DE2922986C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einlegen dielektrischer, optischer Wellenleiter in eine Kabelseele.

Es ist bekannt, optische Kabel mit einem zentralen Verstärkungselement herzustellen, das beispielsweise aus Stahldraht besteht, wobei eine aus Kunststoff bestehende Hülle um den Stahldraht extrudiert wird und eine Reihe von Nuten, die jeweils zur Aufnahme eines dielektrischen, optischen Wellenleiters bestimmt sind, an der Oberfläche der Kunststoffumhüllung ausgebildet wird.

Um sicherzustellen, daß dielektrische, optische Wellenleiter nicht zerstörenden Zug- und Druckspannungen oder -verformungen unterworfen werden, wenn das Kabel gebogen wird, werden die Nuten wendelförmig ausgebildet. So unterliegt ein dielektrischer, optischer Wellenleiter in einem gekrümmten Teil eines Kabels abwechselnd einer Zug- und einer Druckspannung in der Ausdehnung der Kurven, und die Spannungen gleichen sich zumindest teilweise aus.

Bei der Herstellung eines solchen Kabels wird zunächst ein genutetes, kunststoffbedecktes oder kunststoffbeschichtetes metallisches Verstärkungselement angefertigt, das eine Mittelseele des Kabels bildet, und dann werden die dielektrischen optischen Wellenleiter in die Nuten der Mittelseele eingelegt. Der erste Schritt wird meist so ausgeführt, daß der Kunststoff durch eine rotierende Form extrudiert wird, und es wird ein Servomechanismus benutzt, um das korrekte Verhältnis der Winkelgeschwindigkeit der Form zur Extrudierungsgeschwindigkeit der Seele beizubehalten, damit die Steigung der Wendeln in einem vorbestimmten Bereich über die Gesamtlänge der Mittelseele konstant bleibt. Es ist notwendig, die Extrudierungsrate zu beschränken, um schädliche Scherkräfte zu verhindern, die dann entstehen, wenn der in einer Richtung extrudierte Kunststoff rasch in eine andere Richtung umgeleitet wird. Es muß bei der Auswahl einer Extrudierungsgeschwindigkeit auch Sorge getragen werden, daß ein Zusammenfallen der genuteten Struktur unmittelbar nach dem Austreten des verformbaren, bei hoher Temperatur befindlichen Kunststoffs aus der Form vermieden wird.

Um dielektrische, optische Wellenleiter in eine richtig genutete Mittelseele einzulegen, wird ein Planeten-Verseilverfahren verwendet. Bei einem solchen Verfahren zum Einlegen von beispielsweise 10 dielektrischen, optischen Wellenleitern werden 10 Rollen mit dielektrischen, optischen Wellenleitern an einer drehbaren Vorrichtung angebracht, und die Mittelseele wird durch die Mitte der Vorrichtung hindurchgeführt. Die Rollen drehen sich und laufen um die sich in Längsrichtung bewegende Mittelseele um mit einer Winkelgeschwindigkeit, die sowohl durch die Steigung der Wendelnuten als auch durch die Vorschubgeschwindigkeit der Mittelseele bestimmt wird. Dadurch folgt eine Rolle einer Nut, während die Mittelseele durch die Vorrichtung geführt wird. Eine geeignete Vorrichtung drückt die abgespulten dielektrischen, optischen Wellenleiter in die Nuten.

Die Drehung der Rollen und ihre Bewegung um die Mittelseele ergibt jedoch eine Verdrillung des eingelegten optischen Wellenleiters, die wegen der sich daraus ergebenden Innenspannungen nicht annehmbar ist. Um das auszugleichen, werden die Rollen selbst so gedreht, daß die unannehmbare Verdrillung oder Torsion des dielektrischen, optischen Wellenleiters nicht auftritt. Die Bewegungsart der Rollen ähnelt etwas einem planetarischen System und daher wurde diesem Verfahren der Name Planeten-Verseilverfahren gegeben.

Es ergibt sich, daß ein ziemlich komplizierter Servomechanismus erforderlich ist, um die folgenden Geschwindigkeiten korrekt in bezug aufeinander zu halten:

• 1. die Vorschubgeschwindigkeit, mit der die Mittelseele durch die Vorrichtung läuft,
• 2. die Geschwindigkeit, mit der der dielektrische, optische Wellenleiter abgespult wird,
• 3. die Umlaufgeschwindigkeit der Vorrichtung und
• 4. die Drehgeschwindigkeit der Rollen.

