größe konstant ist, so daß sichergestellt ist, daß die nichtmetallischen Verstärkungselemente (28) mit den gewünschten linearen Geschwindigkeiten relativ zueinander durch die Düse gezogen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei an ihrem Eintrittsende die längsgestreckte Düse (33) sich zu einer oben offenen Kammer (30) öffnet und ein Teil derselben bildet, in die das elektrisch isolierende Kunststoffmaterial (29) in einem flüssigen oder halbflüssigen Zustand zugeführt wird und die mehreren flexiblen längsgestreckten nichtmetallischen Verstärkungselemente (28) unter Zug etwa vertikal nach unten in die Kammer gezogen werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei in Stromrichtung direkt nach der längsgestreckten Düse (33) der flexible längsgestreckte Körper (6, 16, 26) in einen sich schraubenförmig erstreckenden Kanal (42) eintritt, der in Querrichtung einen Querschnitt hat, der einem Sektor eines Rings angenähert ist, in der Außenfläche eines im wesentlichen starren längsgestreckten Elements (40), das in einem dicht sitzenden Rohr (44) mit im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt eingeschlossen ist und wenn der flexible, längsgestreckte Körper sich entlang des schraubenförmig sich erstreckenden Kanals bewegt, das elektrisch isolierende Kunststoffmaterial (29), in dein die längsgestreckten flexiblen, nicht-metallischen Verstärkungselemente (28) eingekapselt sind, so behandelt wird, daß es sich verfestigt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Kunststoffmaterial (29), in dem die nicht-metallischen Verstärkungselemente (28) eingekapselt sind, ein thermoplastisches Material ist, wobei das thermoplastische Material in die Kammer (31) bei einer solchen Temperatur eingeleitet wird, daß das Material in einem flüssigen oder halbflüssigen Zustand ist, wobei die Kammer und/oder die längsgestreckte Düse (33) erwärmt ist oder sind, so daß das Material bei dieser Temperatur gehalten wird, und Kühlluft auf das schraubenförmig in Kanälen geführte längsgestreckte Element (40) gerichtet wird, damit sich das Kunststoffmaterial verfestigt.

7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der flexible, längsgestreckte Körper (6, 16, 26) aus der längsgestreckten Düse (33) mit Hilfe von zwei in Längsrichtung beabstandeten hin- und hergehenden Klammern (50) herausgezogen wird, wobei jede abwechselnd und außer Folge mit der anderen den sich vorwärts bewegenden Körper greift, eine bestimmte Distanz vorwärtsbewegt, den Körper losläßt und zu ihrer ursprünglichen Position zurückkehrt, so daß der Körper kontinuierlich von der Düse abgezogen wird.

8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das flexible Rohr (5, 15, 25), das von den aneinandergelegten flexiblen längsgestreckten Körpern (6, 16, 26) gebildet wird und um seine Längsachse dreht, von zwei in Längsrichtung beabstandeten hin- und hergehenden Klammern (90) gezogen wird, wobei jede abwechselnd und außer Folge mit der anderen das sich vorwärts bewegende flexible Rohr ergreift, eine bestimmte Distanz vorwärtsbewegt, das Rohr freigibt und zu ihrer ursprünglichen Position zurückkehrt, so daß das vorwärtsbewegte flexible Rohr kontinuierlich abgezogen wird, wobei jede Klammer während des Greifens des Rohrs- und Vorwärtsbewegen um eine bestimmte Distanz mit dem Rohr gedreht wird, so daß diese der Drehung des flexiblen Rohrs um seine Achse angepaßt ist.

9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Aufnahmeeinrichtungen (100), mit denen jede Resttorsion von dem drehenden flexiblen Rohr (5, 15, 25) beseitigt wird, eine Trommeldreheinrichtung oder ein drehbarer angetriebener Drehtisch ist, auf dem das sich drehende flexible Rohr so aufgewickelt wird, daß jede Resttorsion in dem Rohr beseitigt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Zuführquelle (110) des flexiblen optischen Leiters (1, 11, 21) so angeordnet ist, daß diese körpermäßig im Raum drehbar ist und so mit der Aufnahmeeinrichtung (100) mechanisch verbunden ist, daß, wenn sich die Aufnahmeeinrichtung zum Beseitigen von jeglicher Resttorsion von dem drehenden flexiblen Rohr (5, 15, 25) dreht, sich die Zuführquelle des flexiblen optischen Leiters dreht, so daß jegliche Drehung in dem optischen Leiter beseitigt wird, die andernfalls durch die Drehung des sich vorwärts bewegenden flexiblen Rohrs um seine Längsachse aufgebracht werden würde.