DE2830623A1

DE2830623A1 - Lichtuebertragungskabel und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2830623A1
Application number: DE19782830623
Authority: DE
Inventors: Michel Faure; Yves Lumineau; Armand De Panafieu
Original assignee: Thomson-Brandt SA
Current assignee: Thomson-Brandt SA
Priority date: 1977-07-12
Filing date: 1978-07-12
Publication date: 1979-01-25
Also published as: GB2001182B; GB2001182A; FR2397645B1; IT7850238A0; FR2397645A1; IT1105746B

Description

Patentanwälte

Dipl -Ing. Dipl.-Chem. Dipl.-Ing. 2830623

E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser

Ernsbergerstrasse 19

8 München 60

THOMSON - BRANDT 11. Juli 1978

173» Bd. Haussmann 75008 Paris / Frankreich

Unser Zeichen: T 3132

Lichtübertragungskabel und Verfahren zu seiner

Herstellung

Die Erfindung betrifft ein Lichtübertragungskabel, das einen Stapel aus Lagen von Lichtleitfasern enthält, und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kabels.

Es sind bereits verschiedene Aufbauprinzipien für Lichtleitfaserkabel geschaffen oder vorgeschlagen worden, die darauf abzielen, die Lichtleitfasern vor schädlichen Einflüssen von mechanischen Spannungen zu schützen, seien diese lateral und verursachen sie mikroskopische Bruchstellen oder mikroskopische Krümmungen oder seien diese longitudinal und erzeugen sie zusätzliche Übertragungsverluste, die sehr hohe Werte erreichen können.

Von diesen bekannten Ausführungsformen sei der Aufbau von Lichtleitfaserkabeln aus Trägern in Form von Bändern genannt. In solchen Trägern sind die Glasfasern im allgemeinen von dem thermoplastischen Material des Trägers

809884/1023

umhüllt, das heiß aufgebracht wird. Daraus folgt, daß das Glas fest mit dem thermoplastischen Material verbunden ist, was aufgrund der starken Spannungen nachteilig ist, die auf den Träger und infolgedessen auf das Glas entweder im Verlauf der Herstellung des Kabels oder im Fall einer starken Krümmung bei seinem Gebrauch ausgeübt werden.

Die Krümmung des Kabels verursacht nämlich starke laterale und longitudinale Verformungen des Trägers.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Lichtleitfaserkabel zu schaffen, das diese Nachteile nicht aufweist.

Gemäß der Erfindung ist die Lage von Lichtleitfasern, die zum Stapeln auf anderen gleichen Lagen zur Bildung eines Lichtübertragungskabels bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein erstes Band mit mehreren parallelen Längsnuten, von denen jede eine Lichtleitfaser enthält, und ein zweites Band aufweist, dessen Dicke geringer ist als die des ersten Bandes und das einen den Nuten gemeinsamen Deckel bildet, wobei die Fasern einen Durchmesser aufweisen, der kleiner ist als die Breite und die Tiefe der Nuten, und in Abhängigkeit von ihrer Position in der Lage festgelegte Bögen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Lichtleit

faser, die mit einem Schutzharz beschichtet ist,

809884/1023

Fig» 2 . schematisch im Querschnitt ein Bei

spiel einer Lage nach der Erfindung, die mit Lichtleitfasern versehen ist,

5¹Ig. J einen Querschnitt durch ein Ausführungs

beispiel eines Kabels, das einen Stapel von Lagen nach der Erfindung enthält, und

Fig. 4- schematisch ein Beispiel einer Haschine

zur Fertigung einer Lage, die für ein Kabel nach der Erfindung bestimmt ist.

Fig. 1 zeigt eine Glasfaser 1, die beispielsweise einen radialen Brechungsindexgradienten aufweist. Sie könnte durch eine Verbundfaser ersetzt werden, die aus einem zentralen Kern aus lichtdurchlässigem Material mit vorbestimmtem Brechungsindex und einer Hülle aus lichtdurchlässigem Material, dessen Brechungsindex kleiner als der des zentralen Kerns ist, besbeht. Die Faser 1 ist von einer Hülle 2 aus Kunstharz (beispielsweise Silikon) umgeben.

Im folgenden wird als "Lichtleitfaser" die Anordnung 3 bezeichnet, die aus der Faser 1 und ihrer Hülle 2 besteht.

