DE4236608A1

DE4236608A1 - Optical cable assembly method using thin filamentary and rigid wrappings - producing compact finished prod. by virtue of compressive effect of equiangular multiwire covering of esp. aramide fibre underlayer

Info

Publication number: DE4236608A1
Application number: DE4236608A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl Ing Oestreich; Lienhard Dipl Ing Schneider
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1992-10-29
Filing date: 1992-10-29
Publication date: 1994-05-05

Abstract

Individual optical waveguides (LW1-LWp) are unwound from reels (VL) and guided together with filling material (FM) from a tank (BE) into a tube (RB) formed (RF) from a U-section strip (UB) of metal shaped (UF) from a continuous tape (BD). After the winding (EF) of an underlayer (BW1) of several thin threads (FD1-FDm), an overlayer (BW2) of esp. steel wires (AD1-ADn) is superimposed (EA) before the assembly is forwarded to the head (EK) of an extrusion appts. (EX) from which the finished cable (OC) emerges. The layers of thread and wire are laid at the same angle. ADVANTAGE - A more compact cable is mfd. with beneficial application of the torque exerted by the outer wrapping.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Kabels, bei dem mindestens ein Lichtwellenleiter samt Füllmasse in ein Rohr eingeführt wird, wobei außen auf das Rohr eine erste Bewehrung aus dünnem fadenförmigen Mate rial und darauf eine zweite Bewehrung aus steifem Material aufgeseilt wird.The invention relates to a method for producing a optical cable, in which at least one optical fiber together with the filling compound is inserted into a tube, with the outside on the tube is a first reinforcement made of thin thread-like mate rial and then a second reinforcement made of stiff material is roped up.

Ein Verfahren dieser Art ist aus der DE-A1 37 02 182 bekannt. Wenn außen auf ein derartiges Rohr mittelbar oder unmittelbar eine Bewehrung aufgeseilt wird, dann entsteht dabei üblicher weise ein Torsionsmoment, das im allgemeinen unerwünscht ist bzw. zu Schwierigkeiten führen kann. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Bewehrung aus relativ steifem Material, z. B. aus Stahldrähten, besteht.A method of this type is known from DE-A1 37 02 182. If directly or indirectly on such a pipe a reinforcement is roped, then more common arises exhibit a torsional moment that is generally undesirable or can lead to difficulties. This is especially true then when the reinforcement made of relatively rigid material, e.g. B. consists of steel wires.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Effekt für eine gewünschte Verbesserung der Eigenschaften des Kabels zu nutzen. Diese Aufgabe wird einem Verfahren der eingangs ge nannten Art dadurch gelöst, daß die erste Bewehrung und die zweite Bewehrung mit gleicher Schlagrichtung aufgebracht werden und daß durch ein Abrollen der zweiten Bewehrung auf der ersten Bewehrung die erste Bewehrung zusammengedreht wird.The invention has for its object this effect a desired improvement in the properties of the cable use. This task is a procedure of the beginning named kind in that the first reinforcement and the second reinforcement applied in the same direction and that by rolling off the second reinforcement the first reinforcement the first reinforcement twisted becomes.

