DE19535621A1 - Verfahren zur Erzeugung von Lichtwellenleiter-Überlängen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Über­ längen mindestens eines Lichtwellenleiters gegenüber einem ihn einschließenden, metallischen Röhrchen.

Um in der Kabeltechnik Lichtwellenleiter vor mechanischen, chemischen und/oder sonstigen Beanspruchungen, wie z. B. Umge­ bungsfeuchtigkeit oder Wasserdampf, besonders zuverlässig schützen zu können, werden die Lichtwellenleiter insbesondere mit Überlänge in einem metallischen Röhrchen untergebracht. Solche optischen Übertragungselemente kommen vorzugsweise in Seekabeln oder Hochspannungsfreileitungen zur Verwendung. Sie zeichnen sich vor allem dadurch aus, daß ihre Lichtwellenlei­ ter selbst bei stark unterschiedlichen Betriebsbedingungen, wie z. B. Temperaturschwankungen, wechselnden Zugspannungen, usw., weitgehend spannungsarm in dem metallischen Röhrchen liegen bleiben. Zur Herstellung eines solchen opti­ schen Übertragungselements wird ein langgestrecktes Metall­ band zu einem Röhrchen geformt, dorthinein mindestens ein Lichtwellenleiter eingeführt, und das Röhrchen verschweißt. In der Praxis ist es erschwert, Lichtwellenleiter in ein sol­ ches metallisches Röhrchen mit vorgebbarer, d. h. definierter Überlänge einzubringen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine definiert vor­ gebbare Überlänge mindestens eines Lichtwellenleiters gegen­ über einem ihn einschließenden, metallischen Röhrchen in zu­ verlässiger und präzise kontrollierbarer Weise zum erzeugen. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem Verfahren­ der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Lichtwel­ lenleiter mit einem derartigen Vorschub in das Röhrchen ein­ geschoben wird, daß der Lichtwellenleiter mit einer größeren Lauflänge in dem Röhrchen zu liegen kommt als an Durchlauf­ länge des Röhrchens erzeugt wird.

Dadurch, daß mindestens ein Lichtwellenleiter mit Vorschub in das Röhrchen eingeschoben wird, wird eine besonders wirkungs­ volle Überlängenerzeugung für den oder die Lichtwellenleiter ermöglicht.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durch­ führung des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche dadurch ge­ kennzeichnet ist, daß Mittel zum Vorschub des Lichtwellenlei­ ters in das Röhrchen derart vorgesehen sind, daß der Licht­ wellenleiter mit einer größeren Lauflänge in dem Röhrchen zu liegen kommt als das fertige Röhrchen an Durchlauflänge auf­ weist.

Sonstige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteran­ sprüchen wiedergegeben.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachfolgend an­ hand einer Zeichnung näher erläutert, die ein Ausführungsbei­ spiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemä­ ßen Verfahrens schematisch in teilweise perspektivischer Dar­ stellung zeigt. In der linken Bildhälfte der einzigen Figur wird ein zunächst vorzugsweise planflächiges Metallband MB von einer feststehenden Vorratsspule VMB abgezogen. Mit Hilfe einer nachfolgenden Formgebungsvorrichtung FV, die in der Figur strichpunktiert eingerahmt angedeutet ist, wird dieses Metallband MB kontinuierlich zu einem metallischen Röhrchen umgeformt, das im Endzustand bei Verlassen der Formgebungs­ vorrichtung FV vorzugsweise etwa kreiszylinderförmig ausge­ bildet ist. In der Formgebungsvorrichtung FV wird das Metall­ band MB im wesentlichen geradlinig entlang eines Formgebungs­ abschnitt FA in Abzugsrichtung AZ1 vorwärtstransportiert. Zur Veranschaulichung des kontinuierlich fortschreitenden Umfor­ mungsprozesses des ursprünglich planflächigen Metallbandes MB in ein rundum geschlossenes, etwa kreiszylinderförmiges Röhrchen RO8 am Ausgang des Formgebungsabschnittes FA ist in der Figur das Metallband MB zusätzlich in einem ersten Zwi­ schenzustand, d. h. in einer Vorstufe als Halbkreiszylinder perspektivisch mit eingezeichnet und mit MB* bezeichnet. Die­ ser erste Umformungsschritt zu einem Längsschlitzröhrchen kann zweckmäßigerweise z. B. mit Hilfe von entsprechend ausge­ bildeten Rollen durchgeführt werden, die von außen beidseitig an das Metallband MB drücken und dieses in gewünschter Weise umbiegen. Der zeichnerischen Übersichtlichkeit halber ist in der Figur lediglich eine einzelne Umformrolle FB eingezeich­ net, die stellvertretend für weitere, entsprechende Formwerk­ zeuge steht. Zweckmäßigerweise ist der Umformrolle FB auf der gegenüberliegenden Seite des halbkreiszylindrisch geformten Metallbandes MB* eine zweite Umformrolle zugeordnet, die als Gegenlager für die Umformrolle FB dient und korrespondierend zur Umformrolle FB ausgebildet ist. Sie ist der zeichneri­ schen Übersichtlichkeit halber weggelassen worden. Vorzugs­ weise sind mehrere derartige Umformrollenpaare - mit je einer Umformrolle zu beiden Seiten der Längserstreckung des Metall­ obandes MB - in Längsrichtung hintereinander angeordnet. Auf diese Weise wird das Metallband MB zu einem annäherungsweise kreiszylinderförmigen Längsschlitzröhrchen RO1 umgeformt, das in Abzugsrichtung AZ1 betrachtet einen etwa geradlinig ver­ laufenden Längsschlitz LS aufweist. Entlang dem Längsschlitz LS stehen sich die beiden Bandkanten des Metallbandes MB zur Verschweißung möglichst auf Stoß gegenüber. In der Figur ver­ läuft der Längsschlitz LS im wesentlichen entlang der Mit­ tenachse auf der Oberseite des Röhrchens RO1.