Als nicht als Einschränkung zu verstehendes Beispiel hat die Faser 1 einen Durchmesser von 120 um und der Außendurchmesser der Hülle 2 beträgt 300 pm. Ein Band 10 aus Polyäthylen oder aus Polyvinylchlorid ist mit Längsnuten ιοί versehen, die eine Reihe von Kammern rechteckigen oder quadratischen Querschnittes, beispielsweise mit einer Seitenlänge von 0,3 bis 1 mm, bilden. Die Abmessungen dieses Bandes betragen beispielsweise 5 bis 10 mm in der Breite, 0,5 bis 2 mm in der Dicke und seine Länge kann mehrere zehn oder hundert Meter betragen. Die Nuten 101 sind jeweils zum

80 9884/1023

Führen einer Lichtleitfaser 3 bestimmt. Ein Band 20 mit derselben Breite wie das Band 10, aber mit geringerer Dicke (0,1 bis 0,3 mm), besteht aus einem Band 11 aus Polyäthylenterephtalat, das von einer heiß aufgebrachten Polyäthylenschicht 12 bedeckt ist. Das Band 20 ist auf das Band 10 auf der Seite der Schicht 12 aufgeklebt, so daß es die Nuten 101 vollständig bedeckt.

Das Band 10 kann aus Polyäthylen hoher Dichte oder aus jedem anderen thermoplastischen Material mit hohem Elastizitätsmodul bestehen, das durch Extrudieren oder durch jedes andere herkömmliche Verfahren hergestellt werden kann.

Fig. 3 zeigt ein Lichtleitkabel, das eine Anordnung von Bändern 10 enthält;, die mit Lichtleitfasern 3 versehen und jeweils von einem Band 20 bedeckt sind. Die Anzahl der übereinandergesbapelben Bänder wird so berechnet, daß sich eine Anordnung mit quadratischem Querschnitt ergibt, die Erfindung ist aber ebenfalls in dem Fall eines rechbeckigen Querschnittes anwendbar, der immer in einen Kreis einbesehreibbar ist, den man mit Hilfe einer in der Kabeltechnik üblichen Auffüllung 30 vervollständigt. Die Anordnung wird bei der Herstellung des Lichtleitkabels in eine Schraubenlinienform gebracht und dann mit Polyvinylchlorid oder einem anderen extrudierbaren thermoplastischen Material umhüllt, so daß sich eine insgesamt zylindrische Form ergibt. Die Anordnung wird mit einem Mantel 31 aus relativ dickem Polyäthylen oder Polyurethan überzogen, der mit Verstärkungsseilen 32 aus aromatischem Polyamid hoher mechanischer Festigkeit armiert ist. Die Bänder 10 enthalten beispielsweise fünf Fasern, ihre Breite beträgt 5,5 mm und ihre Dicke liegt in der Größenordnung von 1,1 mm, einschließlich des Bandes 20. Die Anordnung hat einen quadratischen Querschnitt mit einer Seitenlänge von 5,5 mm. Der

809884/1023

Mantel 31 hat einen Außendurchmesser von 10 mm. Der Kern, der sich durch das Zusammenfügen von fünf Bändern 10 und fünf Bändern 20 ergibt, also fünfundzwanzig Lichtleitfasern enthält, wird in eine Schraubenlinienform gebracht, deren Steigung größer als 200 mm ist. Eine solche "Verdrehung ergibt unterschiedliche Verlängerungen, die für die Umfangsteile der Anordnung und somit für die entsprechenden Kammern nicht vex\riachlässigbar sind. Die Lichtleitfasern, deren Glas sich nicht dehnen kann, ohne zu reißen, müssen daher in ihren Kammern mit einer Schlangenkrümmung angeordnet werden, die umso größer ist, je näher sich die Nut, in der eine Faser angeordnet ist, bei einem der Ränder des Bandes befindet. Es wird außerdem die Position der "Lage" in der Anordnung berücksichtigt. Die Anzahl der Schlangenlcrümmungen oder Bögen ist in denjenigen Lagen am größten, die von dem Mittelpunkt der Anordnung am weitesten entfernt sind.

Fig. 4 zeigt schematisch eine Folge von Operationen, die zu einer Lage von Lichtleitfasern führen, welche bereit ist, um zur Herstellung eines Lichtleitkabels mit anderen gestapelt zu werden. Einem Extruder 41 wird ein erstes Material 4-2 zugeführt, aus welchem das Band 10 hergestellt wird. Dieses verläßt den Extruder 41 über eine Profildüse Das Band 10 durchquert dann einen Kühltunnel 44 und anschließend ein System 45, in welchem die Lichtleitfasern in die Nuten des Bandes 10 eingebracht werden. Das System enthält eine Nutrolle 451 und eine Leitrolle 452. Das System 45 wird durch eine Anzahl von η Spulen 46 versorgt, die jeweils eine sehr lange Lichtleitfaser 3 tragen. Die Anzahl η ist gleich der der Nuten. Das Band 10, das mit den Lichtleitfasern versehen worden ist, durchquert dann ein System 47 zum Aufbringen und Aufkleben des Bandes 20. Das System 47 enthält eine Rolle 471, gegen die das Kabel durch eine Rolle 472 gedruckt wird. Das Aufkleben erfolgt entweder heiß durch den gegenseitigen Druck der beiden Rollen oder mit einem Beieimungssystem (durch

809884/1023

einen Pfeil 50 angedeutet). Das System 4-7 wird mit dem
Band 20 durch eine Spule 4-8 versorgt.

