DE19801500A1 - Optisches Übertragungselement sowie Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein optisches Übertragungselement mit mindestens einer Kunststoffhülle, in der mindestens ein Lichtwellenleiter unterbringbar ist.

Ein optisches Übertragungselement dieser Art ist zum Beispiel aus der DE 41 35 634 - A1 bekannt. Seine Kunststoff-Außen­ hülle weist lediglich eine in Längsrichtung durchgehend glatte, homogene Außenoberfläche auf. Bei Verwendung herkömm­ licher Kunststoffe ist die Verform- bzw. Verbiegbarkeit einer solchen durchgängig glatten Außenhülle eines optischen Über­ tragungselements für manche praktische Gegebenheiten zu gering. Erlaubt sind dann nur relativ große Biegeradien, da es zu unzulässig großen Materialdehnungen auf der Außenbahn bzw. zu unzulässig großen Materialstauchungen auf der Innen­ bahn der Biegung der Außenhülle kommen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzei­ gen, wie die Biegsambarkeit bzw. Flexibilität der Kunststoff­ hülle eines optischen Übertragungselements in einfacher Weise verbessert werden kann. Gemäß der Erfindung wird diese Auf­ gabe bei einem optischen Übertragungselement der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Kunststoffhülle mit Rillungen versehen ist.

Dort, wo Rillungen in der Kunststoffhülle vorgesehen sind, wird diese gegenüber einer herkömmlichen, in Längsrichtung durchwegs glatten Kunststoff-Außenhülle weitaus biegsamer und flexibler. Dadurch kann das optische Übertragungselement mit äußerst geringen Biegeradien gekrümmt werden, wobei seine Außenhülle weitgehend materialspannungsarm verbleibt. Durch die Rillungen wird für die Kunststoffhülle zudem eine Art "Ziehharmonikaeffekt" erreicht, wodurch sich in ihrem Inneren für den oder die etwaig untergebrachten Lichtwellenleiter in weiten Bereichen eine gewünschte Überlänge präzise einstellen läßt. Weiterhin bewirkt die Rillung für die Kunststoffhülle eine höhere Querdruckfestigkeit gegenüber einer lediglich glatten Kunststoffaußenhülle, so daß für die gerillte Kunst­ stoffhülle bereits geringere Wanddicken ausreichend sind.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein optisches Nachrichtenka­ bel, das in seiner Kabelseele mindestens ein erfindungsgemä­ ßes optisches Übertragungselement aufweist.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen optischen Übertragungselements, wobei mit Hilfe mindestens eines Extruders mindestens eine Kunst­ stoffhülle zur Unterbringung mindestens eines Lichtwellenlei­ ters extrudiert wird, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß diese Kunststoffhülle mit Hilfe einer Rillvorrichtung mit Rillen versehen wird.

Sonstige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteran­ sprüchen wiedergegeben.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 schematisch sowie vergrößert in perspektivi­ scher Darstellung eine optische Ader als ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungs­ gemäßen optischen Übertragungselements,

Fig. 2 schematisch sowie vergrößert im Längsschnitt die optische Ader nach Fig. 1,

Fig. 3 schematisch in perspektivischer Darstellung eine Abwandlung des optischen Übertragungs­ elements nach Fig. 1,

Fig. 4 in schematischer Darstellung den Ablauf des Herstellungsprozesses eines erfindungsgemäßen optischen Übertragungselements,

Fig. 5 mit 7 jeweils in schematischer Darstellung unter­ schiedliche Rillvorrichtungen zur Erzeugung von Rillungen in der Kunststoffhülle eines erfindungsgemäßen optischen Übertragungsele­ ments,

Fig. 8 in schematischer Querschnittsdarstellung ein Ausführungsbeispiel eines optischen Nachrich­ tenkabels, das mehrere, erfindungsgemäße optische Übertragungselemente aufweist,

Fig. 9 in schematischer Darstellung den Herstel­ lungsablauf des optischen Nachrichtenkabels nach Fig. 8, und

Fig. 10 schematisch im Längsschnitt ein weiteres Aus­ führungsbeispiel eines erfindungsgemäßen optischen Übertragungselements.

Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den Fig. 1 mit 10 jeweils mit denselben Bezugszeichen verse­ hen.

Fig. 1 zeigt schematisch sowie vergrößert in perspektivi­ scher Darstellung eine optische Ader als erstes Ausführungs­ beispiel eines erfindungsgemäßen optischen Übertragungsele­ ments. Die optische Ader OA1 weist eine Kunststoff-Außenhülle AH1 auf, in deren Inneren ein einzelner Lichtwellenleiter LW1 untergebracht ist. Die Kunststoff-Außenhülle AH1 umschließt dabei den Lichtwellenleiter LW1 mit freiem Spielraum, so daß dieser bei etwaig auftretenden Biege-, Zug-, Torsions- und/oder Querdruckbelastungen ausreichend Bewegungsraum für Ausgleichsbewegungen in radialer Richtung (bezogen auf die Zentralachse der Ader) zur Verfügung hat.

Das Innere der Kunststoff- Außenhülle AH1 ist vorzugsweise mit einer weichen Füllmasse FM ausgefüllt, in der der Licht­ wellenleiter LW1 gepolstert eingebettet ist. Die Füllmasse FM weist vorzugsweise eine pastenförmige Konsistenz auf und läßt somit gewisse Ausgleichs- oder Bewegungsvorgänge des Licht­ wellenleiters LW1 zu. Insbesondere können sogenannte thixotropierte Füllmassen eingesetzt werden, um für den Lichtwellenleiter LW1 einen zusätzlichen Schutz gegen Wasser, Wasserdampf oder OH-Gruppen-Diffusion zu erhalten. Insbeson­ dere können auch öl- oder fetthaltige Füllmassen diesem Zweck bereits genügen. Es ist gegebenenfalls auch möglich, eine sehr weiche Polsterschicht, beispielsweise einen stark ver­ schäumten, hochelastischen Kunststoff als Füllmasse vorzuse­ hen. Die Füllmasse FM und der in sie eingebettete, einzelne Lichtwellenleiter LW1 werden insbesondere fugenlos dicht von der Kunststoff-Außenhülle AH1 umschlossen.