Ein Verfahren zum Einlegen dielektrischer, optischer Wellenleiter in eine Kabelseele zur Herstellung eines optischen Kabels nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist aus der FR-A 23 12 788 ebenso bekannt wie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Bei diesem bekannten Verfahren bewegt sich eine profilierte Kabelseele durch eine Vorrichtung zum Einlegen der Wellenleiter, wobei diese Vorrichtung die Wellenleiter von Spulen erhält, die um die profilierte Kabelseele herum in gleicher Anzahl wie die in das Kabel einzulegenden Wellenleiter angeordnet sind. Beim Einlegen der optischen Wellenleiter erfahren diese dort, wo sie in die Vorrichtung eintreten, eine starke Umlenkung, die hohe Biegespannungen im Wellenleiter verursacht.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, durch welche auf einfache Weise das Einlegen der optischen Wellenleiter in die zugehörigen Nuten bei gleichzeitiger Minimierung von in den eingelegten Wellenleitern auftretenden mechanischen Spannungen ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird bezüglich des beanspruchten Verfahrens durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei diesem Verfahren werden die optischen Wellenleiter auf besonders einfache Weise zur Nut in der Kabelseele hingeführt und bei minimierten Zug- bzw. Druckspannungen torsionsfrei in die Kabelseele eingelegt. So wird auf einfache Weise vermieden, daß durch in die Kabelseele verspannt eingelegte optische Wellenleiter diese beim späteren Gebrauch des optischen Kabels Beschädigungen erleiden können. Außerdem wird erreicht, daß durch Spannungen im dielektrischen, optischen Wellenleiter verursachte Lichtverluste im Wellenleiter minimiert sind.

Eine Weiterbildung des Verfahrens nach der Erfindung, die in Anspruch 2 gekennzeichnet ist, verhindert besonders wirksam das Auftreten von Zugspannungen beim Einlegen des optischen Wellenleiters in die Nuten.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung wird durch den Patentanspruch 3 beschrieben. Hierbei wird, um das Auftreten von Spannungen in den eingelegten Wellenleitern zu verhindern, ein Fluidstrahl, vorzugsweise ein in Zuführrichtung entlang der Oberflächen der eingelegten dielektrischen, optischen Wellenleiter gerichtet, wobei die Luftreibung eine Kraft auf die dielektrischen, optischen Wellenleiter ausübt, die sie in Zuführrichtung mitzieht und vom Grund der jeweiligen Nuten abhebt, so daß sich die Wellenleiter spannungsfrei anordnen können.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung ist im Patentanspruch 4 gekennzeichnet.

Die Schwenkbarkeit der Führungseinrichtung um die Vorschubrichtung bewirkt im Zusammenhang mit den in der Kabelseele vorgesehenen Wendeln mit periodischem Schlagrichtungswechsel, daß sich die Anordnung aus Speichern, Führungseinrichtung und Nachführteilen nicht um die Vorschubrichtung drehen muß, sondern lediglich um diese herum hin- und hergeschwenkt werden muß.

Die besondere Ausbildung der Vorrichtung nach Anspruch 9 ermöglicht, daß die Gesamtwinkelbewegung der dielektrischen, optischen Wellenleiter beim Durchlauf durch die Führungseinrichtung zwischen den Führungseinheiten aufgeteilt wird.

Die Weiterbildung nach Anspruch 11 erlaubt, daß die Zugspannung in den in die Nuten eingelegten optischen Wellenleitern in hohem Maße reduziert ist.

Die in Anspruch 17 beschriebene vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung ist besonders zur Verwendung mit kunststoffbeschichteten dielektrischen, optischen Wellenleitern geeignet, da hierbei die Reibung so gering wie möglich gehalten wird. Dieses verhindert, daß sich von der Beschichtung beim Durchtreten des Wellenleiters durch die Öffnung ablösende Bestandteile nicht innerhalb der Öffnung aufstauen.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung werden durch die verbleibenden Unteransprüche gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert; in dieser zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Stücks einer genuteten Seele zur Herstellung eines optischen Nachrichtenübermittlungskabels,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung einer solchen Seele und zum Einlegen dielektrischer, optischer Wellenleiter in Seelennuten,

Fig. 3 und 3A eine perspektivische Ansicht einer Ausführung der Vorrichtung zum Einlegen dielektrischer, optischer Wellenleiter in die Seele mit einer vergrößerten Einzeldarstellung eines Teils dieser Vorrichtung,

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Teils einer alternativen Kabelmaschine zur Verwendung bei der Herstellung eines optischen Kabels,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Geräts zum Abziehen dielektrischer, optischer Wellenleiter von Rollen und Zuliefern derselben zu einer Einlegeeinheit,

Fig. 6 ein Teilschnittbild einer Einlegevorrichtung zum Einlegen dielektrischer, optischer Wellenleiter zum Einlegen in Seelennuten,

Fig. 7 ein Teilschnittbild einer Vorrichtung zum Umwickeln eingelegter dielektrischer, optischer Wellenleiter in der genuteten Seele, und

Fig. 8 eine schematische Teilschnittansicht einer Luftstrahleinrichtung zur Verminderung der Spannung in eingelegten Fasern.