Das Zusammendrehen der ersten Bewehrung und ein daraus ggf. resultierendes Drehen des zentralen Rohres ist abhängig von der Rückdrehung der Elemente (z. B. Drähte) der zweiten Beweh rung, von der Pressung der Elemente der zweiten Bewehrung auf das Rohr (also dem Spiel im Verseilpunkt) und der Rückhalte kraft auf das Rohr. Da alle Einflußgrößen frei variabel sind, kann eine Drehung des Rohres gegen den Verseilkorb nach Be darf erzwungen oder vermieden werden. Da die erste Bewehrung (z. B. Bespinnung des Rohres mit geeigneten Fäden, Garnen oder Drähten vor der zweiten Bewehrung geschieht, kann eine von der zweiten Bewehrung erzeugte Rohrdrehung zur Verkürzung des Rohres und damit auch zur Schaffung von Überlängen genutzt werden. Auch ergibt sich ein kompakterer Aufbau des Kabels.The twisting of the first reinforcement and a possibly resulting turning of the central tube depends on the reverse rotation of the elements (e.g. wires) of the second movement tion, from the pressing of the elements of the second reinforcement the tube (i.e. the play in the stranding point) and the restraints force on the pipe. Since all influencing variables are freely variable, can a rotation of the tube against the stranding basket according to Be may be enforced or avoided. Because the first reinforcement (e.g. spinning the tube with suitable threads, yarns or Wires before the second reinforcement happens, one of the second reinforcement generated pipe rotation to shorten the Rohres and thus also used to create excess lengths become. The cable also has a more compact structure.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Einrichtung zur Durch führung des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche dadurch ge kennzeichnet ist, daß eine Einrichtung zum Aufbringen der fadenförmigen ersten Bewehrung auf das Rohr vorgesehen ist und daß in Durchlaufrichtung gesehen nachfolgend eine Ein richtung zum Aufbringen der zweiten Bewehrung vorgesehen ist.The invention further relates to a device for through implementation of the method according to the invention, which thereby ge is characterized in that a device for applying the thread-like first reinforcement is provided on the tube and that seen in the direction of flow subsequently an direction is provided for applying the second reinforcement.

Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen wieder gegeben.Further developments of the invention are in the dependent claims again given.

Die Erfindung und ihre Weiterbildung werden nachfolgend an hand von Zeichnungen näher erläutert, es zeigtThe invention and its further development are described below hand explained in more detail by drawings, it shows

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Fertigungseinrich tung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah rens und Fig. 1 shows a schematic representation of a production device for performing the method according to the invention and

Fig. 2 ein nach der Erfindung hergestelltes optisches Kabel. Fig. 2 is an optical cable manufactured according to the invention.

In Fig. 1 ist eine Vorratsspule VB vorgesehen, von der ein Metallband BD abläuft, das in einer Umformungseinrichtung UF zu einem noch offenen, u-förmigen Körper umgeformt wird. In diesem u-förmigen Körper UB werden Lichtwellenleiter LW1-LWp eingeführt, die von Vorratsspulen VL1-VLp abgezogen werden. Weiterhin wird in den u-förmigen Körper UB eine Füll masse FM eingeführt, die aus einem Vorratsbehälter BE entnom men wird. Der u-förmige Körper UB wird in einer Rohrformein richtung RF zu einem geschlossenen Rohr RB zusammengefügt. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, überlappen sich die Enden EB1 und EB2 des das Rohr RB bildenden Bandes BD etwas. Eine Verschweißung dieser Enden ist im allgemeinen nicht erforder lich. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Zuführung des Füllmaterials FM so erfolgt, daß ein Teil davon abgestreift wird (Überfüllung), wie dies durch den Pfeil FMA angedeutet wird. Dadurch ist nicht nur sichergestellt, daß das Innere des Rohres RB vollständig mit Füllmasse FM gefüllt ist, son dern es wird zusätzlich auch noch sichergestellt, daß im überlappungsbereich der Enden EB1 und EB2 in den verbleiben den sehr kleinen Spalt mit Sicherheit Füllmasse vorhanden ist, die eine abdichtende Wirkung entfaltet.In Fig. 1, a supply reel VB is provided, from which a metal strip BD runs, which is formed in a forming device UF into a still open, U-shaped body. Optical waveguides LW1-LWp are introduced into this U-shaped body UB and are drawn off from supply coils VL1-VLp. Furthermore, a filling mass FM is introduced into the U-shaped body UB, which is taken from a storage container BE. The U-shaped body UB is assembled in a Rohrformein direction RF to a closed tube RB. As can be seen from FIG. 2, the ends EB1 and EB2 of the band BD forming the tube RB overlap somewhat. Welding these ends is generally not required. This applies in particular when the filling material FM is fed in such a way that part of it is stripped off (overfilling), as is indicated by the arrow FMA. This not only ensures that the inside of the tube RB is completely filled with filling compound FM, but it also additionally ensures that in the overlap area of the ends EB1 and EB2 the very small gap with the remaining filling compound is certainly present has a sealing effect.