Die Kunststoff-Außenhülle kann entweder ein- oder mehrschich­ tig ausgebildet sein. Für sie kann vorzugsweise ein weichela­ stisches, nachgiebiges Kunststoffmaterial gewählt sein. Vor­ zugsweise eignet sich Polypropylen, Polybutylen, Styrol (wie zum Beispiel ABS), Polyamid, Recycling- Kunststoff und/oder mindestens ein Polyolefin.

Bei der optischen Ader OA1 folgen entlang deren Längsverlauf kreiszylinderförmige, im wesentlichen glatte Längsabschnitte der Kunststoff-Außenhülle AH1 abwechselnd mit gerillten Längsabschnitten aufeinander. In der Fig. 1 sind beispiel­ haft drei Rillungsabschnitte bzw. Rillungsbereiche RB1 mit RB3 der Ader OA1 eingezeichnet, die in vorgebbaren Längsab­ ständen voneinander vorgesehen sind. Die einzelnen Rillungen des jeweiligen Rillungsabschnitts wie z. B. RB1 verlaufen jeweils vollständig um den Außenumfang der Ader OA1 herum. Sie sind jeweils im wesentlichen kreisringförmig ausgebildet und konzentrisch zur Zentralachse LA der Ader OA1 angeordnet. Im Längsschnitt betrachtet (vgl. Fig. 2) heißt das, daß jede der Rillungen quer, insbesondere senkrecht zur zentralen Längsachse LA der Aderhülle AH verläuft und von der vorausge­ henden sowie nachfolgenden Rillung durch je eine nach außen aufgeworfene Falte separiert ist. Die Ader OA1 weist also im jeweiligen Rillungsabschnitt eine Vielzahl von einzelnen, separaten Querrillen auf, die gegenüber dem ursprünglichen Ader- Außendurchmesser jeweils radial nach innen zur Zentralachse LA hin hineingefaltet sind.

Im Zwischenbereich wie zum Beispiel ZG12 je zweier in Längs­ richtung benachbarter, aufeinanderfolgender Rillungsbereiche wie zum Beispiel RB1, RB2 ist die Kunststoff-Außenhülle AH1 glatt, das heißt hier im Ausführungsbeispiel im wesentlichen durchgängig kreiszylinderförmig ausgebildet. Auf diese Weise wechseln entlang der Ader-Längserstreckung betrachtet fort­ laufend Aderhüllen-Längsabschnitte mit und ohne Quer-Rillun­ gen einander ab. Im Querschnitt betrachtet ist also die Kunststoffhülle entlang ihrer Längserstreckung jeweils annäherungsweise kreisförmig ausgebildet, d. h. dort weist sie einen etwa konstanten Außendurchmesser auf. Demgegenüber wechselt im jeweiligen Rillungs-Längsabschnitt der Kunst­ stoff-Aderhülle deren Außendurchmesser in Aderlängsrichtung betrachtet fortlaufend zwischen mindestens zwei Durchmesser­ werten, insbesondere zwischen einem niedrigeren und einem größeren Durchmesserwert. Vorzugsweise entspricht dabei der größere Aderaußendurchmesserwert weitgehend dem Aderaußen­ durchmesser in den homogen, glatten Aderlängsabschnitten.

Der jeweilige Längsabschnitt mit Rillungen wie z. B. RB1 weist vorzugsweise eine Längserstreckung RS1 von höchstens 10 mm, insbesondere zwischen 5 und 10 mm auf. Zwischen je zwei benachbarten Rillungsbereichen wie z. B. RB1, RB2 verbleibt vorzugsweise ein rillungsloser Zwischenabschnitt wie z. B. ZG12 der Aderhülle AH1 mit glatter, homogener Außenober­ fläche, für den zweckmäßigerweise eine Längserstreckung zwi­ schen 10 und 100 mm gewählt ist.

Insbesondere kann es zweckmäßig sein, die Rillungsabschnitte nicht in konstanten Längsabständen, sondern statistisch ver­ teilt aufeinanderfolgen zu lassen.

Durch die Rillungen weist also die Aderhülle AH1 (bezogen auf ihre Zentralachse) radial nach innen und außen Ausstülpungen, d. h. Wellungen auf, so daß der jeweilige Rillungsbereich wie zum Beispiel RB1 ziehharmonikaartig gefaltet ist. In einem solchen Faltungsabschnitt kann somit eine größere Aderlauf­ länge als in einem (geradlinig in Längsrichtung betrachtet) gleichlangen, glatten Aderabschnitt ohne Rillungen gespei­ chert werden. Die Rillungen bzw. Falten, insbesondere deren Rillungstiefe radial nach innen (bezogen auf die Zentralachse LA), werden zweckmäßigerweise derart gewählt, daß pro Rillungsabschnitt zwischen 0,1 und 10% mehr Speicherlänge gegenüber einem in Längsrichtung geradlinig verlaufenden, gleich langen Aderabschnitt mit lediglich homogener, glatter Außenoberfläche resultiert.

Durch die Querrillungen bzw. Quer-Faltungen der Aderhülle OA1 im jeweiligen Rillungsabschnitt ist es ermöglicht, dort die optische Ader OA1 gegenüber einer in Längsrichtung durchge­ hend glatten, d. h. herkömmlichen Ader mit weitaus geringeren Biegeradien in beliebige Raumrichtungen zu krümmen, wobei das Kunststoffmaterial der Ader OA1 weitgehend spannungsarm ver­ bleibt. Überbeanspruchungen oder gar Spannungsrisse im Kunst­ stoffmaterial der Außenhülle AH1 sind in solchen Rillungsbe­ reichen also weitgehend vermieden, so daß sich eine hohe Lebensdauer der optischen Ader OA1 erreichen läßt.