Fig. 1 zeigt einen Kern für ein optisches Kabel mit einem mittleren, aus verseilten Stahldrähten bestehenden Zugteil 1 und einer darauf extrudierten Seele 2 aus hochdichtem Polyäthylen. In der Oberfläche der Seele ist über deren Gesamtlänge eine Anzahl (in diesem Fall vier) Nuten 3 a, 3 b, 3 c und 3 d in Umfangsrichtung voneinander mit Abstand angeordnet. Bei der Herstellung des Kabels nimmt jede Nut einen dielektrischen, optischen Wellenleiter mit relativ loser oder lockerer Passung auf und das gesamte Kabel wird mit einem (nicht gezeigten) extrudierten Kunststoffmantel umgeben. Um ein Brechen der dielektrischen, optischen Wellenleiter bei einer Biegung des Kabels zu verhindern, sind die Nuten so hergestellt, daß sie einen gewendelten Weg um die Längsachse der Seele bilden. In der gezeigten Darstellung ist an den Stellen 4 zu sehen, daß die verschiedenen Wendelwege, denen die Nuten folgen, ihre Schlagrichtung immer wieder ändern. Die Nuten 3 werden vorteilhafterweise gleichmäßig um die Seele angeordnet, so daß die Schlagrichtung der vier Wendelwege an den gleichen Stellen in Längsrichtung der Seele sich ändert. Die Nuten sind auf diese Weise allgemein parallel zueinander angeordnet. Wie sich aus Fig. 1 weiter ergibt, tritt die Schlagrichtungsänderung mit regelmäßigen Abständen längs der Seele auf.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung, in der unter Benutzung der beschriebenen Seele ein optisches Kabel hergestellt wird. Grundsätzlich umfaßt die Vorrichtung drei Einheiten, eine Extrudiereinheit 5, eine Verdrillungseinheit 6 und eine Einlegeeinheit 7. Zur Herstellung wird ein aus Stahldraht bestehendes Zugteil und eine gewisse Menge von hochdichtem Polyäthylen 8 in die eine Form 9 aufweisende Extrudiereinheit 5 eingeleitet. Das Polyäthylen wird soweit aufgeheizt, bis es formbar wird und dann um das Zugteil 1 durch die Form 9 extrudiert, die (auf nicht gezeigte Weise) so ausge­ bildet ist, daß sich Nuten 3 in dem Polyäthylen ausbilden, während es aus der Extrudiereinheit 5 austritt. Ein gewisses Stück in Vorschubrichtung nach der Extrudiereinheit wird die durch ein (nicht gezeigtes) Kühlfluid enthaltendes Becken hindurchgeführte Seele relativ steif und tritt in eine Verdrilleinheit ein, die die Seele verdrillt und damit wird die Wendelform der Nuten erreicht.

In Vorschubrichtung hinter der Verdrilleinheit 6 befindet sich die Einlegeeinheit, in der dielektrische, optische Wellenleiter 11 von als Speicher dienenden Rollen 12 abgespult und in die Nuten 3 eingelegt werden.

Fig. 3 zeigt eine praktische Ausführung der Einlegeeinheit 7 zum Einlegen dielektrischer, optischer Wellenleiter 11 in Nuten 3 in der Seele 2. Dielektrische, optische Wellenleiter werden von vier Rollen 12 abgezogen, die gleichmäßig in Umfangsrichtung um den Vorschubweg für die Seele 2 verteilt sind. Die dielektrischen, optischen Wellenleiter 11 werden durch die Bewegung der Seele selbst abgespult, wie später erklärt wird. Die dielektrischen, optischen Wellenleiter 11 treten durch eine Führungseinrichtung, die zwei drehbare Platten 22 und 23 umfaßt. Die Seele 2 wird durch die Mitte der beiden Platten gezogen, während die dielektrischen, optischen Wellenleiter durch die Platten an in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilten Öffnungen 24 und 25 hindurchtreten. Die Platte 23 ist etwas stärker als die Platte 22 und die Öffnungen 25 sind jeweils mit Röhren 26 ausgekleidet, die an der in Abführrichtung gelegenen Seite der Platte 23 abstehen. Die Röhren 26 sind zur Achse der Seele 2 hin geneigt und ihre Enden 27 sind flexibel und werden so in jeweilige Nuten 3 eingedrückt, daß die dielektrischen, optischen Wellenleiter aus den Röhren durch die an der Einlegeeinheit 7 vorbeigezogene Seele herausgezogen werden und die dielektrischen, optischen Wellenleiter automatisch in den jeweiligen Nutgrund der Nuten 3 eingelegt werden. Um das Ausziehen der dielektrischen, optischen Wellenleiter zu unterstützen, sind die Austrittsenden der Röhren nach Fig. 3A schräg beschnitten, wobei die beschnittene Fläche radial nach außen gerichtet ist. Zusätzlich können die Einlaßenden der Röhren jeweils mit einem (nicht gezeigten) Mundstück ausgerüstet sein, um Reibungswirkung an der Eintrittsstelle der dielektrischen, optischen Wellenleiter in die Röhren zu reduzieren.

Die Stellen der Nuten 3, an denen sie mit den Röhrenenden 27 in Eingriff stehen, ergeben die Winkellage der Platte 23. Ein schematisch durch D bezeichneter Zahnantrieb bewirkt, daß die Drehung der Platte 22 immer in bezug auf die Drehung der Platte 23 gehalten wird.