Schließlich wird die aus den Bändern 10 und 20 bestehende Lage auf eine Spule 4-9 aufgewickelt, die durch einen nicht dargestellten Motor angetrieben wird. Die Drehung der Rollen und der Spulen wird so eingestellt, daß sich die gewünschte Schlangenkrümmung der Pasern in den Kammern, die die verschiedenen Nuten bilden, ergibt. Die Drehungen der Rollen und der Spulen werden so eingestellt, daß sich um so mehr Schlangenkrümmungen ergeben, je weiter die Nuten von dem
Mittelpunkt in ein und derselben Lage entfernt sind, wobei die Anzahl der Schlangenkrümmungen noch erhöht wird, wenn die Lage dafür bestimmt ist, entfernt von dem Mittelpunkt der Anordnung angebracht zu werden.

Es kann außerdem eine Zugspannung auf das erste Band im
Verlauf des Aufbringens der Fasern ausgeübt werden, so
daß dieses Band gedehnt und das Längsspiel· der Fasern in
den Rillen begünstigt wird, nachdem das erste Band wieder seine normale Länge eingenommen hat.

Das Kabel wird anschließend durch Übereinanderstapeln von Lagen zu einer rechteckigen Anordnung hergestellt.

Die Anordnung wird anschließend in eine Schraubenlinienform gebracht und dann umhüllt, wie es weiter oben dargelegt worden ist.

Bei diesen letztgenannten Fertigungsschritten handelt es
sich um in der Übertragungskabelindustrie herkömmliche
Schritte.

809884/1023

e e r s e ι r e

Claims

Patentanwälte Dipl.-Ing. Dipl.-Chem. Dipl.-lng. E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser Ernsbergerstrasse 19 8 München 60 THOMSON - BRANDT 11. Juli 1978 173t Bd. Haussmann 75008 Paris / Frankreich Unser Zeichen! T 3132 Patentansprüche:

1. Lichtübertragungskabel mit in ebenen Lagen angeordneten Lichtleitfasern, gekennzeichnet durch einen Stapel von solchen Lagen, von denen jede ein erstes Band, das mehrere parallele Längsnuten aufweist, von denen jede eine Lichtleitfaser enthält, und ein zweites Band enthält, dessen Dicke kleiner ist als die des ersten Bandes und das einen den Nuten gemeinsamen Deckel bildet, wobei die Lichtleitfasern einen Durchmesser, der kleiner als die Breite und die Tiefe der Nuten ist, haben und in Abhängigkeit von ihrer Position in dem Stapel der Lagen vorbestimmte Bögen aufweisen.

2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Band aus Polyäthylen besteht und daß das zweite Band aus Polyäthylenterephtalat besteht, das mit einer Schicht aus Polyäthylen bedeckt ist, die auf der Seite der Nuten des ersten Bandes angeordnet ist.

3. Kabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagen so gestapelt sind, daß sie eine Anordnung

809884/1023

ORIGINAL JNSPECTEO

mit rechteckigem Querschnitt bilden, die in dem Kabel mit einer vox'bestimmten Torsions Steigung schraubenlinienförmic verdreht ist.

4-. Kabel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Umhüllung aus thermoplastischem Material mit zylindrischer Außenform und durch einen Mantel aus organischem Polymer.

5· Kabel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Material Polyvinylchlorid ist und daß der Mantel aus Polyäthylen oder Polyurethan besteht und eine "Verstärkung aus aromatischem Polyamid enthält.

6. "Verfahren zur Herstellung eines Kabels nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch wenigstens folgende Schritte:

a) Herstellen des ersten Bandes durch Extrudieren eines thermoplastischen Materials,

b) Einbringen der Fasern in die Nuten des ersten Bandes im Verhältnis von einer Faser pro Nut, und

c) Aufbringen und Ankleben des zweiten Bandes.

7- Verfahren nach Anspruch G, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Schritt, der zwischen den Schritten a) und b) ausgeführt wird und das Abkühlen des ersten Bandes beinhaltet.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schritt b) der Durchsatz der einzubringenden Fasern größer ist als der Durchsatz des ersten Bandes.

9· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schritt b) eine Zugspannung auf das erste Band ausgeübt wird, um es vorübergehend zu dehnen.

809884/1023