In der Fig. 1 ist die optische Ader OA1 beispielhaft im Rillungsbereich RB2 um etwa 90° aus ihrer geradlinigen Längs­ erstreckung abgeknickt bzw. umgebogen. Auf der bezüglich dieser Krümmung radial weiter außen liegenden Bahn der Ader­ hülle AH1 wandern dadurch die Falten auseinander, so daß die Tiefe der Rillungen verkleinert wird, d. h. dort wird die Aderhülle "aufgefaltet" und damit länger. Auf diese Weise kann die durch die Biegung hervorgerufene Dehnung auf der radial weiter außen liegenden Längsseite der Aderhülle AH1 weitgehend kompensiert, d. h. ausgeglichen werden. Im Bereich der bezüglich der Krümmung radial weiter innen liegenden Längsseite der Aderhülle AH1 schieben sich hingegen die Faltungen enger zusammen, d. h. dort wird die Aderhülle AH1 verkürzt, um die dort ausgeübte Stauchwirkung aufgrund der Biegung ausgleichen zu können.

Durch die Faltungen und Rillungen der Aderhülle AH1 ist diese somit in den Rillungsbereichen RB1 mit RB3 weitgehend flexi­ bel und biegsam. Diesen gegenüber ist sie in den Längsab­ schnitten mit glatter Außenoberfläche formsteifer ausgebil­ det. Die in Längsrichtung betrachtet eng aufeinanderfolgen­ den, kreisringförmigen Querrillungen bzw. Querfaltungen des jeweiligen Aderlängsabschnitts wie z. B. RB1 mit RB3 verhelfen diesem insgesamt betrachtet zu einer Art Gelenkfunktion. Damit bleibt die vorgegebene, ursprüngliche, hier etwa kreis­ förmige Aderquerschnittsform selbst bei lokaler Abknickung der Ader im Bereich eines solchen Rillungsabschnitts weitge­ hend erhalten. Während es bei einer lediglich durchgängig glatten Aderhülle durch Biegung bzw. Abknickung an einer bestimmten Längsstelle zu einer lokalen Querschnittsein­ schnürung der Ader käme, ist dies durch die ziehharmonika­ artige Ausbildung der Rillungsabschnitte weitgehend vermie­ den. Eine solche Einschnürung könnte sonst, d. h. bei einer herkömmlichen, rillungslosen Kunststoffaderhülle zu einer Querdruckpressung bzw. Quetschung etwaig eingelegter Licht­ wellenleiter und damit zu deren Überbeanspruchung oder Schä­ digung führen.

Bei entsprechender Wahl und Ausbildung der Rillungen sind für die optische Ader in vorteilhafter Weise bei weitgehend konstant bleibender Ader- Querschnittsgeometrieform selbst so kleine Biegeradien ermöglicht, die bis zur Größenordnung des Aderdurchmessers hinabreichen. Es ist insbesondere im Extrem­ fall sogar eine 180°-Abknickung der Ader aus ihrer axialen Längserstreckung heraus möglich, wobei selbst dann noch die ursprüngliche, hier kreisförmige Aderquerschnittsgeometrie annäherungsweise erhalten bleibt. Mit anderen Worten ausge­ drückt, verhelfen die Querrillungen der Aderhülle also dazu, daß bei etwaigen Biege- oder Knickbeanspruchungen deren Innenquerschnittsform, insbesondere deren Innendurchmesser nicht unzulässig stark verkleinert wird.

Durch den Ziehharmonikaeffekt der Rillungsbereiche läßt sich zudem in vorteilhafter Weise für den jeweiligen Lichtwellen­ leiter wie z. B. LW1 in weiten Bereichen eine gewünschte Über­ länge in definierter, d. h. präzise kontrollierbarer Weise einstellen. Dies kann beispielsweise bei der Aderherstellung durch Variation der Rilltiefe und Anzahl der Rillungen erreicht werden. Insbesondere lassen sich die Lauflängen des jeweiligen Lichtwellenleiters sowie der Aderhülle auch nach­ träglich, d. h. nach der Aderfertigung, präzise relativ zuein­ ander abstimmen. Die Überlänge der Lichtwellenleiter läßt sich nachträglich z. B. dadurch gegenüber der Lauflänge der Kunststoffhülle fein justieren, daß die Aderhülle in axialer Richtung auseinandergezogen oder gestaucht wird. Denn die Rillungsbereiche ermöglichen materialspannungsarm durch Aus­ einanderfalten oder Zusammenschieben ihrer Falten einen Längenausgleich.

Weiterhin bewirken die Rillungsabschnitte für die Kunststoff­ hülle AH1 in vorteilhafter Weise eine höhere Querdruckfestig­ keit gegenüber einer Kunststoff-Außenhülle, die entlang ihrer gesamten Aderlänge lediglich mit einer glatten Außen- sowie Innenoberfläche versehen ist. Für eine gerillte Kunststoff­ hülle können somit gegenüber einer herkömmlichen, vollständig glatten Aderhülle bereits geringere Wanddicken ausreichend sein. Insbesondere ist es ermöglicht, durch Rillung der Ader­ hülle deren Wanddicke vorzugsweise zwischen 40 und 80%, bevorzugt um etwa 50% der bisherigen Wanddicke einer durchge­ hend glatten Kunststoffhülle zu verringern. Dadurch sind hohe Material- und damit Gewichtseinsparungen ermöglicht.

Weiterhin wird durch die Rillungen in vorteilhafter Weise eine vergrößerte Innenoberfläche der Aderhülle bewirkt. Dadurch wird aufgrund der größeren Adhäsionswirkung einem Austropfen von Füllmasse aus dem Aderinneren entgegengewirkt, wenn die optische Ader geöffnet wird.