Gleichzeitig zum Umformprozeß des Metallbandes MB zu dem Längsschlitzröhrchens RO1 werden Lichtwellenleiter LW1 mit LWn von Vorratsspulen VS1 mit VSn abgespult, die bezüglich ihrer zentralen Spulenlängsachse jeweils drehbar aufgehängt sind. Den Vorratsspulen VS1 mit VSn ist ein Lichtwellenlei­ ter-Zuteilabzug AZR zugeordnet, der den gemeinsamen Abzug der Lichtwellenleiter LW1 mit LWn von den Vorratsspulen VS1 mit VSn bewirkt. Die Vorratsspulen VS1 mit VSn können dabei ge­ bremst sein, so daß die Lichtwellenleiter LW1 mit LWn straff gespannt von ihren Vorratsspulen VS1 mit VSn bis zum Zu­ teilabzug AZR vorwärts transportiert werden können. Gegebe­ nenfalls kann es auch zweckmäßig sein, die Vorratsspulen VS1 mit VSn entsprechend zugspannungsgeregelt anzutreiben. In der Figur ist als Lichtwellenleiter-Zuteilabzug AZR beispielhaft eine rotierend angetriebene Bandscheibe BS vorgesehen, die vorzugsweise kreiszylinderförmig ausgebildet ist. An einem Teilabschnitt deren Außenumfangs sind die Lichtwellenleiter LW1 mit LWn gemeinsam parallel nebeneinander aufgelegt. Sie werden dort mit Hilfe eines Abzugbandes BA, das auf die Lichtwellenleiter LW1 mit LWn am Außenumfang der Bandscheibe BS drückt, reibschlüssig festgehalten und somit von der ange­ triebenen Bandscheibe BS vorwärts transportiert. Dabei ist das Abzugsband BA in der Figur insbesondere mit Hilfe zweier, sich jeweils geradlinig erstreckender Trägerarme AR1, AR2 in Form zweier separater Umlaufarme aufgespannt. Um den jeweili­ gen Trägerarm AR1, AR2 läuft also jeweils ein Abzugsband end­ los um. Die beiden Trägerarme AR1, AR2 bilden dabei die bei­ den Schenkel eines gleichschenkligen Dreieckes, die jeweils tangential am Außenumfang der kreisrunden Bandscheibe BS an­ liegen. Mittig sind sie vorzugsweise gelenkig miteinander über eine Laufrolle RO1 verbunden, so daß sie sich zum Aufle­ gen der Lichtwellenleiter LW1 mit LWn auf die Außenberandung der Bandscheibe BS wegklappen lassen. An den freien, äußeren Enden der Arme AR1, AR2 sitzt jeweils eine Laufrolle RO2 bzw. RO3. Durch den Reibschluß läuft somit das Abzugsband BA annä­ herungsweise synchron zur angetriebenen Bandscheibe BS in ei­ nem ersten Umlaufarm zwischen den Laufrollen RO2, RO1 sowie in einem zweiten, separaten Umlaufarm zwischen den Laufrollen RO3 und RO1 mit um, was durch einen Pfeil AR1 angedeutet ist. Zusätzlich oder unabhängig von der Bandscheibe BS kann es ge­ gebenenfalls auch zweckmäßig sein, das Abzugsband AZ eigens anzutreiben. Mit Hilfe des Zuteilabzuges AZR werden die Lichtwellenleiter LW1 mit LWn zugleich zu einem Lichtwellen­ leiter-Bündel LB zusammengefaßt. Dieses Lichtwellenleiter- Bündel LB ist in der Fig. 1 durch eine strichpunktierte Um­ rahmung gekennzeichnet. Die Lichtwellenleiter LW1 mit LWn liegen dabei parallel in einer gemeinsamen Lageebene neben­ einander. Mit Hilfe des Zuteilabzuges AZR werden die Licht­ wellenleiter LW1 mit LWn geordnet, d. h. mit definierten Lage­ verhältnissen, sowie im wesentlichen geradlinig dem sich in Abzugsrichtung konisch verjüngenden Eingang eines langge­ streckten Stützröhrchens SR zugeführt, das dem Zuteilabzug AZR nachgeordnet ist.