Im Betrieb erzeugt die Bewegung der Seele 2 an den Röhrenenden 27 vorbei eine Drehung der Platte 23, die dadurch bestimmt wird, welchen Drehwinkel eine Wendelnut 3 in Längsrichtung der Seele 2 zwischen aufeinanderfolgenden Drehrichtungsänderungen erreicht. Die Platte 22 dient dazu, zu verhindern, daß die vier Wellenleiter einander und die Seele berühren. Das ist deshalb unerwünscht, da Reibungseffekte das Abziehen der Wellenleiter von den feststehenden Rollen 12 erschweren würden. Durch die Platte 22 wird ein abgestimmtes Wickeln der dielektrischen, optischen Wellenleiter 11 umeinander und um die Seele 2 erreicht, ohne daß irgendeine Berührung stattfindet. Wenn die Nuten so gewickelt sind, daß einige Umläufe zwischen jeder Richtungsänderung vorkommen, muß eine Anzahl Zwischenplatten 22 zwischen die Platte 23 und die Rollen 12 mit einem angemessenen Zahnradantrieb eingesetzt werden.

In der beschriebenen Ausführung bewirkt der Antrieb eine Winkeldrehung der Platte 22 um einen Winkel bei jeder Winkeldrehung R der Platte 23.

In Fig. 4 wird schematisch eine alternative Vorrichtung gezeigt, in der die Seele nach Fig. 1 benutzt werden kann. Die Seele wird in Richtung des Pfeiles A an einem Speicher für dielektrische, optische Wellenleiter, einer Zieheinheit und durch die Mitte einer Einlege- und einer Wickeleinheit geführt.

Wie im einzelnen in Fig. 5 bis 7 gezeigt (in diesen Figuren sind den in Fig. 1 bis 3 gezeigten Teilen entsprechende Teile mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet), werden dielektrische, optische Wellenleiter 11 von vier Rollen 12 abgezogen, die in der Nähe der die Führungsrichtung der Seele 2 enthaltenden vertikalen Ebene angeordnet sind. Die dielektrischen, optischen Wellenleiter 11 werden durch zwei Walzen 30 von den Rollen 12 abgezogen, wobei die Walzen 30 etwas nachgiebige Oberflächen besitzen und zusammengedrückt werden, so daß sie die dielektrischen, optischen Wellenleiter 11 so zwischen sich einklemmen, daß bei Antrieb einer Walze 30 die Wellenleiter 11 von den Rollen 12 abgezogen werden. Die an der Abführseite der Walzen 30 befindlichen Wellenleiter laufen durch eine feststehende Platte 31 mit Verteileröffnungen 32 und daraufhin werden sie der Einlegeeinheit zugeführt, die in Fig. 6 ausschnittsweise gezeigt ist. Die Walzen 30 werden mit einer solchen Geschwindigkeit angetrieben, daß ein Stück jedes Wellenleiters zwischen den Walzen 30 und der Platte 31 durchhängt, wobei die durchhängenden Abschnitte der Wellenleiter verhindern, daß eine nicht erwünschte Spannung auf die Wellenleiter beim Durchziehen durch die Platte 31 aufgebracht wird. Ohne die Walzen 30 würde die Spannung in den Wellenleitern sowohl von dem Gewichtsausgleich in den Rollen 12 als auch von der Reibung in den Rollenlagern abhängen. Da es außerordentlich schwierig ist, eine Rolle dauernd im Gleichgewicht zu halten und die Lagerreibung der Rollen auszugleichen, würden sich ohne die Walzen 30 unterschiedliche Zugspannungen in den dielektrischen, optischen Wellenleitern des fertigen Kabels ergeben.

In Vorschubrichtung hinter der Zugeinheit befindet sich die Einlegeeinheit, wie sie in Fig. 6 ausschnittsweise vergrößert dargestellt ist. Während das Kabel auf nicht gezeigte Weise hinter der Wickeleinheit gezogen wird, wird die Seele 2 demzufolge durch die Mitte der Einlegeeinheit gezogen und die dielektrischen, optischen Wellenleiter 11 werden durch die Verteileröffnungen 32 in der festen Platte 31 gezogen. Die dielektrischen, optischen Wellenleiter 11 treten durch die Führungseinrichtung, die eine drehbare Platte 23 umfaßt, die über ein (schematisch gezeigtes) Schublager 33 an einem Tragaufbau 34 befestigt ist. Stäbe 37 sind in einer zweiten, äußeren kreisförmigen Anordnung von Bohrungen 28 angebracht und jeder Stab besitzt an seinem äußeren Ende einen Durchbruch 40, durch den ein Wellenleiter 11 hindurchtritt. Die Stäbe sind gegen die Achse der Seele 2 hin geneigt, wobei die mit Durchbruch versehenen Teile der Stäbe 37 in den jeweiligen Nuten 3 laufen. Der dielektrische, optische Wellenleiter läuft frei durch eine erste, innere kreisförmige Anordnung von Bohrungen 29 in der Platte 23 und beim Durchtreten durch den Durchbruch 40 befinden sie sich in den Nuten. Diese Ausführung ist insbesondere zur Verwendung mit kunststoffbeschichteten dielektrischen, optischen Wellenleitern geeignet, um die dynamische Reibung zwischen den Nadeln und den Wellenleitern wegzunehmen und ein Aufstauen der Beschichtung zu verhindern, die unabwendbar beim Durchtritt des Wellenleiters durch eine Öffnung abgestreift wird.