Fig. 2 zeigt vergrößert in schematischer Längsschnittdar­ stellung die Rillungen RI1 mit RIn des Rillungsbereiches RB1 von Fig. 1. Die jeweilige, einzelne Rillung erstreckt sich kreisringförmig um den gesamten Außenumfang der Aderhülle AH1. Beide Längsseiten der Aderhülle AH1 verlaufen dabei in diesem Rillungsbereich RB1 jeweils wellen-, insbesondere annäherungsweise sinusförmig. Insbesondere ist die Wellung der oberen Längsseite zur Wellung der unteren, gegenüberlie­ genden Längsseite im wesentlichen synchron ausgebildet, d. h. zu je einem Tal(= Einstülpung radial nach innen) der radial oberen Längsseite korrespondiert ein Tal auf der unteren Längsseite; zu je einem "Wellenberg" (= Ausstülpung radial nach außen) auf der oberen Längsseite der Aderhülle) korre­ spondiert ein entsprechend ausgebildeter Wellenberg auf der unteren Längsseite. Dadurch wird die Aderhülle weitgehend gleichmäßig nach allen Raumrichtungen quer, insbesondere senkrecht zur Aderzentralachse, biegsam bzw. flexibel. Zwischen je zwei benachbarten Querrillungen wie zum Beispiel RI1, RI2, das heißt Eindellungen bzw. Einstülpungen der Ader­ hülle AH radial nach innen (bezogen auf deren Zentralachse LA), liegt jeweils eine radial nach außen abstehende, aufge­ worfene Falte bzw. Ausstülpung wie zum Beispiel FA1. In Längsrichtung betrachtet ergibt sich somit ein Auf und Ab der Aderhülle AH1 in radialer Richtung, das heißt einen ständigen Wechsel zwischen den Vertiefungsrillen RI1 mit RIn und den radial weiter nach außen abstehenden Aufwerfungen bzw. Falten FA1 mit FAn.

Der Längsabstand RA von einer Vertiefungsrille wie zum Bei­ spiel RI1 zur nächsten Vertiefungsrille wie zum Beispiel RI2 ist zweckmäßigerweise mindestens gleich der doppelten, insbe­ sondere zwischen der 4 und 8fachen Wanddicke D der Aderhülle AH1 gewählt. Die Rillungstiefe RT der Rillungen RI1 mit RIn (von der radial äußeren Begrenzung der Faltungen FA1 mit FAn bis zum Kammergrund der jeweiligen Rillung radial nach innen gemessen) ist zweckmäßigerweise mindestens gleich der doppel­ ten, vorzugsweise zwischen der 4 und 8fachen Wandstärke bzw. Wanddicke D der Aderhülle gewählt. Um für vorgegebene Biege­ radien eine ausreichende Ausgleichslänge der Aderhülle bereitstellen zu können, wird die Anzahl der Rillungen, die Rillungstiefe RT und/oder der Rillungs- Längsabstand RA entsprechend eingestellt. Für eine ausreichende Querdruck­ festigkeit der Aderhülle AH genügt in vorteilhafter Weise bereits eine Wandstärke D zwischen 0,05 und 0,3 mm.

Zweckmäßigerweise sind die Rillungsbereiche wie zum Beispiel RB1 mit RB3 von Fig. 1 in solch kurzen Längsabständen voneinander vorgesehen, daß sich in jedem Fall dort eine hohe Flexibilität und Beweglichkeit der optischen Ader OA1 bereit­ stellen läßt, wo im praktischen Einsatz Biegebeanspruchungen auftreten könnten. Besonders zweckmäßig ist es, die optische Ader anfangsseitig und/oder endseitig mit einem Rillungsab­ schnitt zu versehen, um sie z. B. in Schaltschränken bzw. Schaltkästen, Muffen, Verteiler, usw. einfacher und montage­ freundlicher anschließen und/oder unterbringen zu können.

Zweckmäßig kann es gegebenenfalls auch sein, die Kunststoff- Außenhülle durchgehend entlang ihrer gesamten Längs­ erstreckung, das heißt entlang ihrer vollen, axialen Länge mit Rillungen zu versehen, so daß die optische Ader entlang ihrer gesamten Länge Biegungen weitgehend materialspannungs­ arm zuläßt.

Weiterhin kann es zweckmäßig sein, in der jeweiligen, in Längsabständen oder durchgängig gerillten Aderhülle mehr als einen Lichtwellenleiter unterzubringen. In der Fig. 2 sind neben dem Lichtwellenleiter LW1 noch weitere Lichtwellenlei­ ter LW2 mit LWn strichpunktiert eingezeichnet. Auf diese Weise ist eine erfindungsgemäße Bündelader mit einer Vielzahl von einzelnen, insbesondere lose in Füllmasse FM eingebette­ ten Lichtwellenleitern gebildet. Selbstverständlich kann es auch zweckmäßig sein, in der erfindungsgemäß ausgebildeten Aderhülle mindestens ein Lichtwellenleiter-Bändchen, minde­ stens einen Lichtwellenleiter-Bändchenstapel und/oder son­ stige Lichtwellenleiter-Strukturen unterzubringen. Dabei kann es insbesondere zweckmäßig sein, zunächst die Aderhülle unbe­ stückt, d. h. ohne Lichtwellenleiter, herzustellen, und erst im Bedarfsfall Lichtwellenleiter in die z. B. bereits verlegte Aderhülle einzubringen, bevorzugt einzuschieben.

Fig. 3 zeigt schematisch in perspektivischer Darstellung eine gegenüber Fig. 1 modifizierte optische Ader OA2. Deren Kunststoff-Außenhülle AH2 weist Rillungen SR auf, die sich jetzt im wesentlichen schraubenlinienförmig um die strich­ punktiert angedeutete Zentralachse ZA der optischen Ader OA2 winden. Die einzelnen Rillungen gehen dabei fortlaufend ineinander über, d. h. sie hängen zusammen und bilden eine einzige schraubenlinienförmige Umwindung im Kunststoffmate­ rial der Aderhülle AH2. Eine solche schraubenförmige Rillung kann dabei sowohl entlang der gesamten Lauflänge der opti­ schen Ader OA2 als auch lediglich in Teilabschnitten vorgese­ hen sein. Im Aderinneren von Fig. 3 ist jetzt ein Lichtwel­ lenleiter-Bändchenstapel BS bekannter Bauart anstelle einzel­ ner Lichtwellenleiter LW1 mit LWn (entsprechend Fig. 2) vor­ gesehen.