Im Eingangsbereich dieses Stützröhrchens SR ist ein Lichtwel­ lenleiter-Schubabzug SAZ vorgesehen. Dieser Schubabzug SAZ ist durch zwei rotierend angetriebene Laufrollen RA1, RA2 ge­ bildet, die aufeinander abrollen und zwischen sich das Licht­ wellenleiter-Bündel LB reibschlüssig mitnehmen. Zweckmäßiger­ weise sind dazu die beiden Laufrollen RA1, RA2 an ihren Lauf­ flächen mit einer Gummierung oder einem sonstigen Reibungsbe­ lag versehen. Der Schubabzug SAZ wird zweckmäßigerweise so zugspannungsgeregelt, daß sowohl die Lichtwellenleiter LW1 mit LWn straff vom Zuteilabzug AZR abgezogen werden, als auch ein Durchrutschen der Lichtwellenleiter LW1 mit LWn zwischen den beiden Lauf rädern RA1, RA2 des Schubabzuges SAZ weitge­ hend vermieden wird. Auf diese Weise werden die Lichtwellen­ leiter LW1 mit LWn des Lichtwellenleiter-Bündels LB mit Hilfe der beiden Laufrollen RA1, RA2 am Eingang des Stützröhrchens SR gefaßt und im wesentlichen straff sowie geradlinig in das Stützröhrchen SR hineingeschoben bzw. eingeführt. Der Schub­ abzug SAZ bewirkt also die Einfädelung bzw. den Vorschub der Lichtwellenleiter LW1 mit LWn in das Stützröhrchen SR hinein, d. h. im Stützröhrchen SR wirkt entlang den Lichtwellenleitern eine Vorschubkraft. Ein Ausbrechen bzw. Ausweichen in radia­ ler Richtung bezogen auf die geradlinige Längserstreckung der einzelnen, parallel in einer gemeinsamen Lageebene nebenein­ anderliegenden Lichtwellenleiter LW1 mit LWn beim Einführen in das Stützröhrchen SR ist somit weitgehend vermieden. Vor­ zugsweise wird auf die Lichtwellenleiter LW1 mit LWn entlang ihrem Laufweg zwischen dem Zuteilabzug AZR und dem Schubabzug SAZ eine Zugkraft von höchstens 50 cN, insbesondere zwischen 5 und 10 cN, pro Faser ausgeübt.

Der Lichtwellenleiter- Zuteilabzug AZR zieht die Lichtwellen­ leiter LW1 mit LWn vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit ab, die um einen vorgebbaren Geschwindigkeitsprozentsatz größer als die Abzugsgeschwindigkeit des fertigen Röhrchens RO8 ist. Dieser Geschwindigkeitsprozentsatz entspricht dabei vorzugs­ weise dem gewünschten Überlängenprozentsatz der Lichtwellen­ leiter im fertig geformten Röhrchen RO8. Der Schubabzug SAZ weist vorzugsweise etwa die selbe Abzugsgeschwindigkeit wie der Zuteilabzug AZR auf. Dazu kann der Schubabzug SAZ zweck­ mäßigerweise mit dem Zuteilabzug AZR gekoppelt sein. Gegebe­ nenfalls kann die Abzugsgeschwindigkeit des Schubabzugs SAZ um einen solchen zusätzlichen Geschwindigkeitsanteil erhöht sein, der dem Geschwindigkeitsbetrag entspricht, der durch etwaigen Schlupf seiner Laufrollen RA1, RA2 wieder verloren geht.

Das Stützröhrchen SR ist im wesentlichen kreiszylinderförmig ausgebildet. Es ist eingangsseitig durch den Längsschlitz LS des Röhrchens RO1 in dessen Inneres hinein eingeführt. Zur besseren Veranschaulichung des Lichtwellenleiter-Zuführsystems ist das Längsschlitz-Röhrchen RO1 im Einführbereich des Stützröhrchens SR aufgebrochen, d. h. im Längsschnitt darge­ stellt. Das Stützröhrchen SR erstreckt sich entlang seinem eingangsseitigen Teilabschnitt im wesentlichen geradlinig als schräg einlaufender Zuführstutzen ZST. Es biegt dann derart in den Längsverlauf des Röhrchens RO1 ab, daß es sich im In­ neren des Röhrchens RO1 im wesentlichen geradlinig erstreckt. Das Stützröhrchen SR verläuft mit seinem Längsteil LT im In­ neren des metallischen Röhrchens RO1 bzw. RO2 vorzugsweise bis zum ausgangsseitigen Ende des Formgebungsabschnittes SA. Es erstreckt sich in Abzugsrichtung AZ1 betrachtet somit an­ näherungsweise vom Längsort, an dem das Längsschlitzröhrchen RO1 gebildet ist, über den Schweißbereich einer nachfolgenden Schweißvorrichtung SV sowie über den Walzabschnitt einer wei­ ter nachgeordneten Walzvorrichtung WV hinweg bis zum Ausgang der Formvorrichtung FV. Das mit der Schweißvorrichtung SV längsverschweißte Röhrchen ist dabei mit RO2 bezeichnet. Das Stützröhrchen SR dient insbesondere dem Zweck, die Lichtwel­ lenleiter LW1 mit LWn bis zum Einführen bzw. Freigeben in das fertig geformte Röhrchen RO8 von außen rundum abzustützen. Das Stützröhrchen gibt also den Lichtwellenleitern solange eine Führung vor, bis das metallische Röhrchen in seine End­ form am Ausgang des Formgebungsabschnittes FA gebracht worden ist. Erst dann läßt es die Lichtwellenleiter frei beweglich in das Röhrchen einlaufen. Dadurch sind seitliche, insbeson­ dere radiale Auslenkungen oder ein seitliches Ausbrechen der Lichtwellenleiter LW1 mit LWn bezüglich dem Längsverlauf der Zentralachse des Stützröhrchens SR weitgehend vermieden, so daß definierte Einlaufverhältnisse für die Lichtwellenleiter bereitgestellt sind. Die Lichtwellenleiter LW1 mit LWn folgen also dem Längsverlauf der Zentralachse des Stützröhrchens SR nach, d. h. ihnen wird ein definierter Wegverlauf vorgegeben und damit eine definierte Durchlauflänge zugeordnet. Dazu weist das Stützröhrchen SR zweckmäßigerweise lediglich einen Innendurchmesser derart auf, daß die Lichtwellenleiter LW1 mit LWn nur mit wenig Spiel in ihm entlangführbar sind. Vor­ zugsweise ist das Lichtwellenleiter-Bündel LB höchstens mit 2/10 mm, insbesondere mit höchstens 1/10 mm Spiel im Stütz­ röhrchen SR geführt. Eine Wellung der Lichtwellenleiter LW1 mit LWn im Inneren des Stützröhrchens SR entlang dessen Längserstreckung ist somit weitgehend vermieden. Der Innen­ durchmesser des Stützröhrchens SR ist vorzugsweise zwischen 0,1 und 10 mm, insbesondere zwischen 0,5 und 3 mm gewählt. Das Stützröhrchen SR erstreckt sich vorzugsweise auf einer Gesamtlänge zwischen 60 und 2000 mm.

