DE29711024U1

DE29711024U1 - Kabel mit zugfesten Elementen aus einem Faserwerkstoff

Info

Publication number: DE29711024U1
Application number: DE29711024U
Authority: DE
Original assignee: Alcatel Alsthom Compagnie Generale dElectricite
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 1997-06-25
Filing date: 1997-06-25
Publication date: 1997-08-28
Anticipated expiration: 2007-06-26

Description

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kabel mit einem oder mehreren Leitern, einer äußeren Hülle und zugfesten Elementen, die aus einem Faserwerkstoff bestehen.

Kabel umfassen neben einem oder mehreren, ggf. isolierten Leitern und einer äußeren Hülle bzw. einem Mantel zum Schutz häufig zugfeste Elemente, die aus einem Faserwerkstoff bestehen. In der Regel dienen die Elemente gleichzeitig zur Füllung von Hohlräumen im Kabelquerschnitt, um eine gegenseitige Verschiebung von Leitern, Hüll- und Schutzelementen wie Bewehrungen, Beilaufen, Schirmen oder Isolierungen zu vehindern und die Druckbelastbarkeit des Kabels zu erhöhen.

Zugfeste Elemente sind insbesondere bei Lichtwellenleiterkabeln von erheblicher Bedeutung, um eine ausreichende mechanische Belastbarkeit zu erreichen, wie sie speziell bei der Verlegung notwendig ist. Daher bestehen die Elemente aus mechanisch hoch belastbaren Werkstoffen, beispielsweise glas- oder kohlefaserverstärkten Kunststoffen oder Aramidfasern, die zu einem Garn versponnen sind. Ferner sind auch aus Stahl gefertigte zugfeste Elemente bekannt. Die Anordnung kann sowohl in der Kabelseele, vorzugsweise in einem Zentralstrang, als auch in der äußeren Hülle des Kabels erfolgen. Unterschiedliche Kabelaufbauten sind beispielsweise beschrieben in "Lichtwellenleiterkabel",

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G. Mahlke und P. Gössing, Siemens AG, Berlin, 1993.

Auch bei Kabeln mit elektrischen Leitern, insbesondere bei Kabeln für Spezialanwendungen, werden gelegentlich zugfeste Elemente eingesetzt, die meist aus Stahldrähten bestehen. Im Fall elektrischer Kabel sind zudem Jutegarne als äußere Schutzhüllen und Isolierung bekannt, die jedoch auf Grund einer sehr geringen Zugfestigkeit zur mechanischen Verstärkung ungeeignet sind (Artbauer, "Kabel und Leitungen", VEB Verlag Technik, Berlin 1961, S. 153 ff) .

Viele der in einem Kabel verwendeten Werkstoffe sind in ökologischer Hinsicht bedenklich und erschweren die Wiederverwertung defekter oder nicht mehr benötigter Kabel erheblich. Vielfach ist eine aufwendige Zerlegung und Aufbereitung der Komponenten oder ihre kostenintensive Deponierung erforderlich. Zudem ist der Preis vieler gebräuchlicher Werkstoffe zur Zugentlastung vergleichsweise hoch.

Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung in der Schaffung eines Kabels, dessen Werkstoffe seine Entsorgung erleichtern und die eine preisgünstige Alternative zu gebräuchlichen Werkstoffen darstellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Fasern des Faserwerkstoffes natürliche Fasern sind.

Vorzugsweise sind die Fasern zu Strängen, beispielsweise Seilen oder Garnen, verarbeitet. Ihre hohe Zugbelastbarkeit wird durch eine gute Haftung der Fasern eines Strangs untereinander gewährleistet, die durch eine sorgfältige Verspinnung erreichbar ist. Die natürlichen Fasern können grundsätzlich in beliebigen Kabeltypen eingesetzt werden, beispielsweise elektrischen, optischen oder Hybridkabeln mit runden, flachen oder anders

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geformten Querschnitten. Geringe Unterschiede in der

Zugbelastbarkeit gegenüber bisher gebräuchlichen Faserwerkstoffen lassen sich dabei gegebenenfalls durch eine Querschnittsvergrößerung der zugfesten Elemente ausgleichen. Wenn ein Kabel mehrere zugfeste Elemente umfaßt, ist es zweckmäßig, sie sämtlich aus natürlichen Fasern herzustellen.

Der Vorteil der natürlichen Fasern besteht insbesondere in ihren guten ökologischen Eigenschaften. Sie erleichtern das Recycling der Kabel erheblich, wobei ökologische Schäden ausgeschlossen sind und sich Deponierungskosten aufgrund der biologischen Abbaubarkeit des Materials wesentlich vermindern lassen. Auch eine Verbrennung ist unbedenklich und ohne Schadstoffe möglich. Durch Nutzung der Fasern im industriellen Maßstab sind auch Kostenvorteile gegenüber synthetischen Fasern erreichbar, speziell solchen aus teuren Rohstoffen.