In Fig. 4 ist dargestellt, wie eine optische Ader OA1* her­ gestellt werden kann, die Rillungen entsprechend dem opti­ schen Übertragungselement von Fig. 1 und 2 jetzt entlang ihrer gesamten Lauflänge aufweist. Die Lichtwellenleiter LW1 mit LWn werden von Vorratsspulen VS1 mit VSn abgezogen und einer Füllvorrichtung FV zugeführt, durch welche die Füll­ masse FM auf das durch die Lichtwellenleiter LW1 mit LWn gebildete Aderbündel aufgebracht wird. Das so mit Füllmasse (diese ist zweckmäßigerweise ausreichend zäh und klebrig) beschichtete Aderbündel ist in der Fig. 4 mit FB bezeichnet. Es wird in dieser Form in etwa geradliniger Abzugsrichtung AZ in die Durchgangsbohrung eines Extruderkopfes eines Extruders EX eingefahren. Mit Hilfe des Extruders EX wird auf das Lichtwellenleiterbündel FB eine zunächst kreiszylinderför­ mige, glatte Kunststoffhülle KAH aufgebracht. Bei mehrschich­ tiger Ausbildung der Kunststoffhülle KAH können dem Extruder EX ggf. weitere Extruder zum Aufextrudieren weiterer Kunst­ stoff- Außenhüllen nachfolgen. Dem Extruder EX ist unmittel­ bar eine Rillvorrichtung RV1 nachgeordnet, mit der sich die noch heiße, weiche und damit noch verformbare Aderhülle KAH in gewünschter Weise rillen läßt. Mit der Rillvorrichtung RV1 von Fig. 4 wird beispielhaft eine Aderhülle AH1* herge­ stellt, die über ihre Längserstreckung hinweg durchgängig Querrillungen aufweist, die im Querschnitt betrachtet jeweils etwa kreisringförmig ausgebildet sind. Diese Querrillungen umgeben jeweils einzeln, separat für sich das füllmassenbe­ schichtete Lichtwellenleiterbündel im wesentlichen konzen­ trisch, d. h. die jeweilige Querrillung bildet am Außenumfang der Kunststoffaußenhülle einen kreisringförmige Vertiefung, die von der Zentralachse LA der Ader (vgl. Fig. 1, 2) etwa orthogonal durchstoßen wird. Die so gebildete optische Bün­ delader OA1* wird schließlich auf eine angetriebene Ablage- oder Aufwickelvorrichtung TL, insbesondere Trommel oder Teller, aufgetrommelt, die vorzugsweise gleichzeitig als Abzugseinrichtung zum Vorwärtstransport der Ader durch die Fertigungseinrichtung dient. Ggf. kann im Zwischenraum zwischen der Rillvorrichtung RV1 und der Ablagevorrichtung TL mindestens eine Abkühlvorrichtung KU, insbesondere ein Wasserkühlbecken, zur Abkühlung der extrudierten Aderhülle vorgesehen sein. In der Fig. 4 sind beispielhaft zwei aufeinanderfolgende Abkühlvorrichtungen KB, KU strichpunk­ tiert angedeutet. Sie dienen dazu, die Aderhülle nach ihrer Rillung erkalten und damit erstarren zu lassen.

Fig. 5 zeigt schematisch in perspektivischer Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel für die Rillvorrichtung RV1 von Fig. 4 zur Erzeugung kreisringförmiger Rillungen. Sie ist als Lochblende LB, insbesondere Irisblende, ausgebildet, deren einzelne Lamellen LM1 mit LMn in radialer Richtung (bezogen auf ihre zentrale Durchgangsöffnung) beweglich sind. Die einzelnen Lamellen der Lochblende LB lassen sich zur Erzeugung der Rillen auf eine radial innere Position ID verfahren, bei der sie zusammengesetzt einen etwa kreiszylin­ derförmigen Durchlaß zwischen sich einschließen, dessen Außendurchmesser um die gewünschte Rillungstiefe gegenüber dem ursprünglichen Außendurchmesser der kreiszylinderförmigen Aderhülle KAH reduziert ist. Nach dem Eindellen bzw. Einprä­ gen einer Vertiefungsrille schnappen die Lamellen der Loch­ blende LB sprungartig radial nach außen soweit in eine äußere Position AD zurück, daß sie dort zusammengesetzt eine Durch­ laßöffnung kreiszylinderförmiger Form bilden, deren Innen­ durchmesser etwa dem Außendurchmesser der ursprünglich kreis­ zylinderförmigen Kunststoffhülle KAH entspricht. Für die jeweilige Rillung der Aderhülle weist die Lochblende LB also eine um die gewünschte Rillungstiefe verkleinerte Durchgangs­ öffnung auf, während sie für die jeweilig in Längsrichtung betrachtet nachfolgende, radial nach außen stehende Falte der Aderhülle einen vergrößerten Innendurchmesser freigibt. Durch das abwechselnde Verkleinern und wieder Vergrößern der Durch­ gangsöffnung der Lochblende LB während des Vorwärtstransports der Ader wird schließlich die gewellte Form der Aderhülle AH1* von Fig. 4 erzeugt. Mit einer solchen Lochblende LB läßt sich selbstverständlich auch die Aderhülle AH1 von Fig. 1 erzeugen. Um zwischen den Rillungsbereichen einen glatten, kreiszylinderförmigen Längsabschnitt der Aderhülle AH1 zu erhalten, wird die Lochblende LB in der aufgeweiteten Stellung AD einen entsprechenden Zeitraum angehalten. Erst anschließend wird der kurzzeitige, oszillierende Wechsel zwischen Verkleinern und Aufweiten der Lochblende LB zur Erzeugung des nächsten Rillungsabschnitts wieder aufgenommen. Das Aufweiten und wieder Verkleinern des Durchlasses der Lochblende LB ist in der Fig. 5 durch einen Wirkpfeil WP angedeutet.

Vorzugsweise kann die Rillvorrichtung auch direkt im Extruder für die Extrusion der Kunststoff-Außenhülle der Ader inte­ griert sein.

