DE2944073A1 - Lichtwellenleiter-kabel und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Description

• Lichtwellenleiter-Kabel und Verfahren zu seiner Her-
• stellung Die Erfindung bezieht sich auf ein Lichtwellenleiter-Kabel mit einem äußeren Mantel und mindestens einem in Inneren angeordneten Lichtwellenleiter, wobei zwischen dem äußeren Mantel und der Oberfläche des Lichtwelllenleiters eine flüssige Substanz vorgesehen ist.
• Aus der DE-OS 26 36 974 ist es bekannt, die Glasfasern von Lichtwellenleiter-Kabeln auf der Oberfläche mit einer Flüssigkeitn geringer Oberflächenspannung zu benetzen. Diese Flüssigkeit dient als Immersionsflüssigkeit, wodurch bei einem Faserbruch ein Teil dieser Flüssigkeit in den entstehenden Spalt eindringt. Somit bleibt such nach pa einem Faserbruch die Lichtleitfähigkeit des jeweiligen optischen Kabels noch in gewissen Umfang erhalten. Weiterhin ist es bekannt, Lichtleitfasern unmittelbar nach der Herstellung (z.B. durch einen Ziehvorgang) mit einer Schutzhülle, z.B. einem Schutzlack aus härtendem Harz zu überziehen. Da die Immersionsflüssigkeit unmittelbar auf der Oberfläche des Lichtwellenleiters liegen soll, aber andererseits der Überzug von derartig mit einer Flüssigkeit getränkten, bzw. an der Oberfläche benetzten Lichtwellenleitern durch eine Schutzschicht nur sehr schwer moglich ist, wird bei der bekannten Lösung die Oberfläche des Lichtwellenleiters mit einer dünnen Schicht eines pulverförmigen Materials belegt, welches einerseits von der Flüssigkeit benetzt wird, andererseits aber auf seiner Außenseite innerhalb eines für einen bestimmten Vorgang erforderlichen Zeitraums frei von Flüssigkeit bleibt. Dadurch ist es möglich, auf das pulverformige Material die z.B. aus einem härtenden Harz bestehende Schutzschicht nachträglich aufzubringen. Bei der Herstellung erfordert dies jedoch zwei Schritte, nämlich erstens die Benetzung der Oberfläche mit der Immersionsflüssigkeit und zweitens das Aufbringen des Pulvers, welches der Stabilisierung der Flüssigkeit dient und erst das nachträgliche Aufbringen der Schutzschicht ermöglicht.
• Bei Glasfasern innerhalb optischer Kabel können durch mechanische Zugspannungen Oberflächenrisse auftreten, die allmählich weiterwachsen, bis die Faser im Lauf der Zeit bricht. Diese Materialermündung wird hauptsächlich durch Feuchtigkeit herbeigeführt. Dabei diffundieren Wassermoleküle zu den Rißwurzeln und lösen dann den Bruch der dort unter erhöhter Zugspannung stehenden MolekUlbin- dungen aus. Um diese Lebensdauerbegrenzung der Glasfasern zu vermeiden, muß bei der Faserherstellung darauf geachtet werden, daß Beschädigungen der Oberfläche der Glasfaser weitgehend vermieden werden. Dies setzt eine aufwendige Zieh-, Beschichtungs- und Handhabungstechnik der Fasern voraus. Eine weitere Schutzmöglichkeit bestünde darin, daß die Fasern als solche im fertigen Kabel vor Dauerbeanspruchungen weitgehend geschützt werden. Dies führt Jedoch zu aufwendigen Kabelaufbauten, wobei trotzdem das Problem weiterbesteht, daß infolge von Biegungen des Kabels dennoch Spannungen der Glasfasern nicht völlig vermieden werden können.
