DE2512006B2

DE2512006B2 - Übertragungskabel mit Lichtleitfasern

Info

Publication number: DE2512006B2
Application number: DE2512006A
Authority: DE
Inventors: John Richard Eastleigh Hampshire Osterfield (Ver. Koenigreich)
Original assignee: Pirelli General Cable Works Ltd
Current assignee: Pirelli General Cable Works Ltd
Priority date: 1974-03-20
Filing date: 1975-03-19
Publication date: 1980-05-22
Also published as: FR2265108B1; SE7503122L; CA1046319A; AU7922575A; IT1034346B; GB1453402A; FR2265108A1; BR7501574A; SE409060B; JPS50133845A; DE2512006A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Übertragungskabel mit Lichtleitfasern, die am Außenumfang eines Zugkabels angeordnet sind, welches eine gegenüber den Lichtleitfasern hohe Zugfestigkeit aufweist, und bei dem die Lichtleitfasern und das Zugkabel von einer dichten Umhüllung umgeben sind.

Ein derartiges Übertragungskabel ist aus der DE-OS 12 293 bekannt. Die Herstellung und Verlegung solcher und anderer Übertragungskabel mit Lichtleitfasern bringen erfahrungsgemäß verschiedene Probleme mit sich. So muß der Schwierigkeit Rechnung getragen werden, daß Lichtleitfasern regelmäßig keine hohen Zugbeanspruchungen vertragen. Gefährliche Zugbeanspruchungen lassen sich während der Herstellung nur durch besonders aufwendige Verfahren vermeiden.

Beim Auslegen muß man im Rahmen des Möglichen behutsam vorgehen oder — wie im Falle der vorerwähnten DE-OS — ein hochfestes Zugkabel einbauen. Bei Lichtleitfasern aus Silikatgläsern besteht '· darüberhinaus das Problem des Auftretens von Absorptionsmaxima bei bestimmten Wellenlängen, die aufgrund der Feuchtigkeit auftreten, welche das Fasermaterial aufnimmt Darüberhinaus muß man bestrebt sein, die Lichtleitfasern vor Querschnittsänderungen zu

Hi bewahren, weil diese zu unerwünschten Lichtstreustellen entlang der Faser führen können. Ähnliche Folgen hat eine übermäßige Korrosion der Lichtleitfasern, und Lichtstreustellen führen zu unterwünschten Verlusten der Übertragungsenergie.

■ ■■> Der bisher erforderliche Aufwand zur Vermeidung der bekannten Schwierigkeiten ist beträchtlich, so daß der Erfindung die Aufgabe zugrundeliegt, die Kosten von Übertragungskabeln mit Lichtleitfasern bei der Herstellung und bei der Anwendung zu senken. Eine

><> Lösung dieser Aufgabe ist in der DE-OS 24 24 041 vorgeschlagen worden. Lösungsversuche von Teil aspekten sind auch den älteren Anmeldungen gemäß

DE-OS 23 55 854 und 23 55 855 zu entnehmen. Die Erfindung geht demgegenüber aus von einem

->> Übertragungskabel der eingangs geschilderten Art und schlägt zur Lösung der gestellten Aufgabe vor, daß die Lichtleitfasern am Außenumfang und gegebenenfalls auch am Innenumfang in eine Polsterlage eingebettet sind.

in Bevorzugte Ausgestaltungsmöglichkeiten und Weiterbildungen dieser Erfindung sind den Merkmalen der Unteransprüche zu entnehmen. So wird insbesondere bevorzugt, daß zusätzlich zu und innerhalb der dichten Umhüllung eine gesonderte Dampfsperre

Γι vorgesehen ist, die aus einem Streifen eines Kunststoff/ Metallfolien-Laminates besteht, welches mit der Metalloberfläche nach innen weisend und mit seinen Kanten überlappend parallel zur Längsrichtung des Übertragungskabels verlaufend angeordnet ist.