Fig. 6 zeigt schematisch im Querschnitt eine weitere Rill­ vorrichtung RV2. Sie ist durch einen inneren Federring FER, insbesondere metallischen Kreisring, gebildet. An diesem sind ringsum und zwar jeweils um etwa denselben Umfangswinkel gegeneinander versetzt Formelemente KS1 mit KSn angebracht. Diese Formelemente sind in erster Näherung jeweils kreisseg­ mentartig ausgebildet. Sie erstrecken sich jeweils radial nach innen zum Zentrum des Federrings FER hin. Sie weisen jeweils kreisbogenabschnittsartige Innenseiten derart auf, daß sie insgesamt betrachtet zwischen sich eine annäherungs­ weise kreisförmige Durchgangsöffnung GD freigeben. Diese Durchgangsöffnung GD ist in der Fig. 6 strichpunktiert eingezeichnet. Mit Hilfe eines äußeren, federnd ausgebildeten Spannrings TR, insbesondere metallischen Kreisrings, läßt sich nun der innere Federring FER umfassen und radial nach innen federnd zusammendrücken. Dazu ist der äußere Spannring TR an einer Umfangsstelle offen ausgebildet. Seine Bandkanten FL1, FL2 verlaufen dort radial nach außen. Sie stehen sich mit Querabstand etwa parallel gegenüber. Werden sie aufeinan­ der zubewegt, was durch Pfeile SP angedeutet ist, so wird der Innendurchmesser des Spannrings TR derart verkleinert, daß er zwingenartig auch den inneren Federring FER radial nach innen zusammendrückt. Dabei wandern dessen Formelemente KS1 mit KSn mit ihren Innenseiten auf einen strichpunktiert eingezeichne­ ten Teilkreis KD, der bezüglich der Durchgangsöffnung GD radial weiter innen liegt. Durch ständigen Wechsel zwischen diesen beiden Teilkreisen GD, KD können für die Aderhülle kreisringförmige Rillungen entsprechend den Fig. 1, 2 erzeugt werden, wobei die erzeugte Rillungstiefe dem Radius­ unterschied der beiden Teilkreise GD, KD entspricht. Mit Hilfe der konzentrisch angeordneten Federringe TR, FER läßt sich in besonders einfacher Weise eine Dauerschwingung, d. h. fortlaufender Wechsel der Formelemente KS1 mit KSn zwischen den beiden Teilkreisen GD, KD und damit besonders schnell Rillungen erzeugen. Mit dieser Rillvorrichtung sind also besonders hohe Herstellungsgeschwindigkeiten der erfindungs­ gemäßen Aderhülle ermöglicht.

Fig. 7 zeigt schematisch in perspektivischer Darstellung eine Rillvorrichtung RV2 zur Erzeugung der schraubenlinien­ förmig verlaufenden Rillen SR in der Aderhülle AH2 von Fig. 3. Dem Extruder EX von Fig. 4 ist jetzt in Fig. 7 ein Andrückmittel, insbesondere eine Rillscheibe FR unmittelbar nachgeordnet, die rings um den Außenumfang der (zunächst noch kreiszylinderförmig in Abzugsrichtung AZ aus dem Extruder EX kommenden) Aderhülle KAH herumrotiert. Die Rotationsbewegung ist dabei mit einem Rotationspfeil RP angedeutet. Die Umlauf­ bewegung der Rillscheibe FR beschreibt eine Kreisbahn, die die Ader etwa konzentrisch umgibt. Während die kreiszylinder­ förmige, noch weiche Aderhülle KAH in Abzugsrichtung AZ fort­ laufend im wesentlichen geradlinig abgezogen wird, drückt die Rillscheibe FR auf einem Teilabschnitt deren Außenumfangs und rollt um diesen in Rotationsrichtung RP, senkrecht zur Ader­ längserstreckung, herum. Da die Kunststoffhülle KAH noch weich und zähelastisch ist, lassen sich in diese die Vertie­ fungen SR hineinformen. Die Schraubenlinienform der Rillungen ergibt sich somit durch die Kombination von Längsabzugsbewe­ gung der Kunststoffhülle KAH und der Rotationsbewegung der Rillscheibe RR. Anstelle der kreisförmigen Rillscheibe FR kann ggf. auch bereits ein Sporn, Dorn, Kegel oder derglei­ chen genügen, der um die in Längsrichtung geradlinig durch­ laufende Aderhülle herumrotiert.

Entsprechend den Fig. 4 mit 7 werden die Rillungen also vorzugsweise noch im weichelastischen Zustand der Aderhülle KAH unmittelbar nach deren oder bei deren Extrusion geformt.

Fig. 8 zeigt schematisch im Querschnitt ein optisches Nach­ richtenkabel CA, bei dem n erfindungsgemäße, optische Über­ tragungselemente OA11 mit OA1n ringsum ein zugfestes Kernele­ ment CE, gegebenenfalls mit wechselnder Schlagrichtung, aufgeseilt sind. Jedes dieser Vielzahl von optischen Übertra­ gungselemente OA11 mit OA1n ist dabei mit Rillungen versehen, die z. B. entsprechend den Fig. 1 mit 3 ausgebildet sein können. Die Zwickelzwischenräume zwischen den einzelnen Über­ tragungselementen können vorzugsweise mit einer üblichen Kabelfüllmasse FM* ausgefüllt sein, die Ausgleichsbewegungen der Übertragungselemente zuläßt sowie gleichzeitig bei Eindringen von Wasser oder Feuchtigkeit aufquillt und das Ka­ belinnere in Längs-, Umgangs- sowie in radialer Richtung abdichtet.

Auf die derart gebildete Kabelseele kann dann in üblicher Weise mindestens eine äußere Bedeckungslage aufgebracht sein. In der Fig. 8 ist die erste Bedeckungsschicht mit VL bezeichnet. Dafür eignet sich vorzugsweise ein Vlies, insbe­ sondere ein Quellvlies oder ein mit Quellpulver beschichtetes Trägerband oder Folie. Bevorzugt kann eine Kunststoffolie wie zum Beispiel eine PE-(Polyethylen), PVC- ("Polyvinylchlorid"), PP-(Polypropylen")-Folie wendelförmig um die Kabelseele herumgeschlagen sein. Solche Folien und Bänder können dabei im Längseinlauf zu einem kreiszylinder­ förmigen Rohr um die Kabelseele herumgeformt und auf diese aufgebracht werden. Genauso kann es zweckmäßig sein, solche Folien bzw. Bänder schraubenlinienförmig um die Kabelseele herumzuwickeln. Weiterhin kann es zweckmäßig sein, diese erste Bedeckungslage VL durch Aufspinnen von Garnen, Fäden oder dergleichen zu bilden.