Um zu erreichen, daß die Lichtwellenleiter LW1 mit LWn im fertig geformten Röhrchen RO8 mit einer definierten Überlänge zu liegen kommen, werden die Lichtwellenleiter LW1 mit LWn durch das Stützröhrchen SR mit einer größeren Lauflänge hin­ durchgeschoben, als an Durchlauflänge am Ausgang des Formge­ bungsabschnittes FR für das fertige, sich geradlinig erstreckende Röhrchen RO8 produziert wird. Der Lichtwellen­ leiter-Schubabzug SAZ als Mittel zum Vorschub der Lichtwel­ lenleiter LW1 mit LWn in das Röhrchen RO8 hinein wird dazu zweckmäßigerweise derart betrieben, daß die Lichtwellenleiter LW1 mit LWn mit einer größeren Abzugsgeschwindigkeit als das fertig geformte, sich geradlinig erstreckende sowie im we­ sentlichen kreiszylinderförmig ausgebildete Röhrchen RO8 vor­ wärts geschoben werden. Die Differenz zwischen der mehr ein­ geschobenen Lichtwellenleiterlänge und der Produktionslänge des fertig geformten Röhrchens RO8 bestimmt dann die Über­ länge, mit der die Lichtwellenleiter LW1 mit LWn im Inneren des Röhrchens RO8 zu liegen kommen. Zweckmäßigerweise werden die Lichtwellenleiter LW1 mit LWn mit einer um etwa 2 bis 7‰, insbesondere zwischen 2 und 6‰ vergrößerten Durch­ lauflänge gegenüber der Produktions- Durchlauflänge des fer­ tig geformten Röhrchens RO8 in dieses eingeschoben.

Das Stützrohr SR zwingt den Lichtwellenleitern LW1 mit LWn einen im wesentlichen geradlinigen Bahnverlauf im Röhrchen RO1 bzw. RO2 auf, so daß eine definierte Einlauflänge für die Lichtwellenleiter LW1 mit LWn sichergestellt ist. Erst ab dem Austreten der Lichtwellenleiter LW1 mit LWn aus der ausgangs­ seitigen Öffnung des Stützröhrchens SR ist den Lichtwellen­ leiter LW1 mit LWn ein sich frei einstellender Bahnverlauf ermöglicht. Da die Lichtwellenleiter LW1 mit LWn mit Über­ länge in das fertig geformte Röhrchen RO8 eingeschoben wer­ den, kommt es dort zu seitlichen, insbesondere radialen Aus­ lenkungen der Lichtwellenleiter LW1 mit LWn (bezüglich der Zentralachse des Röhrchens RO8), die durch die Innenberandung des Röhrchens RO8 begrenzt werden. Insbesondere verteilen sich die Lichtwellenleiter LW1 mit LWn wendelförmig im ferti­ gen Röhrchen RO8. In diesem Endzustand sind die Lichtwellen­ leiter mit LW1* mit LWn* bezeichnet. Dadurch, daß sich das Stützröhrchen SR im Röhrchen RO1, RO2 im wesentlichen gerad­ linig erstreckt, ist eine in besonders einfacher Weise direk­ te, eindeutige Zuordnung der eingeschobenen Lauflänge des je­ weiligen Lichtwellenleiters zur erzeugten Durchlauflänge des fertig geformten metallischen Röhrchens RO3 bereitgestellt. Auf diese Weise ist eine besonders präzise Einstellung der Lichtwellenleiterüberlänge ermöglicht. Das Ausmaß der erzeug­ ten Überlänge wird insbesondere direkt von der Vorschubge­ schwindigkeit des Schubabzuges SAZ bestimmt, was ganz wesent­ lich die Steuerung und Regelung der Überlängenerzeugung ver­ einfacht.