Die Stäbe 37 weisen jeweils eine Nut 35 auf, in die das Ende einer Stellschraube 36 eingreift, die in einer Gewindeöffnung in der Platte 23 sitzt. Die Lage der Stäbe 37 in der Platte 23 kann so zur Anpassung an verschieden großen Seelen geändert werden. Die Herabsetzung der Drehreibung der Platte 23 durch das Schublager 33 ist wichtig, da nur ein sehr geringes Drehmoment zur Drehung der Platte 23 verfügbar ist, das sich durch den Eingriff der Stäbe 37 ergibt, deren Enden der Bewegung der Nuten 3 in der Seele 2 folgen.

Nach Fig. 7 enthält ein Bandwickelmechanismus 38, der im Gebrauch zwischen der Einlegeeinheit 7 und einer (nicht gezeigten) Aufnahmerolle für das Kabel angeordnet ist, eine Hohlrolle 39, auf die ein dünnes Kunststoffband 43, beispielsweise Mylar, doppelt aufgewickelt ist. Die Hohlrolle 39 besitzt ein Gleitlager 44 und ist über dieses mit einer Stütze 45 verbunden. Unabhängig davon drehbar angebracht und durch einen schematisch mit D₁ angezeigten Antrieb von der Einlegeeinheit angetrieben ist ein Abziehgerät angeordnet mit einer zentralen Nabe 46, zwei Auslegern 41 und jeweils zwei Augen 42, wobei ein Auge allgemein in der Mitte der Trommel und das andere Auge in Vorschubrichtung vor der Trommel liegt.

Während das Abziehgerät um die Achse der Seele 2 gedreht wird, wird Band von der Hohlrolle 39 abgezogen, die entsprechend um das Gleitlager oder Reiblager gedreht wird und das Band wird automatisch wendelförmig um die sich vorschiebende Seele 2 gewunden. Um das Band genau anzuordnen ist ein als Wickelhorn ausgebildetes Element 47 vorgesehen, das sich gegen eine Wickelstelle hin verjüngt, die genau in Vorschubrichtung hinter der Einlegeeinheit liegt. Das Band 43 dient dazu, die dielektrischen, optischen Wellenleiter an ihrer Stelle zu halten, bis die Kunststoffhülle aufgebracht wird. Das ist insbesondere dann nützlich, wenn die Seele vor der Aufbringung der Hülle oder des Mantels aufgewickelt wird, da im aufgewickelten Zustand die der Nabe der Aufwickelrolle zu liegenden Stücke des dielektrischen, optischen Wellenleiters 11 eine Krafteinwirkung erfahren, die sie dazu bringt, sich aus den Nuten 3 abzuheben, und diese Tendenz wird durch das Band 43 verhindert. Wie bereits vorher erwähnt, ergibt das durch Reibungskraft anliegende Band eine Vielzahl von Ankerpunkten für den dielektrischen, optischen Wellenleiter, so daß keine Spannung auf ihn aufgebracht wird, wenn er in die jeweiligen Nuten eingelegt ist.

In der in Fig. 8 gezeigten Ausführung (in der wiederum für entsprechende Teile gleiche Bezugszeichen wie bei den vorigen Figuren verwendet wurden) wird eine Seele 2 in Richtung des Pfeiles A an Rollen 12 mit dielektrischen, optischen Wellenleitern vorbei, an einer Abzieheinheit 13 durch die Mitte von einer Einlegeeinheit 7 und einem Bandwickelmechanismus 38 (wobei die Einheiten 7 und 38 schematisch dargestellt sind) und durch die Mitte eines Luftstrahlgeräts 48 gezogen. Die Abzieheinheit 13 entspricht der in Fig. 5 gezeigten und zieht Fasern von den Rollen 12 mit einer Geschwindigkeit ab, die mit der Vorschubgeschwindigkeit der Seele 2 übereinstimmt oder ihr entspricht, dann werden die dielektrischen, optischen Wellenleiter 11 eingesetzt und die Seele wird an einen Ort B in Vorschubrichtung hinter dem Luftstrahlgerät gezogen. Die Fasern werden mit einer gewissen Lose zur Verhinderung von Zugspannungen der Einlegeeinheit 7 zugeführt, in der die Fasern jeweiligen Nuten 3 zugeführt und in sie eingelegt werden. In Vorschubrichtung nach der Einlegeeinheit wird der Kabelaufbau zweifach in einem Bandwickelmechanismus 38 mit einem synthetischen Band umwickelt, um die Fasern festzuhalten.