Auf dieser ersten Kabelseelenbedeckung VL kann optional ein Kunststoff-Innenmantel aufgebracht sein. Ein solcher Innen­ mantel ist in der Fig. 8 eingezeichnet und mit IM bezeich­ net. Als Kunststoffmaterial eignen sich hierfür vorzugsweise Polyolefine, Polyurethane, PVC, FRNC-PE-Copolymere ("Flame Resistant Non Corrosive - Polyethylen-Copolymere") oder dergleichen.

Über diesen Innenmantel IM kann weiterhin optional eine Garn­ bespinnung GA aufgebracht sein. Die Garnbespinnung kann, je nach Einsatzzweck ein- oder mehrmalig, bei zwei Lagen insbesondere im Gegenschlag ausgeführt sein. Die Garnbespin­ nung kann vorzugsweise mit Hilfe von Aramid-Garnen oder ähn­ lichen hochreißfesten Materialien gebildet sein. Zweckmäßig kann es auch sein, in die Garnbespinnung ein oder mehrere Quellfäden zur Erreichung von Längswasserdichtigkeit einzule­ gen.

Weiterhin kann darüber eine metallische Abschirmung optional aufgebracht sein, die in der Fig. 8 der Übersichtlichkeit halber weggelassen worden ist. Je nach Einsatzzweck kann dafür ein Aluminium-Schichtenmantel oder ein Stahlrillmantel oder ein anderes geeignetes Metallband aufgebracht sein. Eine solche Metallschirmung kann insbesondere als Nagetierschutz dienen.

Als äußerste Bedeckung ist schließlich ein ein- oder mehr­ schichtiger Außenmantel AM aufgebracht. Dieser Außenmantel ist aus einem geeigneten Kunststoff extrudiert. Vorzugsweise eignen sich als Kunststoffmaterialien Polyolefine, Polyurethane, PVC, FRNC-PE-Copolymere, PE(polyethylen)- recycelte Materialien. Der Außenmantel kann dabei vorzugs­ weise mehrschichtig ausgebildet sein, wie zum Beispiel mit der Schichtabfolge PE/PA/PE (Polyethylene, Polyethylenacetat, Polyethylene), die insbesondere zur Verbesserung der Nage­ tierschutzeigenschaften des Nachrichtenkabels NK beiträgt.

Bei sogenannten "ÖKO-Kabeln", bei denen eine biologische Abbaubarkeit erwünscht ist, können für die verschiedenen Bedeckungslagen vorzugsweise tierische und/oder pflanzliche Produkte verwendet werden. Auch für das Zentralelement CE können in vorteilhafter Weise entsprechend biologisch abbau­ bare Materialien verwendet sein.

Ggf. kann es zweckmäßig sein, auf die Aderhülle einer einzel­ nen erfindungsgemäßen optischen Ader direkt ein oder mehrere Bedeckungsschichten - in analoger Weise wie oben für das opti­ sche Nachrichtenkabel CA von Fig. 8 beschrieben - aufzubrin­ gen.

Fig. 9 veranschaulicht schließlich schematisch, wie das optische Nachrichtenkabel CA nach Fig. 8 unter Verwendung der erfindungsgemäßen Übertragungselemente hergestellt werden kann. Hierzu werden die Übertragungselemente OA11 mit OA1n von Trommeln TL1 mit TLn abgezogen und einer Verseileinrich­ tung VM zugeführt. Weiterhin wird in diese Verseileinrichtung VM zusätzlich das zugfeste, zentrale Element CE eingefahren, um das die optischen Übertragungselemente OA11 mit OA1n herum verseilt werden. Auf die derart gebildete Kabelseele wird das Vlies VL mit Hilfe einer Wickeleinrichtung WI1 aufgebracht, das der Wickeleinrichtung WI1 von einer Vorratsspule VTL zugeführt wird. Die derart umwickelte Kabelseele wird anschließend einem Extruder EIM zugeführt, der den Innenman­ tel IM aufbringt. Mit Hilfe einer nachfolgenden Wickelein­ richtung WI2 kann die Garnbespinnung GA aufgebracht werden, die von einer Vorratsspule GTL zugeführt wird. Ein nachfol­ gender Extruder EAM sorgt schließlich dafür, daß zuletzt der Außenmantel AM aufextrudiert wird. Das fertige Nachrichtenka­ bel wird schließlich auf einer Trommel TK aufgewickelt.

Fig. 10 zeigt schließlich schematisch im Längsschnitt eine normale optische Ader NOA mit einer kreiszylinderförmigen, d. h. homogen glatten Aderhülle, die endseitig abgesetzt worden ist, so daß ihr Lichtwellenleiter LW1 frei zugänglich ist. Über den Lichtwellenleiter LW1 ist eine erfindungsgemäß gerillte optische Aderhülle GRA übergeschoben und außen auf die glatte Aderhülle der optischen Ader NOA endseitig aufge­ zogen. Die Aderhülle GRA sitzt also entlang einem endseitigen Teilabschnitt MU muffenartig über der glatten, homogenen Ader NOA. Insbesondere ist sie dort mit einem Klebemittel oder einem sonstigen Befestigungsmittel, insbesondere einem Crimpring bekannter Bauart fixiert. Ein solcher Crimpring ist in der Fig. 10 strichpunktiert eingezeichnet und mit CR bezeichnet. Er umfaßt von außen den Überlappungsbereich des glatten Endabschnitts der normalen Ader NOA und der darüber­ gezogenen gewellten Aderhülle der Ader GRA und hält diese zwingenartig zusammen. Dadurch ist für die glatte Ader NOA eine biegsame, mechanisch flexible Endlänge in Form der gerillten Ader GRA bereitgestellt, was den endseitigen Anschluß der optischen Ader NOA z. B. bei Montagearbeiten vereinfacht. Die gerillte Ader GRA bildet also insbesondere eine Art Knickschutz für die Lichtwellenleiter im Aderinneren bei deren endseitigem Anschluß. Ggf. kann es auch zweckmäßig sein, das quergerillte Aderstück GRA teilweise in die homogen glatte, kreiszylinderförmige Ader NOA hineinzuschieben und dort z. B. mit einem Klebemittel zu fixieren. Dann sitzt die normale Aderhülle in umgekehrter Reihenfolge wie in Fig. 1 außen auf der gerillten Aderhülle auf.

