DE29900128U1

DE29900128U1 - Hybridkabel mit zugfestem Element

Info

Publication number: DE29900128U1
Application number: DE29900128U
Authority: DE
Original assignee: Alcatel SA
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 1999-01-07
Filing date: 1999-01-07
Publication date: 1999-03-25
Anticipated expiration: 2009-01-08

Description

Hybridkabel mit zugfestem Element
Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Hybridkabel mit einer oder mehreren optischen Fasern, zumindest einem elektrischen Leiter sowie einem zugfesten Element, das ganz oder teilweise aus einem erhärteten, flüssigen Material besteht.

Häufig ist es notwendig, in Kabeln zur optischen Datenübertragung einen oder mehrere elektrische Leiter vorzusehen, die zum Beispiel zur Stromversorgung von aktiven elektrooptischen Komponenten wie Zwischenverstärkern dienen. Entsprechend sind unterschiedliche Typen von Hybridkabeln bekannt, bei denen beispielsweise elektrische Adern mit optischen Bündeladern verseilt sind oder elektrische und optische Adern in Ausnehmungen des Kernelementes eines Kammerkabels eingelegt sind. Außenseitig ist die Kabelseele zum Schutz vor mechanischen Belastungen und Umwelteinflüssen wie Feuchtigkeit in der Regel mit einer Bewicklung, gegebenenfalls Schutzlagen oder Armierungen sowie mit einem äußeren Mantel versehen.

Um die optischen Adern und speziell darin verlaufende optische Glasfasern vor unzulässigen Zugbelastungen zu schützen, enthält das Hybridkabel zudem eines oder mehrere zugfeste Elemente, die beispielsweise im Zentrum des Kabels oder auch in seinem Mantel angeordnet sind. Gebräuchlich sind zur Zugentlastung insbesondere Stäbe aus einem faserverstärkten Kunststoff, auf die die optischen Adern in vielen Fällen aufgeseilt werden. Die Herstellung der Stäbe erfolgt i. a., indem die Faserverstärkungen mit einem flüssigen Kunststoff getränkt bzw. darin eingebettet werden, der nachfolgend zum Material des Stabes polymerisiert.

In zunehmendem Maße ist es üblich, Kabel zur optischen Datenübertragungen in vorhandenen Rohrleitungen für fluide Medien zu verlegen, vorzugsweise in Abwasserleitungen. Dabei ist ein möglichst geringer Kabelquerschnitt erforderlich um eine unzulässige Verringerung des freien Leitungsquerschnitts zu vermeiden. Auch für andere Kabeltypen und zum Transport ist ein möglichst geringer Kabelquerschnitt von Vorteil. Ferner ist es erwünscht, daß das Kabel aus möglichst wenigen Elementen besteht, um seine Herstellung zu vereinfachen.

Davon ausgehend hat es sich die Erfindung zur Aufgabe gestellt, ein Hybridkabel mit geringem Querschnitt zu entwickeln, das kostengünstig herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß einer oder mehrere elektrische Leiter in das zugfeste Element eingebettet sind.

Auf diese Weise entsteht ein kompakter Aufbau des Kabels, da Zwickelräume zwischen den elektrischen Adern und dem zugfesten Element vermieden werden. Insbesondere ist der Querschnitt des zugfesten Elementes frei von Hohlräumen herstellbar. Vorzugsweise sind die Leiter vollständig vom Material des zugfesten Elementes umschlossen, das gleichzeitig als Isolierung dienen kann. Die Herstellung des Kabels vereinfacht sich, da sich die Zahl der Elemente in seinem Aufbau reduziert. Hingegen ist der Aufwand zur Herstellung des zugfesten Elementes nicht signifikant erhöht, wenn die Leiter gemeinsam mit den verstärkenden Fasern des Elementes in das flüssige Material für seine Matrix eingebettet werden, bei dem es sich i. a. um ein viskoses Harz handelt. Möglich ist es, daß die optischen Fasern einzeln oder zu Adern zusammengefaßt in Ausnehmungen der Oberfläche des zugfesten Elementes geführt sind, so daß ein Kammerkabel (slotted core) entsteht.