Da die auf das fertiggestellte Kabel an der Stelle B aufgebrachte Zugkraft benutzt wird, um die Seele 2 und die dielektrischen, optischen Wellenleiter 11 einzeln und insgesamt durch die verschiedenen Einheiten zu ziehen, wird unvermeidbar eine Spannung in die dielektrischen optischen Wellenleiter eingeführt. Auch Rückkräfte in der Größenordnung von einigen mN sind unerwünscht, da sie ausreichen, um Dämpfungsanstiege in Kabel-Einzelleitern von geringem Durchmesser (weniger als 125 µm) und niedriger numerischer Apertur (< 0,18) zu erzielen. Um diese Spannungskräfte beim Austritt des Kabels aus dem Bandwickelmechanismus 38 herabzusetzen, wird das Kabel durch das Luftstrahlgerät 48 hindurchgeleitet.

Im Luftstrahlgerät 48 sind zwei konzentrische Röhren 49 und 50 angeordnet, wobei der Innenradius der inneren Röhre 50 so gewählt ist, daß sie die Seele dicht umgibt, jedoch mit den eingesetzten dielektrischen optischen Wellenleitern frei längs der Mittelachse durchlaufen kann. Der Zwischenraum zwischen den Röhren ist am Einlaufende durch eine Ringdichtung 51 abgedichtet, wobei diese als Mundstück ausgebildet ist, damit die Seele gut eintreten kann. Am Abzugende erstreckt sich die äußere Röhre 49 etwas über die innere Röhre 50 hinaus. In der Wand der äußeren Röhre ist eine Einlaßöffnung 52 vorgesehen, die von einem Rohrflansch 53 umgeben ist und mit einer (nicht gezeigten) Druckluftquelle verbunden wird. Abstandshalter 54 erstrecken sich zwischen den einander zugewandten Flächen der Röhren 49 und 50 und stellen sicher, daß diese konzentrisch bleiben.

Im Betrieb wird Druckluft durch die Einlaßöffnung 52 in eine als Mischkammer dienende Erweiterung 56 zwischen den Röhren 49 und 50 eingeleitet. Die Ringdichtung 51 läßt die Druckluft nur aus dem der Ringdichtung 51 gegenüberliegenden Ende des Luftstrahlgeräts 48 austreten. So ist in einem Teil C des Luftdurchlasses die Luft am Austritt nach außen gehindert, während sie durch die Oberfläche der Seele 2 auch nicht weiter nach innen vordringen kann. Demzufolge erfahren die an der Oberfläche befindlichen dielektrischen, optischen Wellenleiter, die Durchmesser in der Größenordnung von 10 bis 150 µm besitzen und entsprechend leicht sind, eine Reibkraft, die sie in der Kabelvorschubrichtung A mitziehen. Zusätzlich ergibt sich durch die Oberflächenluftbewegung ein bernoullischer Unterdruck, der die dielektrischen, optischen Wellenleiter 11 außer Berührung mit dem Nutgrund der Nuten in der genuteten Seele 2 hebt. Damit werden die dielektrischen, optischen Wellenleiter durch die durch die Luft übertragene Reibkraft und durch das Anheben dazu gebracht, sich wieder so anzuordnen, daß die Spannung erleichtert, vermieden oder wenn gewünscht sogar eine Druckspannung eingeführt wird. In welchem Maße eine Zugspannung reduziert oder eine Lose eingeführt wird, hängt von dem Zwischenraum zwischen der Seelenoberfläche und dem Außenrohr 49 sowie von der Länge ab, über den die Seele unter Einfluß des Luftstrahls kommt.

Bei einem Herstellverfahren mit Benutzung des Luftstrahlgerätes ergaben sich folgende geeignete Abmessungen:

• 1. Außendurchmesser der Seele 6,6 mm, wobei die Seele acht Oberflächennuten mit locker eingelegten Wellenleitern aufwies,
• 2. Durchmesser der inneren Röhre 8,5 mm innen und 9,5 mm außen,
• 3. Durchmesser der äußeren Röhre 11,0 mm innen und 12,8 mm außen,
• 4. Vorstehlänge der äußeren Röhre 60 mm.

Die erreichte Verringerung der Zugspannung wird auch noch durch den angewandten Luftdruck und Eigenschaften der Wellenleiter und der Seele bestimmt.

Obwohl eine Herabsetzung der Zugspannung am besten erreicht wird, wenn der Luftstrahl kurz nach dem Einlegen der Wellenleiter in die Nuten 3 der Seele aufgebracht wird, kann der Luftstrom auch in anderen Zusammenbaustufen aufgebracht werden.