Das erfindungsgemäße optische Übertragungselement zeichnet sich weiterhin gegenüber optischen Adern mit einem äußeren, metallischen Röhrchen insbesondere dadurch aus, daß seine Kunststoffhülle beim praktischen Einsatz weitaus flexibler und biegsamer ist. Aufgrund der besseren Verformbarkeit des Kunststoffmaterials ist seine Kunststoffaußenhülle auch viel einfacher, insbesondere durch Extrusion, herstellbar und besonders einfach mit Rillungen versehbar. Weiterhin verleiht die Kunststoffhülle dem erfindungsgemäßen optischen Übertra­ gungselement gegenüber einer optischen Ader mit einem äuße­ ren, metallischen Röhrchen ein geringeres Gewicht, was die Handhabung und den praktischen Einsatz verbessert.

Die Extrusion der Kunststoffaderhülle ermöglicht es auch dem jeweiligen erfindungsgemäßen optischen Übertragungselement bei Bedarf in besonders einfacher Weise eine andere als eine kreisförmige Querschnittsgeometrieform zu geben. So kann die Aderhülle beispielsweise auch mit oval-, ellipsen-, rauten-, rechteckförmiger, usw. Querschnittsgeometrie extrudiert werden.

Ggf. kann ein ausreichender Ziehharmonikaeffekt auch bereits dadurch erreicht werden, daß die Querrillungen nur teilweise um den Außenumfang der Außenhülle herumreichen, d. h. in Umfangsrichtung betrachtet nur abschnittsweise Eintiefungen bzw. Einfaltungen bilden. Insbesondere kann es auch zweck­ mäßig sein, Rillungstiefe und/oder Längsabstände der einzel­ nen Rillen der jeweiligen Aderhülle statistisch verteilt zu variieren.

Claims (18)

1. Optisches Übertragungselement (OA1) mit mindestens einer Kunststoffhülle (AH1), in der mindestens ein Lichtwellenlei­ ter (LW1) unterbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffhülle (AH) mit Rillungen (RB1 mit RB3) ver­ sehen ist.

2. Optisches Übertragungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffhülle (AH1) im Querschnitt betrachtet im wesentlichen kreisringförmig ausgebildet ist.

3. Optisches Übertragungselement nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffhülle (AH2) entlang ihrer Längserstreckung durchgehend mit Rillungen (SR) versehen ist.

4. Optisches Übertragungselement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffhülle (AH1) lediglich entlang vorgebbarer Längsabschnitte mit Rillungen (RB1, RB2, RB3) versehen ist, während sie zwischen diesen Rillungsabschnitten (RB1, RB2, RB3) im wesentlichen glatt ausgebildet ist.

5. Optisches Übertragungselement nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Rillung (RI1) im Längschnitt betrachtet quer zur Längsachse (LA) der Kunststoffhülle (AH1) verläuft.

6. Optisches Übertragungselement nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillungen durch eine Vielzahl von einzelnen Falten (RI1 mit RIn) gebildet sind, die jeweils im wesentlichen kreisringförmig ausgebildet sind.

7. Optisches Übertragungselement nach einem der Ansprüche 1 mit 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillungen (SR) durch eine Vielzahl von Falten gebil­ det sind, die im wesentlichen schraubenlinienförmig bezüglich der Zentralachse (ZA) der Kunststoffhülle (AH2) verlaufen.

8. Optisches Übertragungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanddicke (D) der Kunststoffhülle (AH1) zwischen 0,05 und 0,3 mm gewählt ist.

9. Optisches Übertragungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Rillung eine Rilltiefe (RT) aufweist, die mindestens der 2fachen, insbesondere zwischen der 4 bis 8fachen, Wanddicke (D) der Kunststoffhülle (AH1) gewählt ist.

10. Optisches Übertragungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Kunststoffhülle (AH1) Polypropylen, Polybutylen, Styrol, Polyamid oder Polyolefine gewählt sind.

11. Optisches Übertragungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffhülle (AH1) mit einer weichen Füllmasse (FM) gefüllt ist.

12. Optisches Nachrichtenkabel (CA), das in seiner Kabelseele mindestens ein optisches Übertragungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.

13. Optisches Nachrichtenkabel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere optische Übertragungselemente (OA11 mit OA1n) zu einem Bündel vereinigt sind und eine Kabelseele bilden, und daß auf dieser Kabelseele mindestens eine Bedeckungslage auf­ gebracht ist.

14. Optisches Nachrichtenkabel nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere optische Übertragungselemente (OA11 mit OA1n) auf ein zugfestes Zentralelement (CE) aufgeseilt sind.

15. Optisches Nachrichtenkabel nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß für das Zentralelement (CE) und/oder mindestens einer außen aufgebrachten Bedeckungslage biologisch abbaubare Mate­ rialien verwendet sind.

16. Verfahren zur Herstellung eines optischen Übertragungs­ elements (OA1*) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mit Hilfe mindestens eines Extruders (EX) mindestens eine Kunststoffhülle (AH1*) zur Unterbringung mindestens eines Lichtwellenleiters (LW1) extrudiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß diese Kunststoffhülle (AH1*) mit Hilfe einer Rillvorrich­ tung (RV1) mit Rillen (RI1 mit RIn) versehen wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß dem Extruderkopf des Extruders (EX) mindestens ein Licht­ wellenleiter (LW1 mit LWn) zugeführt wird.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kunststoffhülle (AH1*) bei oder nach ihrer Extrusion weiche Füllmasse (FM) eingebracht wird.