• Wollte man schließlich das Problem des Weiterwachsens von kleinen Spalten in den Glasfasern infolge des Hinzutritts von Wassermolekülen dadurch beseitigen, daß ein z.B. metallischer Mantel vorgesehen wird, der das Eindringen von Wasser mit Sicherheit vermeidet, so würde ein wesentlicher Vorteil der Lichtwellenleiter, nämlich die Metallfreiheit aufgegeben. Außerdem wäre die Herstellung und Handhabung eines derartigen Kabels äußerst umständlich.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Lichtwellenleiter-Kabel der eingangs genannten Art einerseits den Zutritt von Wasser in einfacher Weise sicher zu verhindern und andererseits den Kabelaufbau und die Eabelherstellung möglichst einfach zu gestalten. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß bei Verwendung eines mit einer Schutzschicht überzogenen Lichtwellen?oiters die Schutzschicht aus solchem Material besteht, daß sie für die in einem Zwischenraum zwischen der Schutzschicht und dem Mantel befindliche flüssige Substanz durchlässig ist, und daß zwischen der Oberfläche des Lichtwellenleiters und der flüssigen Substanz eine so hohe Anziehungskraft besteht, daß diese Substanz die Oberfläche des Lichtwellenleiters allseitig benetzt und dadurch Wassermoleküle von der Glasoberfläche ferngehalten werden.
• Bei einem derartigen Kabel kann die Schutzschicht unmittelbar nach der Herstellung des Lichtwellenleiters aufgebracht werden, bzw. bereits beim Ziehen des Lichtwellenleiters, so daß dieser vor unerwUnschten mechanischen Einwirkungen sehr gut geschützt ist, und zwar noch bevor die weitere Verarbeitung beginnt. Andererseits ist es moglich, die als Schutz gegen das Eindringen von Wassermolekülen benötigte flüssige Substanz nachträglich aufzubringen, das heißt erst bei der weiteren Verarbeitung des Lichtwellenleiters, wobei dieser, wie bereits erwahnt, durch die schon vorhandene Schutzschicht gegen mechanische Beschädigungen geschützt ist. Dabei diffundiert die Substanz im weiteren Verlauf durch die Schutzschicht hindurch und ergibt durch die hohe Anziehungskraft eine allseitige Benetzung der Oberfläche des Lichtwellenleiters, wodurch dieser gegen etwaige eindringende Wassermoleküle geschützt und abgeschirmt wird. Damit ist eine Zerstorung durch die nKeilwirkungw von eindringenden Wassermolekülen an irgendwelchen Riß- stellen oder dergleichen an der Oberfläche verhindert.
• Das auf diese Weise hergestellte Kabel ist somit, auch wenn z.B. durch eine Beschädigung eines äußeren Mantels oder dergleichen Wasser eindringen kann, gegen die unerwünschten Wirkungen der Wassermoleküle gesichert.
• Besonders vorteilhaft 4 st es, wenn die Substanz aus Dibezyltolnol besteht, weil dieses gute Diffusionseigenschaften aufweist und oine hohe Anziehungskraft auf die Glasoberfläche von tichtwellenleitern ausübt.
• Eine andere Weiterbildung ar Erfindung sieht vor, für die Substanz fluorierte Kohlenwasserstoffe niedriger Kettenlänge zu verwenden, die ebenfalls gute Difrusionseigenschaften und ausreichend große Anziehungskräfte ergeben.
• Schließlich ergeben auch Paraffinöle oder ölhaltige Petrolatfüllmassen eine gute Benetzung und ausreichenden Schutz der Oberflächen der Lichtwellenleiter.
• Es ist zweckmäßig, wenn die Substanz in einem entsprechenden Überschuß eingegeben ist, weil dadurch der Diffusionsvorgang beschleunigt werden kann und die Benetzung der Oberfläche des Lichtwellenleiters verbessert wird.
• Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Lichtwellenleiter-Kabels , wobei zwischen dem äußeren Mantel und der Oberfläche des Lichtwellenleiters eine flüssige Substanz einge- bracht wird, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß der Lichtwellenleiter mit einer Schutzschicht umgeben wird, die für die flüssige Substanz durchlässig ist, daß auP die Schutzschicht, vorzugsweise in einer schaumartigen Füllmasse, die flüssige Substanz und dann erst der äußere Mantel aufgebracht wird. Dies hat den Vorteil , daB bald bzw. unmittelbar nach der Herstellung des Lichtwellenleiters dessen Oberfläche bereits mit einer Scautzßchicht umgeben und dadurch mechanisch gesicert werden kann. Die flüssige Substanz und gegebenenfalls die schaumartige Ed 11-masse dagegen werden erst nachfolgend eingebracht, so daß für diese Arbeitsvorgänge bereits ein durch die Schutzschicht gesicherter Lichtwellenleiter zur Verfügung steht.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung Ist in der Zeichnung dargestellt. Dort ist ein fasserförmiger, aus Glas bestehender Lichtwellenleiter mit. GF bezeichnet, der in bekannter Weise einen von innen nach außen zunehmenden Brechungsindex aufweist. Auf der Oberfläche de- Lichtwellenleiters GF ist eine Schutzschlcht Sb angebracht, die aus einem, zum Beispiel schnell härt-endem Harz oder Lack besteht.
• Diese Schutzschicht wird zweckmäßig unmittelbar an den Ziehvorgang des Lichtwellenleiters anschließend aufgebracht, so daß unerwünschte Einwirkungen von außen auf die sehr empfindliche Glasfaser GF nicht auftreten können. Insbesondere ist sichergestellt, daß keine unzulässigen Zug- oder Biegekräfte auftreten, welcbe zu einer Beschädigung der Oberfläche und damit zu Angriffspunkten für die weitere Zerstörung des Lichtwellenleiters dienen konnten. Auf der Schutzschlicht SL weise ein Füllmaterial FM angebracht, das vorzugsweise @@@ einer weichen Polsterschicht, insbesondere schwarmmartiger Struktur, besteht. Dieses Füllmaterial wird beim Herstellunngsvorgangs mit einer flüssigen Substanz FS g tränkt und zwar derart, daß diese fllüssige Substanz @ ausreichendem Überschuß verhandern @@@ Die flüssige Substanz FS auf der einen @@ und die schutzschicht SL auf der anderen @@ @ Ihrer Materialzusammenseztung @ @@ werden daß die flüssige Substanz F @ @@ Schutzzaschicht SL hindurch diffudieren kann und auf @@@ Oberfläche des Lichtwellenleiter ohne @@ itige Beneztung erzeugt. Damit ist @rgestel t, daß die Oberfläche des Lichtwellenleiters CF nachträg lien durch die das Wasser @ anz FS so benetzt wird, daß was @ @, @@@ zum Beispiel durch eine Beschen @@@ des äußen Mantels MA eindrigen, nicht b@ zur Oberfläche des Lichtwellenleiters GF eindrigen können, Sondern vorher durch die die Oberfläche allseitigebenetzende flüssige Substanz FS abgehalten werden.
• Als Material für die Bildung der Schutzschicht SL sind besonders geeignet poröse Lacke, Silikongummi, Polyester und Elastomere.
• Das Füllmaterial Fm kann außerdem in vorteilhafter Weise so ausgebildet sein, daß es eine pollsternde und damit schützende Wirkung auf die Glasfser GF bzw. die Schutzschicht SL ausübt, so daß Stöße oder dergleichen auf den äußeren Mantel MA nicht zu einer Beschädigung des Lichtwellenleiters GF führen.
• Als flüssige Substanz kann vorteilhaft auch Silikonöl verwendet werden, weil dies eine besonders gute Benetzung ergibt.
• Es ist vorteilhaft, wenn die verwendete Substanz gut kriechende, niedermolekulare Bestandteile enthält, die auch in enge Risse hineinkriechen können.