Beispielsweise kann ein Luftstrom auf die einzelnen Wellenleiter 11 in dem Bereich zwischen den Rollen 12 und der Auflegestelle in das Kabel aufgebracht werden. Selbstverständlich muß dazu die Größe des Luftstrahlgeräts 48 reduziert werden. Wenn bisher nur von einem relativ preiswerten Luftstrom die Rede war, können selbstverständlich andere geeignete Flüssigkeiten oder Gase verwendet werden, wenn sie eine ausreichende Reibung erzeugen, um die dielektrischen, optischen Wellenleiter in Vorschubrichtung zu zwingen und sonst keine Nachteile bringen.

Damit ergibt sich ein Herstellverfahren für ein optisches Kabel durch Einsetzen dielektrischer, optischer Wellenleiter in eine Seele mit periodisch ihre Schlagrichtung ändernden wendelförmigen Nuten. Der dielektrische, optische Wellenleiter wird von feststehenden Rollen durch die Bewegung der Seele an den Rollen vorbei abgewickelt. Eine drehbare Führungseinheit mit flexiblen Rohren, durch die der dielektrische optische Wellenleiter geleitet wird, ist vorgesehen, wobei die Rohrenden in die Nuten so eingesetzt werden, daß der jeweilige dielektrische, optische Wellenleiter und die Nuten in Umfangsrichtung zusammenfallend gehalten werden. Eine Anzahl von Geräten wird eingesetzt, um die Längszugspannung in den in die Nuten eingesetzten dielektrischen, optischen Wellenleitern herabzusetzen.

Claims (26)

1. Verfahren zum Einlegen dielektrischer, optischer Wellenleiter in eine Kabelseele zur Herstellung eines optischen Kabels, bei dem die an ihrer Oberfläche eine Vielzahl von wendelförmig und mit wechselnder Drehrichtung angeordneten Nuten aufweisende Kabelseele axial bewegt wird und dabei die Wellenleiter in die Nuten eingebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß während der Axialbewegung der Kabelseele der Verlauf der Nuten abgetastet wird und daß in Abhängigkeit von dieser Abtastung eine Zuführeinrichtung derart um die Kabelseele verschwenkt wird, daß die optischen Wellenleiter jeweils im wesentlichen parallel zum Verlauf der zugehörigen Nuten in diese Nuten eingeleitet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Wellenleiter von um den Vorschubweg der Kabelseele verteilten Speichern abgezogen und der Zuführeinrichtung in durchhängendem Zustand übergeben werden, um dadurch die Einführung einer Zugspannung in die Wellenleiter bei ihrem Einlegen in die Nuten zu verhindern.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fluidstrahl längs der Oberfläche der Seele in Zuführrichtung in einen Bereich in Zuführrichtung hinter der Führungseinrichtung gerichtet wird, in dem die dielektrischen, optischen Wellenleiter in jeweiligen Nuten liegen, um dadurch die Einführung einer Zugspannung in die in den Nuten angeordneten Wellenleiter zu verhindern.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit mehreren um die axial bewegte Kabelseele herum angeordneten Speichern für die Wellenleiter, dadurch gekennzeichnet, daß den von den Speichern kommenden Wellenleitern eine Führungseinrichtung (22, 23) zugeordnet ist, daß die Führungseinrichtung (22, 23) um die Vorschubrichtung verschwenkbar ist und daß die Führungseinrichtung (22, 23) Nachführteile besitzt, die in die Nuten (3) hineinragen und die Führungseinrichtung entsprechend dem Nutenverlauf verschwenken.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicher (12) Rollen sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einführeinrichtung zum Einleiten der optischen Wellenleiter in die Nuten eine kreisförmige Anordnung von flexiblen Röhren (26) umfaßt, daß jede Röhre an einem Ende an der Führungseinrichtung (22, 23) angebracht ist und ihr anderes Ende (27) im wesentlichen parallel zu einer jeweiligen Nut (3) in diese gedrängt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ende jeder Röhre (26) als Einführungsmundstück ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende (27) jeder Röhre (26) mit einer abgeschrägten Endfläche versehen ist, wobei die Schrägfläche radial von dem Zuführungsweg nach außen gewendet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung eine Vielzahl in Längsrichtung einen Abstand voneinander aufweisender, gegeneinander drehbarer Führungseinheiten (22, 23) und ein eine unterschiedliche Drehung der Führungseinheiten erzeugendes Antriebssystem (D) aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebssystem (D) ein Zahnradsystem mit solchen Übersetzungsverhältnissen umfaßt, daß die Gesamtwinkelbewegung der dielektrischen, optischen Wellenleiter (11) beim Durchlauf durch die Führungseinrichtung gleichmäßig zwischen den Führungseinheiten (22, 23) aufgeteilt ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, um das Einbringen einer Zugspannung in die dielektrischen, optischen Wellenleiter (11) beim Einsetzen in die Nuten (3) zu verhindern, die einen zwischen den Speichern (12) und der Führungseinrichtung (22, 23) angeordneten Zugmechanismus umfaßt und daß der Zugmechanismus so antreibbar ist, daß er dielektrische, optische Wellenleiter (11) von den Speichern abzieht und diese Wellenleiter in durchhängendem Zustand der Führungseinrichtung übergibt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Zugmechanismus zwei allgemein horizontal liegende elastische Walzen (30) umfaßt, die zum Erfassen der dielektrischen, optischen Wellenleiter (11) zwischen sich gegeneinandergedrückt sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die die Zugspannung verhindernde Einrichtung ein die Führungseinrichtung (22, 23) in einem feststehenden Tragaufbau (34) haltendes Schublager (33) aufweist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicher (12) in der Nähe einer den Vorschubweg enthaltenden vertikalen Ebene angeordnete Rollen mit im wesentlichen horizontal liegenden Achsen sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die die Zugspannung verhindernde Einrichtung ein einen Fluidstrahl in Richtung des Vorschubweges in einen der Oberfläche der Seele (2) benachbarten Bereich richtendes Gerät (48) ist, daß das Gerät zwei allgemein konzentrische Rohre (49, 50) umfaßt, daß der Innendurchmesser des inneren Rohres (50) einen leichten Durchtritt der Seele (2) durch ihr Inneres gestattet, daß das Außenrohr eine Fluideinlaßöffnung (52) in seiner Wand aufweist, daß der allgemein ringförmige Raum zwischen den Rohren an einem Ende des Geräts abgedichtet ist und daß das Außenrohr sich in Längsrichtung über das Innenrohr am anderen Ende des Gerätes hinaus erstreckt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der allgemein ringförmige Raum im Bereich der Fluideinlaßöffnung (52) eine Erweiterung (56) aufweist.

17. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung (22, 23) eine drehbare Stütze mit einer Mittelöffnung aufweist, durch die die Seele vorgeschoben wird, daß die Stütze eine erste Anordnung von Bohrungen (29) aufweist, die radial außerhalb der Mittelöffnung liegen, um jeweilige dielektrische, optische Wellenleiter (11) lose aufzunehmen, daß die Einführeinrichtung eine Vielzahl von Stäben (37) umfaßt, die innerhalb jeweiliger Bohrungen (28) einer zweiten kreisförmigen Anordnung von sich durch die Stütze erstreckenden Bohrungen angeordnet sind, daß die Bohrungen (28) der zweiten Anordnung zu dem Vorschubweg hin geneigt sind und in Radialrichtung einen Abstand von der ersten Anordnung aufweisen und daß die in Vorschubrichtung liegenden Enden der Stäbe (37) in jeweilige Nuten (3) eingesetzt und mit Durchbrüchen (40) zur losen Aufnahme jeweiliger dielektrischer, optischer Wellenleiter (11) versehen sind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine den jeweiligen zweiten Bohrungen (28) zugeordnete Befestigungseinrichtung (35, 36) vorgesehen ist, um die Stäbe (37) in vorbestimmten Lagen innerhalb der Bohrungen (28) zu halten.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtung eine in dem Träger eingesetzte Stellschraube (36) und eine sich längs eines zugeordneten Stabes (37) erstreckende Nut (35) umfaßt, wobei die Schraube in die Nut eingreift, um den Stab in der jeweiligen Bohrung festzuklemmen.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bandwickelmechanismus (38) zum wendelförmigen Wickeln eines Bandes (43) um die Seele (2) mit eingesetzten dielektrischen, optischen Wellenleitern (11) an der Austrittsstelle der Seele aus der Führungseinrichtung (22, 23) vorgesehen ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Bandwickelmechanismus (38) eine hohle drehbare Rolle (39) mit aufgewickeltem Band (43) und ein um die Rolle zum Abziehen des Bandes von der Rolle und zum Aufbringen des abgezogenen Bandes als wendelförmige Wicklung auf die Seele (2) bei ihrem Vorschub durch die hohle Rolle (39) drehbares Abziehgerät (41, 42, 46) umfaßt.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle (39) gegen ein Reiblager (44) drehbar angebracht ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß ein Antrieb (D₁) für das Abziehgerät (41, 42, 46) von der Führungseinrichtung (22, 23) abgeleitet ist.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Abziehgerät eine Nabe (46) und einen radial außerhalb der Nabe angeordneten Ausleger (41) umfaßt, daß an dem Ausleger einstückig damit ausgebildete Augen (42) vorgesehen sind, durch die das Band (43) von der Rolle (39) durch Drehung des Abziehgerätes (41, 42, 46) abgezogen wird.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (43) auf der Rolle doppelt aufgewickelt ist und daß zwei radial einander gegenüberliegende Ausleger (41) an dem Abziehgerät (41, 42, 46) vorgesehen sind.

26. Vorrichtung nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß ein Element (47) konzentrisch um den Vorschubweg angebracht ist und zwischen der Führungseinrichtung und dem Bandwickelmechanismus liegt und daß das Element eine konische Außenfläche zur Führung des abgezogenen Bandes (43) von den Augen (42) zu einer unmittelbar in Vorschubrichtung hinter der Führungseinrichtung (22, 23) gelegenen Stelle aufweist.