Um das Stützröhrchen SR herum ist gegebenenfalls ein langge­ strecktes Füllröhrchen FR mit Abstand derart angeordnet, daß zwischen dem Stützröhrchen SR und dem Füllröhrchen FR ein Ringspaltkanal RS zur etwaigen Zufuhr von Füllmasse gebildet ist. Das Füllröhrchen FR umgibt das Stützröhrchen SR insbe­ sondere konzentrisch, so daß eine koaxiale Doppelanordnung von Stützröhrchen SR und Füllröhrchen FR gebildet ist. Vor­ zugsweise ist das Stützröhrchen SR sowie das Füllröhrchen FR im wesentlichen kreiszylinderförmig ausgebildet, so daß sich ein im Querschnitt etwa kreisringförmiger Ringspaltkanal RS ergibt. Das Füllröhrchen FR ist dabei zweckmäßigerweise im Eingangsbereich des Stützröhrchens SR abgedichtet. Das Füll­ röhrchen FR folgt dem Verlauf des Stützröhrchens SR nach und endet bereits vor dem Ausgang des Stützröhrchens SR. In den Ringspaltkanal RS wird eingangsseitig mit Hilfe eines Füll­ stutzens FS die Füllmasse FM eingepumpt. Die Füllmasse FM weist vorzugsweise eine pastenartige, weiche Konsistenz auf. Ihr sind insbesondere Thixotropierungsmittel beigemengt, um das fertige, optische Übertragungselement - gebildet durch das metallische Röhrchen RO8 mit den eingebrachten Lichtwel­ lenleitern weitgehend längswasserdicht machen zu können. Die Spaltbreite des Ringspaltkanals RS ist vorzugsweise minde­ stens gleich 0,2 mm, insbesondere zwischen 0,2 und 1 mm ge­ wählt. Das Füllröhrchens FR endet vorzugsweise vor dem Ende des Stützröhrchens SR, d. h. das Stützröhrchen SR ragt mit seinem Ende über den Ausgang des Füllröhrchens FR hinaus. Vorzugsweise ragt das Stützröhrchen um mindestens 100 mm, be­ vorzugt zwischen 200 und 400 mm über das Ende des Füll­ röhrchens hinaus. Vorzugsweise erstreckt sich das Füll­ röhrchen FR bis etwa in die Mitte der Walzvorrichtung WV, die entlang dem ausgangsseitigen Endabschnitt der Formgebungsvor­ richtung FV angeordnet ist. Das Stützröhrchen SR endet hinge­ gen in Abzugsrichtung AZ1 betrachtet erst später, insbeson­ dere im Ausgangsbereich der Walzvorrichtung WV bzw. einer der Walzvorrichtung WV etwaig nachgeordneten Ziehvorrichtung ZV. Mit Hilfe des Füllröhrchens FR wird also die Füllmasse FM be­ reits zu einem Zeitpunkt in das Röhrchen RO2 hineingebracht, bevor dieses auf seinen Enddurchmesser heruntergezogen worden ist. Dadurch ist weitgehend sichergestellt, daß die Füllmasse FM nach Vollendung des Walzvorganges bzw. des nachfolgenden Ziehvorganges das fertig geformte Röhrchen RO8 vollständig im Inneren ausfüllt.

Zweckmäßigerweise weist das Stützröhrchen einen Innendurch­ messer auf, der mindestens 2/10 mm kleiner als der Innen­ durchmesser des fertigen Röhrchens RO8 ist. Zweckmäßigerweise weist das Füllröhrchen einen Außendurchmesser auf, der minde­ stens 5/10 mm kleiner als der Innendurchmesser des ungewalz­ ten, verschweißten Röhrchens RO2 ist. Der Außendurchmesser des Füllröhrchens FR ist vorzugsweise zwischen 4 und 6 mm ge­ wählt.

Für das Stützröhrchen SR und/oder das Füllröhrchen FR ist vorzugsweise ein metallischer Werkstoff, insbesondere hartge­ zogener Edelstahl gewählt. Aufgrund der Formsteifigkeit, der hohen mechanischen sowie thermischen Belastbarkeit dieses Ma­ terials sind für die Lichtwellenleiter und/oder die Füllmasse somit in vorteilhafter Weise weitgehend definierte Einlauf­ verhältnisse vorgegeben.

Indem zuerst die Füllmasse FM in das Röhrchen eingebracht wird und dann erst die Lichtwellenleiter LW1 mit LWn hinzuge­ geben werden, wird ferner in vorteilhafter Weise dazu beige­ tragen, daß ein Zurückschieben der Lichtwellenleiter entgegen der Abzugsrichtung AZ1 weitgehend vermieden ist. Mit den Lauflängen, mit denen die Lichtwellenleiter LW1 mit LWn in das fertig geformte Röhrchen RO8 eingeschoben werden, kommen die Lichtwellenleiter somit auch im Röhrchen RO8 zu liegen. Zu diesem Zweck ist insbesondere eine besonders zähe Füll­ masse gewählt, die aufgrund der in ihr wirksam werdenden Rei­ bungskräfte die Lagesicherung der Lichtwellenleiter mit un­ terstützt.

