DE69606983T2

DE69606983T2 - Faseroptisches kabel mit äusserer hülle

Info

Publication number: DE69606983T2
Application number: DE69606983T
Authority: DE
Inventors: Patrick Jamet
Original assignee: Sagem SA
Current assignee: Silec Cable SAS
Priority date: 1995-07-13
Filing date: 1996-07-12
Publication date: 2000-10-05
Anticipated expiration: 2016-07-13
Also published as: JPH10509814A; FR2736730B1; US6052501A; EP0813695B1; WO1997003375A1; FR2736730A1; CA2227029C; ES2145472T3; CA2227029A1; DE69606983D1; EP0813695A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kabel mit optischen Fasern, die von einem äußeren Mantel umgeben sind.
Es ist in der Kabelindustrie allgemein bekannt, daß die optischen Fasern keiner mechanischen Spannung ausgesetzt werden dürfen, wenn man nicht gleichzeitig ihre Übertragungsleistung und ihre Lebensdauer herabsetzen will.
Zum Beschränken der auf die optischen Fasern wirkenden Zugbeanspruchungen beim Verlegen der Kabel oder bei Temperaturschwankungen, die zu einem Ausdehnen oder einem Zusammenziehen der optischen Fasern führen, ist es bekannt, Verstärkungselemente zu verwenden, die zentral oder am Umfang angeordnet werden können. Im Falle eines zentral angeordneten Verstärkungselementes ist es im allgemeinen notwendig, eine Verseilung der optischen Fasern oder der Elemente, welche die optischen Fasern enthalten, durchzuführen, wodurch die Produktionsgeschwindigkeit herabgesetzt und die Kosten des hergestellten Kabels erhöht werden.
Um den Verseilungsschritt zu vermeiden, ist es bekannt, ein Kabel mit optischen Fasern herzustellen, indem man ein Bündel optischer Fasern mit einem äußeren Mantel umhüllt, in dem die Verstärkungselemente in Längsrichtung eingebettet sind. Wenn ein Kabel dieser Art einer Biegung ausgesetzt wird, unterliegen die Verstärkungselemente, die bezogen auf die Mittelfaser des Kabels außen an der Biegung angeordnet sind, einer Dehnung, die um so größer ist, je größer der Durchmesser des Kabels ist. Daraus ergibt sich ein Widerstand gegenüber einer Biegung des Kabels und die Gefahr eines Reißens der Verstärkungselemente, wenn die auf das Kabel aufgebrachte Kraft größer als eine Kraft ist, die ein Dehnen bis hin zum Reißen der äußersten Verstärkungselemente hervorruft.
Zur Vermeidung dieses Problems, sieht man vor, nur zwei diametral entgegengesetzte Verstärkungselemente anzuordnen, oder auch, gemäß dem Dokument DE- A-38 15 565, diametral entgegengesetzte Gruppen von Verstärkungselementen anzuordnen, wobei diese Gruppen entweder drei voneinander beabstandete Verstärkungselemente umfassen oder vier Verstärkungselemente, die in einer Aufnahme angeordnet sind, die mit einem Material mit einem geringen Reibungskoeffizienten gefüllt ist, um eine relative Verschiebung der Verstärkungselemente und des Schlauches zu ermöglichen. Jedoch ist es im Falle von zueinander be abstandeten Verstärkungselementen nicht möglich, das Kabel um eine Achse zu biegen, die parallel zur Geraden verläuft, welche die Verstärkungselemente miteinander verbindet, ohne diese einer differentiellen Dehnung auszusetzen, die deren Reißen hervorrufen könnte. Ferner ist bei Verstärkungselementen, die in einer Aufnahme angeordnet sind, der äußere Mantel nicht an der Übertragung der Zugkraft beteiligt, und es ist daher notwendig, eine viel größere Anzahl von Verstärkungselementen vorzusehen. Sowohl in dem einen als auch in dem anderen Fall muß der Mantel, in dem die Verstärkungselemente eingebettet sind, an sich relativ stark sein. Dies vermindert folglich die Biegefähigkeit und verringert die Kompaktheit des Kabels.
Ferner ist aus den Dokumenten EP 286 349 und EP 373 846 ein Kabel mit optischen Fasern bekannt, das ein rohrförmiges Element umfaßt, welches die optischen Fasern enthält und von einem Antihaftband oder einem metallenen Rohr umgeben ist, auf dem die von einem Mantel aus einem dielektrischen Material überzogenen Verstärkungselemente angeordnet sind. Ein derartiges Kabel ist gewiß kompakt, hat aber eine sehr geringe Flexibilität, was die Handhabung schwierig macht.