Denkbar ist, lediglich einen einzelnen elektrischen Leiter in das zugfeste Element einzubetten, etwa wenn mehrere zugfeste Elemente vorhanden sind oder sich andere Elemente im Kabelaufbau zur Rückleitung des Stroms eignen. In der Regel ist es jedoch zweckmäßig, daß mehrere, gegeneinander isolierte Leiter im zugfesten Element verlaufen. Sofern ein hinreichender Querschnitt des zugfesten Materials verbleibt, ist die Art der elektrischen Leiter grundsätzlich beliebig. Es kann sich beispielsweise um Drähte, Litzen oder koaxiale, durch ein Dielektrikum gegeneinander isolierte Leiter handeln. Als Material der Leiter sind insbesondere Metalle wie z. B. Kupfer geeignet.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bildet das zugfeste Element gleichzeitig einen Stauchschutz des Kabels. Zu diesem Zweck ist ein hinreichend steifes Material des zugfesten Elementes erforderlich, insbesondere für das Material seiner Matrix. Damit werden speziell bei Verlegung des Kabels Beschädigungen der optischen Adern vermieden.

Bevorzugt ist das zugfeste Element ein Stab aus einem faserverstärkten Kunststoff. Zur Verstärkung sind beispielsweise Glasfasern, Aramidfasem, Kohlefasern oder Mischungen unterschiedlicher Fasern geeignet.

Vorzugsweise ist das zugfeste Element das Kernelement im Zentrum des Kabels. Dabei ist es möglich, die optischen Fasern als Bündeladern um das Kernelement zu verseilen oder die Fasern in Ausnehmungen des Kernelementes zu führen (slottet core- oder Kammerkabel). Weiterhin ist denkbar, zugfeste Elemente im Mantel des Kabels anzuordnen. 5

Bevorzugt verlaufen die elektrischen Leiter nahe der Oberfläche des zugfesten Elementes, also außerhalb seines Zentrums. Dabei befindet sich lediglich eine geringe Schichtdicke vom Material des zugfesten Elementes über den elektrischen Leitern. Vorzugsweise sind keine oder wenige Faserverstärkungen zwischen den Leitern und der Oberfläche des zugfesten Elementes angeordnet. Auf diese Weise erleichtert sich die Kontaktierung der Leiter, da sich die dazu zu entfernende Materialmenge verringert und das Material leichter zu entfernen ist. Möglich ist es, eine Kontaktierung der Leiter durch Schneidklemmen vorzunehmen.

Sofern durch den Einlauf der Leiter bei der Herstellung des zugfesten Elementes sichergestellt ist, daß sie voneinander beabstandet sind, lassen sich blanke Leiter verwenden. In diesem Fall wird die Isolierung ausschließlich durch das Material des zugfesten Elementes gebildet. Zur Verbesserung der Isolierung sind auch Lackdrähte geeignet. Besteht dagegen eine erhöhte Anforderung an die Isolierung oder die Gefahr einer gegenseitigen Berührung im zugfesten Element, sind Leiter mit einer äußeren Isolierung bevorzugt, etwa aus einem Polyolefin. 20

Im folgenden Beschreibungsteil wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der prinzipienhaften Zeichnung näher erläutert. Sie zeigt den Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Hybridkabel.