Nach dem Einführen des Stützröhrchens SR sowie des Füll­ röhrchens FR durch den Längsschlitz LS in das Röhrchen RO1 hinein werden die Bandkanten des Längsschlitzröhrchens RO1 entlang dem Längsschlitz LS mit Hilfe der nachfolgenden Schweißeinrichtung SV, insbesondere einem Laser oder einer Schweißelektrode, längsverschweißt, so daß das rundum ge­ schlossene, d. h. dichte Röhrchen RO2 gebildet ist. Das Röhrchen RO2 weist vor dem nachfolgenden Walzvorgang vorzugs­ weise einen Innendurchmesser zwischen 3 und 10 mm auf. An­ schließend wird das Röhrchen RO2 mit einer der Schweißvor­ richtung SV nachfolgenden Walzvorrichtung WV im Durchmesser reduziert und gelängt. Die Walzvorrichtung weist am Außenum­ fang des verschweißten Röhrchens RO2 in Längsrichtung rotie­ rend angetriebene Walzen auf. Beispielsweise sind jeweils zwei Walzen einander zugeordnet, die auf gegenüberliegenden Seiten des Röhrchens RO2 an dessen Außenmantel abrollen. Je­ weils zwei einander zugeordnete Walzen schließen dabei das durchlaufende Röhrchen RO2 zwischen sich ein und geben für dieses eine Durchgangsöffnung bestimmter Querschnittsform vor. Insbesondere ist zwischen zwei aufeinander abrollenden Walzen jeweils ein etwa kreiszylinderförmiger Durchlaß be­ reitgestellt, dessen Querschnittsform dem durchlaufenden Röhrchen RO2 aufgeprägt bzw. aufgedrückt wird. Das Wandmate­ rial des Röhrchens kommt dabei durch die plastische Verfor­ mung zum Fließen. In Durchlaufrichtung AZ1 betrachtet sind in der Figur beispielhaft drei Walzenpaare W11/W12, W21/W22, W31/W32 hintereinander angeordnet. Die Walzenpaare sind dabei lediglich schematisch gezeichnet. In Abzugsrichtung AZ1 be­ trachtet wird pro Walzenpaar die Durchgangsöffnung zwischen den Walzen eines Paares schrittweise in Abzugsrichtung AZ1 verkleinert und dadurch eine sukzessive Durchmesserreduzie­ rung des Röhrchens RO2 erreicht. Die Walzen W21/W22 sind also näher an die Zentralachse des Röhrchens RO2 herangerückt als das erste Walzenpaar W11/W12. Das dritte Walzenpaar W31/W32 weist gegenüber dem zweiten Walzenpaar W21/W22 schließlich eine Durchgangsöffnung auf, die im Durchmesser noch weiter gegenüber dem ersten Walzenpaar W21/W22 verringert ist. Dem jeweiligen Walzenpaar W11/W12, W21/W22, W31/W32 ist insbeson­ dere jeweils eine Antriebsvorrichtung MO1 mit MO3, insbeson­ dere ein Motor, zugeordnet. Die Abzugsgeschwindigkeit der Walzenpaare W11/W12, W21/W22, W31/W32 nimmt dabei in Abzugs­ richtung AZ1 sukzessive pro Walzenpaar zu, so daß am Röhrchen RO2 entlang der Walzstrecke gezogen wird. Durch das Walzen wird insbesondere eine Außendurchmesserreduzierung des Röhrchens RO2 erreicht, ihm seine Endform aufgeprägt und eine Längung erzielt. Vorzugsweise sind zwischen 1 und 10 Walzen­ paare, insbesondere zwischen 3 und 7 Walzenpaare hintereinan­ dergereiht. Pro Walzenpaar läßt sich vorzugsweise eine Län­ gung, d. h. Verlängerung des Röhrchens gegenüber seiner ur­ sprünglichen Lauflänge vor dem jeweiligen Walzenpaar, zwi­ schen 5 und 20%, insbesondere zwischen 5 und 15% erreichen. Da die Wanddicke des Röhrchens beim Walzvorgang im wesentli­ chen konstant bleibt, ergibt sich pro Walzenpaar eine Redu­ zierung der ringförmigen Wandquerschnittsfläche ebenfalls zwischen 5 und 20%, insbesondere zwischen 5 und 15% bezogen auf die Wandquerschnittsfläche vor dem jeweiligen Walzvor­ gang. Das Röhrchen wird insgesamt vorzugsweise zwischen 10 und 70% seiner ursprünglich in die Walzvorrichtung WV einge­ fahrenen Länge gelängt. Das fertig geformte Röhrchen RO8 weist vorzugsweise einen Innendurchmesser zwischen 1 und 10 mm auf.

Ggf. kann es auch zweckmäßig sein, zusätzlich zur Walzvor­ richtung WV noch mindestens eine Ziehvorrichtung, insbeson­ dere mindestens einen feststehenden Ziehstein vorzusehen. In der Figur ist beispielhaft ein derartiger Ziehstein aus­ schnittsweise strichpunktiert nach der Walzvorrichtung WV an­ gedeutet und mit ZV bezeichnet. Ein solcher Ziehstein weist eine sich konusförmig verjüngende Durchgangsöffnung vorgebba­ rer Querschnittsabmessung auf. Mit dem Ziehstein ZV kann ins­ besondere noch eine abschließende Längung, insbesondere Redu­ zierung der Wandquerschnittsfläche, oder Glättung des gewalz­ ten Röhrchens RO2 vorgenommen werden, so daß sich schließlich das fertig geformte Röhrchen RO8 ergibt. Anschließend wird das so gebildete, erfindungsgemäße optische Übertragungsele­ ment weiteren Verarbeitungsstufen zugeführt oder auf eine Vorratsspule aufgewickelt. Diese sind in der Figur der Über­ sichtlichkeit halber weggelassen worden. Mindestens ein sol­ ches Röhrchen wie z. B. RO8 mit den mit Überlänge eingebrach­ ten Lichtwellenleitern wird besonders bevorzugt in Seekabeln und Leitungseilen von Hochspannungsfreileitungen eingebaut.