Obwohl sich auch tierische Fasern zu zugfesten Elementen verarbeiten lassen, sind pflanzliche Fasern bevorzugt, da sie sich in großen Mengen zu günstigen Preisen produzieren lassen. Aufgrund ihrer vorteilhaften mechanischen Eigenschaften sind dabei insbesondere Hanfund Flachsfasern geeignet. Auch die Verwendung von Jutefasern oder anderen landwirtschaftlich anbaubaren Faserpflanzen wie z. B. Baumwolle ist möglich. Denkbar ist schließlich der Einsatz von Mischungen unterschiedlicher Faserarten, die eine breite Variation der Werkstoffeigenschaften gestatten.

Der Einsatz natürlicher Faserwerkstoffe bietet sich insbesondere in Kabeln mit Lichtwellenleitern an, beispielsweise um metallfreie optische Kabel herzustellen. Auch die Verwendung in Kabeln mit

elektrischen Leitern ist jedoch möglich, speziell wenn die zugfesten Elemente auch zur Ausfüllung des Kabelquerschnitts dienen.

Auch im Hinblick auf die Art der Festlegung der Fasern im Kabel bestehen unterschiedliche Möglichkeiten. Einerseits können zugfeste Elemente lose im Kabel verlaufen, d. h. ihre Fixierung in Längsrichtung des Kabels erfolgt lediglich durch Verseilung bzw. Reibschluß mit anderen Elementen des Kabels. Gegebenenfalls können dabei einzelne Stränge der zugfesten Elemente in axialer Richtung gegeneinander verschiebbar sein. Alternativ lassen sich zugfeste Elemente auch mit anderen Elementen des Kabels verkleben.

Vielfach erweist es sich als zweckmäßig, die zugfesten Elemente in eine Matrix einzubetten, vorzugsweise einen ökologisch unbedenklichen Kunststoff. Im Ergebnis sind die zugfesten Elemente in diesem Fall faserverstärkte Kunststoffteile, die auch Druck- oder Stauchbelastungen aufzunehmen vermögen. Durch geeignete Abstimmung des Materials der Matrix, beispielsweise die Verwendung von Kunststoffen wie Polyurethan, das mit Hydroxylgruppen an der Faseroberfläche reagiert, lassen sich dabei hochbelastbare Verbindungen zwischen dem Kunststoff der Matrix und dem Fasermaterial erzeugen.

Zweckmäßig ist es, die zugfesten Elemente in eine Hülle im Kabel einzubringen, wobei der Werkstoff der Hülle eine Matrix zum Einbetten des zugfesten Elementes ist. Zugfeste Elemente lassen sich beispielsweise in eine Hüllschicht eines Leiters einbringen, etwa die äußere Coatingschicht eines optischen Leiters, in die Schutzhülle von Hohl- oder Bündeladern, in eine Seelenbewicklung des Kabels oder in den Kabelmantel. Denkbar ist auch, daß zugfeste Elemente ohne Matrix eine Hüllschicht im Kabel, etwa eine Seelenbewicklung, bilden.

Alternativ oder ergänzend können zugfeste Elemente einen Kernstrang des Kabels bilden oder darin eingebettet sein.

Der folgende Beschreibungsteil erläutert ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer prinzipienhaften Zeichnung.

Sie stellt den Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Kabel dar.

Das gezeigte Lichtwellenleiterkabel besteht aus Lichtwellenleitern 1, die in Bündeladern mit Hüllen 2 verlaufen, welche um einen Kernstrang 3 zur Kabelseele verseilt sind. Außenseitig wird das Kabel durch die Seelenbewicklung 4 und den darüber befindlichen Mantel 5 abgeschlossen. Sowohl die Hüllen 2 als auch der Kernstrang 3 und der Mantel 5 sind mit zugfesten Elementen 6-8 versehen, welche aus versponnenen natürlichen Fasern, beispielsweise Hanf oder Flachs, bestehen. Dabei sind die zugfesten Elemente 6 und 8 jeweils in das Material von Hülle 2 und Mantel 5 eingegossen, so daß sie jeweils eine Faserverstärkung des Materials bilden. Weitere zugfeste Elemente 9, die gleichfalls aus natürlichen Fasern bestehen, sind mit den Hüllen 2 verseilt. Auch die Seelenbewicklung 4 kann aus pflanzlichen Fasern bestehen.

Auf diese Weise entsteht ein Kabel, das sich bei guter Zugbelastbarkeit leicht und preiswert entsorgen läßt.

Claims

Ansprüche

1. Kabel mit einem oder mehreren Leitern, einer äußeren Hülle und zugfesten Elementen {6 - 9) , die aus einem Faserwerkstoff bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern des Faserwerkstoffes natürliche Fasern sind.

2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern pflanzliche Fasern sind.

3. Kabel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern Hanf- oder Flachsfasern umfassen.

4. Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Leiter ein Lichtwellenleiter (1) ist.

5. Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Leiter ein elektrischer Leiter ist.

6. Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zugfeste Elemente {6 - 9) lose im Kabel verlaufen.

7. Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zugfeste Elemente (6 - 9) mit anderen Bauelementen des Kabels verklebt

sind.

8. Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zugfeste Elemente {6 - 9) in eine Matrix eingebettet sind.

9. Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zugfeste Elemente {6 - 9) oder ihre Matrix eine Hülle (2) im Kabel bilden.

10. Kabel nach einem der vorhergehendene Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zugfeste Elemente (6 - 9) einen Kernstrang (3) des Kabels bilden oder in einen Kernstrang (3) eingebettet sind.