Das Rohr RB kann auch auf andere Weise erzeugt werden, z. B. durch Extrusion aus Kunststoffmaterial, wobei in den Extru derkopf die Lichtwellenleiter LW1-LWp zusammen mit der Füllmasse FM eingeführt werden.The tube RB can also be produced in other ways, e.g. B. by extrusion from plastic material, whereby in the extru derkopf the fiber optic cable LW1-LWp together with the Filling compound FM are introduced.

Das Rohr RB ist an seien Außenfläche zweckmäßig gerillt aus gebildet, was in besonders einfacher Weise dadurch erzielt werden kann, daß bereits von der Vorratsspule VB ein gerill tes Band BD abgezogen wird.The tube RB is appropriately grooved on its outer surface formed, which thereby achieved in a particularly simple manner can be that a grooved already from the supply reel VB tape BD is pulled off.

In Fig. 2 ist der verbleibende lichte Querschnitt, wie er durch derartige nach innen ragende Rillen gegebenenfalls er zeugt wird, durch die gestrichelte Linie RBR angedeutet.In Fig. 2, the remaining clear cross-section, as it may be generated by such inwardly projecting grooves, is indicated by the dashed line RBR.

Auf das so erhaltene, ggf. gewellte Rohr wird eine erste Be wehrung BW1 z. B. in Form einer Bespinnung aufgebracht, wozu dünne Fäden FD1-FDm von Vorratsspulen VF1-VFm abgezogen und auf die Außenwand des Rohres RB aufgeseilt werden. Für die Fäden FD1-FDm werden bevorzugt hochzugfeste Fasern, insbesondere Aramidfasern verwendet. Die Aufbringung dieser Fäden kann in verschiedener Weise erfolgen, z. B. auch mehrla gig oder in Form eines Geflechtes. Die so erhaltene erste dünne Bewehrungslage sollte zweckmäßig das Rohr RB außen vollständig bedecken. Mindestens eine Schicht oder Lage der Fäden FD1-FDm muß dabei in gleicher Schlagrichtung wie die spätere Bewehrung verlaufen. On the thus obtained, possibly corrugated tube, a first loading weir BW1 z. B. applied in the form of a spinning, for what thin threads FD1-FDm drawn from supply spools VF1-VFm and roped onto the outer wall of the tube RB. For the threads FD1-FDm are preferably high tensile fibers, especially aramid fibers used. The application of this Threads can be done in various ways, e.g. B. also more gig or in the form of a network. The first so obtained thin reinforcement layer should expediently the tube RB outside cover completely. At least one layer or layer of Threads FD1-FDm must be in the same direction as the later reinforcement run.

Nach der Aufseilung der Fäden FD1-FDm in der Aufseil- oder Bespinnungseinrichtung EF wird eine zweite Bewehrungslage BW2 aufgebracht, wobei diese jedoch nicht aus fadenförmigen Mate rial sondern aus relativ dichtem und steifem Material be steht, insbesondere aus Stahldrähten. Anstelle von Stahl drähten können z. B. auch glas- oder aramidverstärkte Kunst stoffmaterialien eingesetzt werden. Diese einen im wesentli chen runden Querschnitt aufweisenden Ader AD1-ADn werden in einer zweiten Lage auf die Fäden FD1-FDm aufgeseilt, wofür die Verseileinrichtung EA vorgesehen ist. Das so erhaltene bewehrte Kabelelement wird einem Extruderkopf EK eines Extru ders EX zugeführt, von dem ein Mantel MA (vergleiche Fig. 2) aufgebracht und so das fertige optische Kabel OC erhalten wird.After the threads FD1-FDm have been stranded in the rope-on or spinning device EF, a second reinforcement layer BW2 is applied, but this does not consist of thread-like material but of relatively dense and stiff material, in particular made of steel wires. Instead of steel wires z. B. glass or aramid reinforced plastic materials are used. This core AD1-ADn, which has a substantially round cross-section, is roped in a second layer onto the threads FD1-FDm, for which purpose the stranding device EA is provided. The armored cable element thus obtained is fed to an extruder head EK of an extruder EX, from which a jacket MA (cf. FIG. 2) is applied and the finished optical cable OC is thus obtained.