Das durch das Stützröhrchen SR sowie das Füllröhrchen FR ge­ bildete Zuführsystem dient weiterhin insbesondere auch dazu, daß für die Füllmasse FM und/oder die Lichtwellenleiter LW1 mit LWn im Bereich der Schweißvorrichtung SV eine Abschirmung bzw. Isolierung gegenüber deren Schweißstelle bereitgestellt ist. Das Stützröhrchen SR sowie das Füllröhrchen FR stellen also jeweils einen ringsum dichten Führungskanal über den Schweißbereich hinweg bereit, der die Lichtwellenleiter und/oder die Füllmasse im Schweißbereich insbesondere vor thermischer Beanspruchung schützt. Bereits der Mantel des Füllröhrchens FR wirkt als thermische Isolierung für die Füllmasse FM. Besonders zweckmäßig ist es dabei, das Füll­ röhrchen FR sowie das in ihm geführte Stützröhrchen SR mög­ lichst auf derjenigen Innenseite des Röhrchens RO1 anzuordnen bzw. entlangzuführen, die dem zu verschweißenden Längsschlitz gegenüberliegt. Wird beispielsweise das Röhrchen RO1 von oben mit Hilfe der Schweißeinrichtung SV verschlossen, so ist es zweckmäßig, die konzentrische Doppelanordnung von Füll­ röhrchen FR und Stützröhrchen SR am Boden des Röhrchens RO1 auf der gegenüberliegenden Innenwand entlanglaufen zu lassen. Auf diese Weise wird der Abstand zwischen der Schweißeinrich­ tung SV und den Füllröhrchen FR bzw. dem Stützröhrchen SR möglichst groß gehalten, so daß die Intensität der durch den Schweißvorgang erzeugten Hitzestrahlung am Ort des Füll­ röhrchen FR bereits etwas abgeklungen ist. Dadurch ist eine Überhitzung der Füllmasse FM weitgehend vermieden. Insbeson­ dere ist einer etwaigen Wasserstoffabspaltung aus der Füll­ masse FM entgegengewirkt, die ansonsten gegebenenfalls zu ei­ nem Anstieg der Übertragungsdämpfung der Lichtwellenleiter LW1 mit LWn führen könnte. Da das Stützröhrchen SR innerhalb der Füllmasse FM des Füllröhrchen FR eingebettet ist, ist für die Lichtwellenleiter LW1 mit LWn eine noch wirkungsvollere thermische Isolierung bzw. Barriere als für die Füllmasse FM selbst bereitgestellt. Denn die Lichtwellenleiter LW1 mit LWn sind dann auch noch durch die Füllmasse FM sowie die Ummante­ lung des Stützröhrchens SR mechanisch und thermisch von der Schweißstelle getrennt. Insbesondere umgibt die Füllmasse FM das Stützröhrchen SR als thermisch isolierende Schicht und verhindert somit eine unzulässig starke Erhitzung der Licht­ wellenleiter LW1 mit LWn. Dazu reicht es gegebenenfalls schon aus, die Füllmasse mit Raumtemperatur zuzuführen. Besonders zweckmäßig ist es, die Füllmasse FM gekühlt in den Ringspalt­ kanal RS einzupumpen. Auf diese Weise können die Lichtwellen­ leiter LW1 mit LWn einwandfrei, d. h. ohne unzulässig hohe Aufheizung unter der Schweißeinrichtung SV hindurchgeführt werden. Insbesondere ist dadurch eine Wasserstofffreisetzung wie z. B. aus dem Lichtwellenleiter-Coating (primäres und/oder sekundäres Coating) weitgehend vermieden.

Dadurch, daß die Lichtwellenleiter im Führungsröhrchen SR und/oder die Füllmasse FM im Füllröhrchen FR jeweils herme­ tisch abgeschirmt über die Schweißstelle hinweg entlangge­ führt sind, ist zudem auch weitgehend vermieden, daß etwaig beim Schweißvorgang außerhalb des Stütz- und /oder Füll­ röhrchens freigesetzter Wasserstoff mit in das fertige, rundum dichte Röhrchen RO8 eingeschleppt werden kann und dort für immer verbleibt. Solcher Wasserstoff kann nämlich bei­ spielsweise auch beim Aufschmelzen des Metalls des Röhrchens RO1 freigesetzt werden. Weiterhin kann es beispielsweise auch vorkommen, daß im Schweißbereich feuchte Umgebungsluft ge­ spalten und Wasserstoff frei wird. Da sich das Füllröhrchen FR und das Stützröhrchen SR weit über den Schweißbereich hin­ aus in Abzugsrichtung erstrecken, ist einem Eindringen von Wasserstoff, der außerhalb des Stütz- oder Füllröhrchens et­ waig freigesetzt wird, in das Innere des fertigen Röhrchens RO8 hinein besonders wirkungsvoll entgegengewirkt. In gewis­ sem Umfang wirkt dabei insbesondere die vor den Lichtwellen­ leitern in das Röhrchen eingebrachte Füllmasse als Wasser­ dampfsperre, da sie den Innenquerschnitt des Röhrchens im Ausgangsbereich des Füllröhrchens im wesentlichen voll flächig füllt und das Innere des fertigen Röhrchens RO8 propfen- bzw. stöpselartig in Richtung auf die Schweißstelle zu nach außen abschließt.