4» Für verschiedene Anwendungsfälle kann demgemäß mit Vorteil auch vorgesehen sein, daß innerhalb seiner Umhüllung mehrere Kernelemente angeordnet sind, von denen jedes aus einer Anzahl von Lichtleitfasern in konzentrischer Anordnung um jeweils ein Zugkabel

4^r> gegebenenfalls nebst Polsterlage und aus der radial außerhalb der Lichtleitfasern angeordneten konzentrischen Polsterlage besteht und daß die Dampfsperre sämtliche Kernelemente gemeinsam umgibt.

Die Erfindung ist in der beigefügten Schnittzeichnung

^r>« durch ein Übertragungskabel beispielhaft dargestellt. Das Übertragungskabel weist mehrere Lichtleitfasern 3 auf, die sich in axialer Richtung längs des Kabel erstrecken und durch Extrudieren mit einzelnen Hüllen oder Mänteln 3a aus Kunststoff versehen sind,

■>■> beispielsweise hochdichtem Polyäthylen, das die Lichtleitfasern vor Abrieb schützt. Die Lichtleitfasern liegen nicht fest in den Hüllen, so daß wenigstens beschränktes Verdrehen zwischen jeder Lichtleitfaser und ihrer Hülle möglich ist, wobei sich der weiter unten noch erläuterte

M) Vorteil ergibt. Die Lichtleitfasern sind auf ein Seil (langgestrecktes Bauteil) I spiralig aufgelegt, das eine relativ hohe Zugfestigkeit im Vergleich zu den Lichtleitfasern besitzt. Das Seil 1 soll eine merkbare Verlängerung und damit Bruch der optischen Fasern

b5 unter denjenigen Zugbelastungen verhindern, denen sie während der einzelnen Fertigungsschritte und während des Verlegens des Kabels ausgesetzt sind. In der dargestellten Ausführungsform besteht das Seil I aus

einer Litze aus verflochtenen Glasfasern und ist demzufolge elastisch flexibel. Diese Litze ist torsionsfrei verlegt, und nach der Kabelherstellung und -Verlegung dient die Litze dann nur noch als Füller. Als Alternative zu einer Glaslitze kann auch ein Kunststoffseil oder ein Metallseil in Frage kommen, wobei die einzelnen Stahldrähte verflochten oder geklöppelt sein können.

Das Seil 1 ist mit einem Kunststoffmantel 2 beschichtet, der vorzugsweise aus einem elastisch deformierbaren Material und etwa aus einem Kunststeif mit Zellenstruktur bestehen kann, etwa in der Form von Polyäthylen oder Polyvinylchlorid. Dieser Mantel 2 bildet ein Bett für die Lichtleitfasern 3 und bettet diese *eich. so daß sie gegen Querschnitts-Distorsionen aufgrund eventuell auftretender Radialkräfte geschützt sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind Füllerseile 4, bestehend etwa aus Kunststoff (Polyäthylen oder dergleichen), zwischen benachbarten Lichtleitfaser angeordnet, jedoch könnte auch der gesamte Umfang der Mantelbettung 2 mit Lichtleitfasern belegt sein. Das Füllerseil 4 und die Lichtleitfasern werden auf der Mantelbeltung 2 durch eine Bandage 5 in der vorgesehenen Lage gehalten, wobei die Bandage 5 beispielsweise aus sich überlappenden Papierbändern bestehen kann. Die optischen Fasern sind in einer als Dampf- oder Feuchtigkeitssperre dienenden Mantelung 6a, 66 eingeschlossen, die über der Bandage 5 liegt, so daß ein wirksamer Schutz gegen das Eindringer von Feuchtigkeit gegeben ist.