Die Aufseilung der fadenförmigen ersten Bewehrung BW1 in Form der Fäden FD1-FDm und der steifen zweiten Bewehrung BW2 in Form z. B. der Stahldraht AD1-ADn erfolgt mit gleicher Schlagrichtung, wobei innerhalb der Aufseileinrichtung EA für die steifen Bewehrungselemente AD1-ADn ein Abrollen er folgt. Dieses Abrollen erfolgt durch die beim Verseilvorgang gebildeten Torsionsmomente, wobei bei entsprechend enger Auf seilung, z. B. in einem Verseilnippel (in EA) durch den in folge der Torsionsmomente bewirkten Abrollvorgang es zu einer Mitnahme der Fäden FD1-FDm kommt. Da die Schlagrichtung in beiden Fällen gleich ist, bewirkt dieses Abrollen der steifen Bewehrungselemente AD1-ADn ein Spannen oder Verkürzen der darunterliegenden ersten Bewehrungsschicht in Form der Fäden FD1-FDm. Dies hat zur Folge, daß die Fäden FD1-FDm fest auf die rohrförmige Unterlage RB aufgezogen werden und so unter Vorspannung auf diese aufliegen. Die Fäden FD1-FDm sollen so weit vor der zweiten Bewehrung aufgebracht sein, daß sie beim Tordieren möglichst nicht auf dem Rohr RB gleiten können. Das Aufbringen der Fäden FD1-FDm kann in einem getrennten (vorherigen) Arbeitsgang erfolgen und muß keineswegs simultan mit der zweiten Bewehrung erfolgen. Wenn zwei Lagen von Fäden FD1-FDm aufgebracht werden und beide gegensinnig (kreuzförmig) verlaufen, so hat der Abrollvorgang zur Folge, daß die eine Lage (welche in der gleichen Schlag richtung aufgebracht ist, wie die steifen Bewehrungselemente AD1-ADn) durch den Abrollvorgang gespannt wird. Die andere, entgegensinnig gewickelte Lage von dünnen Fäden wird zwar etwas aufgedreht. Dies ist jedoch nicht weiter störend, weil die Verkürzung durch die in gleicher Richtung aufgebrachten Fäden auf jeden Fall eintritt.The stranding of the thread-like first reinforcement BW1 in shape the threads FD1-FDm and the stiff second reinforcement BW2 in Form z. B. the steel wire AD1-ADn is done with the same Direction of lay, being within the rope device EA for the stiff reinforcement elements AD1-ADn a roll follows. This unwinding takes place during the stranding process Torsional moments formed, with a correspondingly narrow opening rope, e.g. B. in a stranding nipple (in EA) by the in follow the torsional moments caused by rolling it to one The threads FD1-FDm come along. Since the direction of impact in is the same in both cases, this rolling causes the stiff Reinforcement elements AD1-ADn a tensioning or shortening of the underlying first layer of reinforcement in the form of threads FD1-FDm. As a result, the threads FD1-FDm are fixed be drawn onto the tubular support RB and so rest on them under tension. The threads FD1-FDm should be applied so far before the second reinforcement, that they should not be on the tube RB when twisting can slide. The threads FD1-FDm can be applied in a separate (previous) operation and must by no means simultaneously with the second reinforcement. If two layers of threads FD1-FDm are applied and both run in opposite directions (cross-shaped), so the rolling process as a result that the one position (which in the same stroke direction is applied, like the stiff reinforcement elements AD1-ADn) is tensioned by the rolling process. The other, counter-wound layer of thin threads is indeed something turned up. However, this is not a problem because the shortening by those applied in the same direction Threads definitely occurs.

Der Winkel, mit der die erste Bewehrung BW1 aufgebracht wird, liegt zweckmäßig zwischen 90 und 45° zum Radius. Dagegen wird für die zweite Bewehrung BW2 zweckmäßig ein Winkel zwischen 82° und 77° gewählt.The angle at which the first reinforcement BW1 is applied expediently lies between 90 and 45 ° to the radius. Against for the second reinforcement BW2, an angle between 82 ° and 77 ° selected.