• Dabei sind vor allem Substanzen zweckmäßig, die weniger als vier naphtenische oder aromatische Ringe oder aliphatische Ketten mit weniger als 10 C-Atomen enthalten.
• Die flüssige Substanz sollte im Überschuß vorhanden sein, damit eine auch über die Zeit bleibende Benetzung erreicht wird. Es kann auch vorteilhaft sein, bei der Herstellung die flüssige Substanz mit Überdruck einzubringen.
• 14 Patentansprüche 1 Figur L e e r s e i t e

Claims (14)

1. Patentansoiiche 1. Lichtwellenleiter-Kabel mit einem äußeren Mantel und mindestens einem im Inneren angeordneten Lichtwellenleiter, wobei zwischen dem äußeren Mantel und der Oberfläche des Lichtwellenleiters eine flüssige Substanz vorgesehen ist, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß bei Verwendung eines mit einer Schutzschicht (SL) überzogenen Lichtwellenleiters (GF) die Schutzschicht (SL) aus solchem Material besteht, daß sie für die in einem Zwischenraum zwischen der Schutzschicht (SL; und dem Mantel (MA) befindliche flüssige Substanz (FS) durchlässig ist, und daß zwischen der Oberfläche des Lichtwellenleiters (GF) und der flüssigen Substanz (FS) eine so hohe Anziehungskraft besteht, daß diese Substanz (FS) die Oberfläche des Lichtwellenleiters (GF) allseitig benetzt und dadurch Wassermoleküle von der Glasoberfläche ferngehalten werden.
2. 2. Lichtwellenleiter-Kabel nach Anspruch 1, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Substanz (FS) aus Dibenzyltolnol besteht.
3. 3. Lichtwellenleiter-Kabel nach Anspruch 1, -d a -d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t , daß die Substanz (FS) aus fluorierten Kohlenwasserstoffen niedriger Kettenlänge besteht.
4. 4. Lichtwellenleiter-Kabel nach Anspruch 1, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Substanz (FS) aus Paraffinöl besteht.
5. 5. Lichtwellenleiter-Kabel nach Anspruch 1, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Substanz (FS) aus Silikonol besteht.
6. 6. Lichtwellenleiter-Kabel nach vorhergehenden Ansprechen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Substanz (FS) gut kriechende, niedermolekulare Bestandteile enthält, die auch in enge Risse hineinkriechen konnen.
7. 7. Lichtwellenleiter-Kabel nach vorhergehenden Ansprechen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Substanz (FS) aus Stoffen besteht, die weniger als vier naphtenische oder aromatische Ringe oder aliphatische Ketten mit weniger als zehn C-Atomen enthalten.
8. 8. Lichtwellenleiter-Kabel nach vorhergehenden Ansprechen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Substanz (FS) im Überschuß vorhanden ist.
9. 9. Lichtwellenleiter-Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Schutzschicht (SL) aus einem porosen Lack besteht.
10. 10. Lichtwellenleiter-Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z ei c h -n e t , daß die Schutzschicht tSL) aus Silikongummi besteht.
11. 11. Lichtwellenleiter-Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Schutzschicht aus Polyester besteht.
12. 12. Lichtwellenleiter-Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Schutzschicht aus einem Elastomer besteht.
13. 13. Verfahren zur Herstellung eines Lichtwellenleiter-Kabels nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen dem äußeren Mantel und der Oberfläche des Lichtwellenleiters eine flüssige Substanz eingebracht wird, a a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Lichtwellenleiter (GF) mit einer Schutzschicht (SL) umgeben wird, die für die flüssige Substanz (FS) durchlässig ist, daß auf die Schutzschicht (SL), vorzugsweise in einer schaumartigen FAllmasse (FM), die flüssige Substanz (FS) und dann erst der äußere Mantel (MA) aufgebracht wird.
14. 14. Verfahren nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die flüssige Substanz (FS) mit Überdruck eingebracht wird.