Gemäß der Erfindung wird ein Kabel mit optischen Fasern vorgeschlagen, die von einem äußeren Mantel umgeben sind, der eine Schicht hat, in der längliche Verstärkungselemente in zwei diametral entgegengesetzten Gruppen von mehreren angrenzenden Verstärkungselementen angeordnet sind, die in dieser Schicht des äußeren Mantels mit Abstand zu dessen Oberfläche eingebettet sind, wobei jede Gruppe aus zwei einander berührenden Verstärkungselementen besteht. Auf diese Weise hat man einen optimalen Kompromiß zwischen der Anzahl von Verstärkungselementen, die ein Verringern der Stärke des äußeren Mantels ermöglicht, und den Spannungen geschaffen, denen die Verstärkungselemente unterliegen, während gleichzeitig eine große Biegung des Kabels ermöglicht wird.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Studium der folgenden Beschreibung eines besonderen die Erfindung nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels, in Verbindung mit der einzigen beigefügten Figur, die eine Perspektivansicht des Endes eines erfindungsgemäßen Kabels in gebogener Stellung zeigt.
Unter Bezugnahme auf die Figur umfaßt das erfindungsgemäße Kabel ein Bündel aus optischen Fasern 1, auf deren Struktur nicht im einzelnen eingegangen wird, die aber beispielsweise in Form einer oder mehrerer Gruppen von optischen Fasern hergestellt sein kann, die von Haltemänteln aneinandergefügt gehalten werden, wie es in dem Dokument FR-A-2.665.266 beschrieben ist. Das Bündel aus optischen Fasern ist von einem äußeren Mantel 2 umgeben, in dem zwei Gruppen 3 von Verstärkungselementen 4 eingebettet sind. Die Gruppen 3 sind einander diametral entgegengesetzt und umfassen jeweils zwei einander berührende Verstärkungselemente 4, die auf beiden Seiten einer Geraden D angeordnet sind, die durch die Mittelfaser des Bündels aus optischen Fasern geht. Die Verstärkungselemente sind aus herkömmlichen Materialien hergestellt, wie beispielsweise metallenen Drähten oder Glasfaserschnüren oder Aramidfaserschnüren, die mittels eines Harzes versteift worden sind, das einen hohen Zugelastizitätsmodul und einen geringen Wärmedehnungskoeffizienten hat.
Man stellt fest, daß man durch Anordnen von zwei Verstärkungselementen Seite an Seite in jeder Gruppe bei einem Durchmesser der Verstärkungselemente, der bezogen auf den Durchmesser, den nur zwei diametral entgegengesetzte Verstärkungselemente haben müßten, durch 1,4 geteilt ist, einen Gesamtquerschnitt der Verstärkungselemente gleich dem Querschnitt erhält, den man mit nur zwei diametral entgegengesetzten Verstärkungselementen erhalten würde. Die Stärke des äußeren Mantels wird folglich gegenüber der Stärke eines äußeren Mantels, in den nur zwei Verstärkungselemente eingebettet sind, beträchtlich verringert.
Wenn man den mittleren Krümmungsradius des Kabels um eine zur Geraden D parallel verlaufende Achse Δ mit r, den mittleren Krümmungsradius des bezüglich der Geraden D radial inneren Verstärkungselementes 4 mit ri und den mittleren Krümmungsradius des bezüglich der Geraden D radial äußeren Verstärkungselementes mit re bezeichnet, und wenn man berücksichtigt, daß die Verstärkungselemente einen Durchmesser haben, der gleich der Hälfte der Stärke des äußeren Mantels 2 ist, ergibt sich außerdem:
ri = r - e/4
re = r + e/4
woraus man eine differentielle Dehnung ableitet
Beispielsweise erhält man so für r = 50 mm und e = 1,2 mm eine differentielle Dehnung von nur 1,2%, während es im allgemeinen zulässig ist, daß die Dehnung bis hin zum Reißen in der Größenordnung von 5% liegt.
Durch ein Anordnen der Verstärkungselemente in diametral entgegengesetzten Gruppen von angrenzenden Elementen werden die Spannungen auf die diametral entgegengesetzten Verstärkungselemente nicht unangebracht erhöht und gleichzeitig wird die Stärke des äußeren Mantels deutlich verringert.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt und man kann Ausführungsvarianten vornehmen, ohne den Schutzumfang der Erfindung, wie er in dem Anspruch festgelegt ist, zu verlassen.

Claims

1. Kabel mit optischen Fasern (1), die von einem äußeren Mantel umgeben sind, der eine Schicht (2) hat, in der längliche Verstärkungselemente (4) in zwei diametral entgegengesetzten Gruppen (3) von mehreren angrenzenden Verstärkungselementen (4) angeordnet sind, die in dieser Schicht des äußeren Mantels mit Abstand zu dessen Oberfläche eingebettet sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Gruppe (3) aus zwei einander berührenden Verstärkungselementen (4) besteht.