Zwischen der Schweißstelle und den Lichtwellenleitern und/oder der Füllmasse sind also zusätzliche Bauteile (insbesondere in radialer Richtung betrachtet) vorgesehen, wodurch die Hitzestrahlung von der Schweißstelle nicht mehr ungehindert bis zur Füllmasse und/oder den Lichtwellenleitern vordringen kann. Die Füllmasse und/oder die Lichtwellenleiter stehen somit nicht in unmittelbaren Kontakt mit der Schweiß­ stelle und können somit in zuverlässiger Weise vor unzulässig hohen thermischen Beanspruchungen geschützt werden.

Gegebenenfalls kann es auch zweckmäßig sein, mit Hilfe des Ringspaltkanals RS anstelle der Füllmasse FM einen langge­ streckten Quellfaden oder ein Quellvlies in das metallische Röhrchen einzuschieben.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Lichtwellenleiter-Überlän­ generzeugung erlaubt es, vorzugsweise zwischen 1 mit 100, be­ vorzugt zwischen 1 und 50 Lichtwellenleiter in das fertig ge­ formte, metallische Röhrchen einzuschieben.

Claims (17)

1. Verfahren zur Erzeugung von Überlängen mindestens eines Lichtwellenleiters (LW1 mit LWn) gegenüber einem ihn ein­ schließenden, metallischen Röhrchen (RO8), dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtwellenleiter (LW1 mit LWn) mit einem derartigen Vorschub in das Röhrchen (RO8) eingeschoben wird, daß der Lichtwellenleiter (LW1 mit LWn) mit einer größeren Lauflänge in dem Röhrchen (RO8) zu liegen kommt als an Durchlauflänge des Röhrchens (RO8) erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Röhrchen (RO8) aus einem Metallband (MB) geformt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtwellenleiter (LW1 mit LWn) mit einer höheren Ab­ zugsgeschwindigkeit als das zu fertigende Röhrchen (RO8) ab­ gezogen wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Röhrchen (RO2) vor dem Einbringen des Lichtwellen­ leiters (LW1 mit LWn) derart mit Füllmasse (FM) gefüllt wird, daß der später mit Überlänge eingeschobene Lichtwellenleiter (LW1 mit LWn) von der Füllmasse (FM) eingebettet wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtwellenleiter (LW1 mit LWn) wendelförmig in das fertig geformte Röhrchen (RO8) eingeschoben wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtwellenleiter (LW1 mit LWn) bis zum Einbringen in das fertig geformte Röhrchen (RO8) in einem langgestreckten Stützröhrchen (SR) geführt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllmasse (FM) bis zum Einbringen in das Röhrchen (RO8) in einem langgestreckten Füllröhrchen (FR) geführt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllmasse (FM) in einem Ringspaltkanal (RS) geführt wird, der zwischen dem Stützröhrchen (SR) und dem Füll­ röhrchen (FR) gebildet ist, das mit Abstand das Stützröhrchen (SR) umgibt.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (SAZ) zum Vorschub des Lichtwellenleiters (LW1 mit LWn) in das Röhrchen (RO8) derart vorgesehen sind, daß der Lichtwellenleiter (LW1 mit LWn) mit einer größeren Lauflänge in dem Röhrchen (RO8) zu liegen kommt als das fertige Röhrchen (RO8) an Durchlauflänge aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel ein Schubabzug (SAZ) vorgesehen ist, der den Lichtwellenleiter (LW1 mit LWn) mit einer größeren Abzugsge­ schwindigkeit in das fertige Röhrchen (RO8) einschiebt, als dieses in Abzugsrichtung (AZ1) vorwärtstransportiert wird.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß eingangsseitig in das zu fertigende Röhrchen (RO8) ein langgestrecktes Stützröhrchen (SR) eingeführt ist, daß der Zufuhr des Lichtwellenleiters (LW1 mit LWn) in das Röhrchen (RO8) dient.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Stützröhrchen (SR) im wesentlichen geradlinig bis zum ausgangsseitigen Ende der Formgebungsvorrichtung (FV) für das Röhrchen (RO8) erstreckt.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 mit 12, dadurch gekennzeichnet, daß eingangsseitig in das zu formende Röhrchen (RO8) ein langgestrecktes Füllröhrchen (FR) eingeführt ist, das der Zu­ fuhr von Füllmasse (FM) in das Röhrchen (RO8) dient.

14. Vorrichtung nach Anspruch 11 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllröhrchen (FR) das Stützröhrchen (SR) im wesentli­ chen konzentrisch umgibt.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Füllröhrchen (FR) im wesentlichen geradlinig er­ streckt.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 mit 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützröhrchen (SR) über das Ende des Füllröhrchens (FR) hinausragt.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 mit 16, dadurch gekennzeichnet, daß im Ausgangsbereich des Füllröhrchens (FR) eine Walzein­ richtung (BV) vorgesehen ist, mit der das Röhrchen (RO2) in seine Endquerschnittsform gebracht wird.