Der grundsätzliche Aufbau des Kabels besteht darin, daß um ein zentrales zugfestes Element (1) sechs Bündeladern (2) verseilt sind, die außenseitig mit einer Bewicklung (3) versehen sind. Diese Elemente bilden die Kabelseele, welche von einem äußeren Mantel (4) umschlossen ist. In jeder Bündelader (2), die beispielsweise aus Polypropylen besteht, verlaufen eine oder mehrere optische Fasern (5). Ferner weisen die Bündeladern (2) vorzugsweise eine Füllung aus Petrolat auf. Auch bei der Verseilung verbleibende Hohlräume (6) sind bevorzugt mit einer hydrophoben oder quellfähigen Füllung versehen, um eine Feuchtigkeitsausbreitung in Längsrichtung des Kabels auszuschließen. Als optische Fasern (5) sind beispielsweise Einmoden- oder Gradientenindex-Glasfasern geeignet. Für das Material des äußeren Mantels

(4) bietet sich ein Polyolefin an, etwa vemetztes Polyäthylen. Denkbar ist es, zwischen der Bewicklung (3) und dem Außenmantel (4) eine wasserdampfdichte Lage oder eine Bewehrung vorzusehen, die bei der Verlegung in Abwasserleitungen insbesondere als Schutz vor

Nagetieren dient. Zu diesen Zwecken ist ein zum Rohr geformtes, längsnahtverschweißtes Kupferband von Vorteil, das vorzugsweise quer zur Kabellängsrichtung oder schraubenförmig gewellt ist und ggf. gleichzeitig als elektrischer Leiter dient.

Das zugfeste Element (1) des Kabels ist ein Stab aus glasfaserverstärktem Kunststoff, der neben der Zugentlastung auch den Stauchschutz des Kabels bildet. Sein Durchmesser entspricht vorzugsweise dem der Bündeladern (2). Neben den verstärkenden Glasfasern (7) sind vier elektrische Leiter (8) in das Material der Matrix (9) des zugfesten Elementes eingebettet. Als elektrische Leiter (8) sind beispielsweise Kupferadern von 0,5 mm Durchmesser geeignet, wobei es sich sowohl um blanke Adern als auch Lackdrähte handeln kann. Die Herstellung des zugfesten Elementes (1) erfolgt zweckmäßig, indem die elektrischen Leiter (8) gemeinsam mit den verstärkenden Fasern (7) des Elementes (1) mit dem flüssigen Ausgangsmaterial der Matrix (9) getränkt werden, welches nachfolgend zu einem elastischen Kunststoff erhärtet. Durch eine sorgfältige Kontrolle beim Einlauf der Leiter (8) in das Material zur Tränkung läßt sich erreichen, daß sie voneinander beabstandet angeordnet sind. Damit ist ihre gegenseitige Isolierung sichergestellt. Vorzugsweise verlaufen die Leiter (8) nahe der Oberfläche (10) des Elementes (1), so daß sie zur Kontaktierung leicht von seiner Außenseite zugänglich sind.

Die elektrischen Leiter (8) dienen insbesondere zur Versorgung aktiver elektronischer Elemente im Verlauf des Kabels. Dabei ist aufgrund der Anordnung im zugfesten Element (1) ein minimaler Querschnitt des Kabels erreichbar, so daß es sich insbesondere zur Verlegung in Leitungen für fluide Medien eignet. Zudem läßt sich das erfindungsgemäße Kabel kostengünstig herstellen.

Claims

Ansprüche

1. Hybridkabel mit einer oder mehreren optischen Fasern (5), zumindest einem elektrischen Leiter (8) sowie einem zugfesten Element (1), das ganz oder teilweise aus einem erhärteten, flüssigen Material besteht, dadurch gekennzeichnet, daß einer oder mehrere elektrische Leiter (8) in das zugfeste Element (1) eingebettet sind.

2. Hybridkabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zugfeste Element (1) einen Stauchschutz des Kabels bildet.

3. Hybridkabel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zugfeste Element (1) ein Stab aus einem faserverstärktem Kunststoff ist.

4. Hybridkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zugfeste Element (1) das zentrale Element des Kabels ist.

5. Hybridkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Leiter (8) nahe der Oberfläche (10) des zugfesten Elementes (1) verlaufen.

6. Hybridkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Leiter (8) blanke Leiter oder Lackdrähte sind.

7. Hybridkabel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Leiter (8) eine Isolierung aufweisen.

8. Hybridkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel eine Bewehrung oder eine wasserdampfundurchlassige Schicht aufweist.