Die dampfsperrende Schicht 6a und 66 weist einen Streifen aus einem Aluminium-Polyäthylen-Laminat 6,·» auf, das um die Lichtleitfasern 3 so umgewickelt ist, daß die Aluminiumseite nach innen weist und daß die Kanten des Streifens sich parallel zur Längsrichtung des Kabels erstrecken und einander überlappen. Diese sich überlappenden Kanten werden eng aneinander gehalten; die Feuchtigkeitssperre besitzt weiter eine extrudierte Polyäthylen-Abdeckung 66, die Zellenstruktur besitzt (also beispielsweise geschäumt ist), und die mit der Polyäthylenseiie auf das Laminat aufgeklebt ist. Die für das Laminat und die extrudierte Abdeckung 6b in Frage kommenden Kunststoffe sowie die Temperatur der Extrusion sind so gewählt, daß das integrale Abbinden direkt beim Extrudieren stattfindet. Eine derartige Dampfsperre sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung sind in der britischen Patentschrift 9 68 061 beschrieben.

Das Aluminium des Laminats 6a ist als Folie ausgeführt, und li'ie Abdeckung 6b aus elastisch deformierbaren Kunststoffen stellt eine weiche Ummantelung für die Lichtleitasern 3 dar und schützen selbige gegen Distorsion, die sonst durch Mantellagen auftreten könnte, die außerhalb der Lichtleitfasern angeordnet sind, welche Distorsionen in den einzelnen Fertigungsstufen und beim Verlegen d£s Kabels auftreten können.

Die soweit beschriebenen Komponenten 1 bis 6 stellen ein Kernelemer.t für das Kabel dar. Das Kabel wird durch mehrere Schutzlagen 7,8,9 vervollständigt. Diese Lagen umfassen zwei Armierungsschichlen 7 und 8 und einen äußeren Mantel 9. Jede der Armierungslagen besitzt spiralförmig gelegte Drähte, wobei jedoch die Drähte der einen Schicht in entgegengesetztem Sinne laufen wie diejenigen der anderen Schicht, so daß sich eine torsionsfeste Anordnung ergibt. Es sind nur

zwei Drähte dargestellt in jeder der Lagen 7 und 8, was natürlich nur aus Grüne en der einfacheren Darstellung geschehen ist; die Drähte können beispielsweise aus Stahl oder Aluminium bestehen. Der Außenmantel 9 besteht beispielsweise aus Kunststoff und schützt die Armierungsdrähte in den Lagen 7 und 8 gegen Korrosion.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung umfaßt ein vollständiges Übertragungskabel mehrere Kcrnelemente, die zu Bündeln zusammengefaßt sind, wobei jedes Kernelement die Komponenten 1 bis 6 des in der Zeichnung dargestellten Kabels aufweist, wobei außerdem dann noch die Komponenten 7 bis 9 des dargestellten Kabels vorhanden sind, die die zusammengebündelten Kernelemente umschließen. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung kann die Dampfsperre 6a, 6b bei den einzelnen Kernelementen weggelassen werden und durch eine ähnliche Dampfsperren-Ummantelung ersetzt werden, die sämtliche Kerneletnente zusammengenommen umschließt, wobei natürlich auf jeden Fall jedes Kernelement seine äußere Umpolsterung behält.

Das beschriebene Übertragungskabel kann mit den bei der Herstellung elektrischer Kabel und Leitungen bekannten Verfahren hergestellt werden. Irn einzelnen können die Lichtleitfasern spiralförmig mit Hilfe üblicher Aufwickelvorrichtungen angelegt werden: Diese Vorrichtungen üben bis zum gewissen Grade Torsionen auf die einzelnen Fäden aus, die aufgelegt werden; jedoch nehmen die Hüllen Za auf den einzelnen Lichtleitfasern bis zu gewissem Ausmaß die Verdrillung auf, ohne daß sie sie an die Lichtleitfasern in ihrem Inneren direkt weitergeben. Vorteilhafterweise werden die Lichtleitfasern so aufgelegt, daß der Krümmungssinn der Spirallage sich periodisch längs des Kernelementes umkehrt: Dieses Verfahren unterstützt ein Kleinhaiten der auf die Lichtleitfasern ausgeübten Torsionen.