Das Abrollen der Adern AD1-ADn auf der ersten Bewehrung BW1 sollte zweckmäßig mindestens so stark sein, daß die Adern AD1-ADn sich mindestens um 360° je 3 m infolge des Torsions moments um ihre Achse drehen und dabei die erste Bewehrung BW1 mitnehmen. Die auf ein extrudierendes (d. h. nicht durch Biegen aus einem Blechband BD) hergestelltes Rohr RB) ausge übte Torison sollte geringer gewählt werden.Rolling of the AD1-ADn cores on the first reinforcement BW1 should be at least so strong that the wires AD1-ADn at least 360 ° every 3 m due to the torsion moments about their axis and doing the first reinforcement Take BW1 with you. The on an extruding (i.e. not through Bending from a sheet metal strip BD) made tube RB) practiced Torison should be chosen lower.

Das Maß der Verkürzung der ersten Bewehrung BW1 durch das Ab rollen der Bewehrungselemente AD1-ADn der zweiten Bewehrung BW2 hängt von den Schlagwinkeln und der Pressung des Rohres RB im Verseilpunkt der Aufseileinrichtung EA ab. Außerdem geht das längselastische Verhaften des Rohres RB mit ein. Verkürzungen des Rohres RB in der Größenordnung zwischen 1× 10^-3 und 5 × 10^-3 sind erreichbar. Die so eingestellte Ver kürzung der ersten Bewehrung BW1 und des Rohres RB verbleibt nach dem Aufbringen des Mantels MA voll im Kabel erhalten, solange nicht an dem beseilten Rohr RB zu stark gezogen wird. Es ist deshalb zweckmäßig, entsprechende Zugraupen oder Zwischenabzüge einzufügen, um die Förderung der Elemente von links nach rechts durch die dargestellte Fertigungslinie nach Fig. 1 zu bewirken. The degree of shortening of the first reinforcement BW1 by rolling the reinforcement elements AD1-ADn from the second reinforcement BW2 depends on the lay angles and the pressure of the tube RB in the stranding point of the rope device EA. In addition, the longitudinally elastic arresting of the tube RB is involved. Shortening of the tube RB in the order of magnitude between 1 × 10 ^-3 and 5 × 10 ^-3 can be achieved. The set shortening of the first reinforcement BW1 and the tube RB remains fully in the cable after the application of the jacket MA, as long as the cable RB is not pulled too hard. It is therefore expedient to insert appropriate crawler tracks or intermediate deductions in order to effect the conveying of the elements from left to right through the production line shown in FIG. 1.

Da das Rohr RB mit seinen überlappenden Enden ein leicht fe derndes Gebilde darstellt, erleichtert dies seine Anpassung z. B. an den Verseildurchmesser insbesondere der Bewehrungs elemente AD1-ADn der zweiten Bewehrung. Die Bewehrung BW2 wird in einer allseits geschlossene also praktisch rohrför mig tragenden Struktur aufgebracht. Für das Aufbringen der Bewehrung BW1 können bevorzugt Wendelspinner oder auch Band wickler verwendet werden. Das gefaltete Rohr RB und die dar auf aufgebrachte erste Bespinnung RB sind für sich genommen u. U. noch nicht ausreichend querdruckfest, wenn das Rohr nur mit überlappenden Enden, aber nicht verschweißt hergestellt wird. Durch die Aufbringung der zweiten Bewehrung BW2 in Form einer tragenden geschlossenen Struktur wird das fertige Kabel ausreichend querdruck-stabil. Auf diese Art und Weise wird auch eine Pressung des Rohres RB beim Aufseilen der steiferen Bewehrungselemente AD1-ADn vermieden. Die Fäden der ersten Bewehrung BW1 wirken als ein gewisses Polster und als ein Durchmesser-Toleranzausgleich.Since the tube RB with its overlapping ends a slightly fe represents the structure, this facilitates its adaptation e.g. B. on the strand diameter especially the reinforcement elements AD1-ADn of the second reinforcement. The reinforcement BW2 is practically tubular in an all-round closed mig supporting structure applied. For applying the Reinforcement BW1 can preferably be a spiral spinner or tape be used. The folded tube RB and the applied first covering RB are taken for themselves u. U. not yet sufficiently cross-pressure resistant if the tube only made with overlapping ends but not welded becomes. By applying the second reinforcement BW2 in form The finished cable becomes a load-bearing closed structure sufficiently stable against transverse printing. That way also pressing the tube RB when the stiffer ones are roped Reinforcement elements AD1-ADn avoided. The threads of the first Reinforcement BW1 act as a certain cushion and as a Diameter tolerance compensation.

Die fadenförmigen Bewehrungselemente FD1-FDm der ersten Be wehrung BW1 können auch vorgedehnt auf das Rohr RB aufge bracht werden und zwar so, daß es nach der Entspannung zu einer Kontraktion des gesamten optischen Kabels OC kommt. Zweckmäßig wird auch das Rohr RB etwas vorgedehnt, insbeson dere dann, wenn es sich um ein Wellenrohr handelt.The thread-like reinforcement elements FD1-FDm of the first loading Weir BW1 can also be pre-stretched onto the tube RB be brought in such a way that after relaxation a contraction of the entire optical cable OC. The tube RB is also expediently pre-stretched, in particular the case when it is a wave tube.

Diese Vordehnung kann beispielsweise in der Größenordnung et wa von 0,05% liegen. Nach der Entspannung am Ausgang der er sten Bewehrungseinrichtung EF ergibt sich durch Entspannung der Lichtwellenleiter LW1-LWp eine Überlänge.This pre-stretching can be of the order of magnitude et wa of 0.05%. After relaxing at the exit of the Most reinforcement device EF results from relaxation the fiber optic cable LW1-LWp an excess length.

Das so erhaltene optische Kabel OC ist gut gegen Witterungs einflüsse und auch gegen Korrosion sowie Zug- und Druckbean spruchung geschützt. Ein derartiges Kabel kann bevorzugt bei spielsweise als Seekabel verwendet werden. Es ist aber auch möglich, den Fertigungsvorgang nach der Aufseileinrichtung EA für die Bewehrung BW2 zu beenden. Dies ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn ein Erdseil-Luftkabel hergestellt werden soll, wobei die normalerweise mehrlagig aufgebrachten Beweh rungselemente AD1-ADn als metallische Leiter den Blitz schutz einer Hochspannungsleitung darstellen, bzw. bei Ver wendung als Phasenseil den Phasenleiter bilden.The optical cable OC thus obtained is good against weather influences and also against corrosion as well as tensile and pressure beans protected against stress. Such a cable can preferably be used for can be used for example as a submarine cable. It is also possible, the manufacturing process after the rope device EA to finish for reinforcement BW2. This is especially so useful if an underground cable-air cable is manufactured should, whereby the normally multi-layer applied elements AD1-ADn as a metallic conductor for lightning represent protection of a high-voltage line, or with Ver Form the phase conductor as a phase rope.

Claims

1. A method for producing an optical cable (OC) in which at least one optical waveguide (LW1-LWp) together with the filling compound (FM) is introduced into a strip material (BD) formed into a tube (RB), the outside of the tube (RB ) he first reinforcement (BW1) made of thin thread-like material and then a second reinforcement (BW2) made of stiff material (AD1-ADn) is roped, characterized in that the first reinforcement (BW1) and the second reinforcement (BW2) have the same Direction of impact are applied and that by rolling the second reinforcement (BW2) on the first reinforcement (BW1) the first reinforcement (BW1) is twisted.

2. The method according to claim 1, characterized, that the first reinforcement (BW1) under another blow is applied as the second reinforcement (BW2).

3. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that the first reinforcement (BW1) with an angle between 90 ° and 45 ° is applied.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that the second reinforcement (BW2) with an angle between 82 ° and 77 ° is applied.

5. Device for performing the method according to one of the previous claims, characterized, that a device (EF) for applying the thread-like first reinforcement (BW1) is provided on the tube (RB) and that seen in the direction of flow subsequently a device (EA) for applying the second reinforcement (BW2) is.