Insgesamt wurde ein Übertragungskabel mit Lichtleitfasern beschrieben, das ein oder mehrere Kernelemente sowie Schutzmantel aufweist und Armierungslagen sowie einen äußeren Kunststoffmantel umfaßt, die um die Kernelemente herum angeordnet sind. Jedes Kernelement weist mehrere Lichtleitfasern auf, die um ein langgestrecktes Bauteil oder Seil herumgelegt sind, welches im Vergleich zu den Lichtleitfasern relativ hohe Zugfestigkeit aufweist und beispielsweise aus einer Litze aus verflochtenen Glasfasern bestehen kann. Um die Lichtleitfasern ist eine weiche Ummantelung herumgelegt und eine zweite weiche Unterbettung ist zwischen das Seil und die Lichtleitfasern eingelegt: Diese weichen Lagen, die beispielsweise aus extrudiertem Kunststoff mit Zellenstruktur (Schaumstoff) bestehen können, betten die Lichtleitfasern so weich, daß sie gegen Querschnittesverzerrungen geschützt sind, die während der Herstellung und dem Verlegen des Kabels auftreten könnten. Eine Dampfsperre ist um das Kernelement bzw. um jedes einzelne ICernelemont, oder um ein Bündel von Kernelementen nerum vorgesehen, um das Eindringen von Feuchtigkeit zu verhindern. Eine Hülle umschließt jede einzelne Lichtleitfaser so, daß wenigstens begrenztes Verdrehen zwischen der Hülle und der umschlossenen Lichtleitfaser möglich ist, wodurch ein Auflegen der Lichtleitfasern ohne Torsion ermöglicht wird.

Hierzu 1 BIi Ut Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Übertragungskabel mit Lichtleitfasern, die am Außenumfang eines Zugkabels angeordnet sind, welches eine gegenüber den Lichtleitfasern hohe Zugfestigkeit aufweist, und bei dem die Lichtleitfasern und das Zugkabel von einer dichten Umhüllung umgeben sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleitfasern (3) am Außenumfang und gegebenenfalls auch am Innenumfang in eine Polsterlage (6b; 2) eingebettet sind.

2. Übertragungskabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Polsterlage aus zellbildendem Kunststoff (Schaumstoff) besteht

3. Übertragungskabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu und innerhalb der dichten Umhüllung (9) eine gesonderte Dampfsperre vorgesehen ist, die aus einem Stieifen eines Kunststoff/Metallfolien-Laminates (6a,¹ besteht, welches mit der Metalloberfläche nach innen weisend und mit seinen Kanten überlappend parallel zur Längsrichtung des Übertragungskabels verlaufend angeordnet ist.

4. Übertragungskabel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die radial außerhalb der Lichtleitfasern (3) vorgesehene Polsterlage (6b) integraler Bestandteil der Dampfsperre ist und aus einer extrudieren Kunststoff-Lage besteht, die mit der Kunststoffseite des Laminates verklebt ist.

5. Übertragungskabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleitfasern spiralförmig angeordnet sind und daß sich der Windungssinn der Spirallage im Kabel periodisch umkehrt.

6. Übertragungskabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Lichtleitfaser (3) innerhalb einer Kühle (3a) angeordnet und in dieser zumindest begrenzt verdrehbar ist.

7. Übertragungskabel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daB innerhalb seiner Umhüllung (9) mehrere Kernelemente angeordnet sind, von denen jedes aus einer Anzahl von Lichtleitfasern (3) in konzentrischer Anordnung um jeweils ein Zugkabel (1) gegebenenfalls nebst Polsterlage (2) und aus der radial außerhalb der Lichtleitfasern angeordneten konzentrischen Polsterlage (6b) besteht und daß die Dampfsperre sämtliche Kernelemente gemeinsam umgibt.