CH622354A5

CH622354A5 -

Info

Publication number: CH622354A5
Application number: CH927077A
Authority: CH
Inventors: Melvin Murray Ramsay
Original assignee: Int Standard Electric Corp
Priority date: 1976-07-27
Filing date: 1977-07-27
Publication date: 1981-03-31
Also published as: ES461066A1; AU2728777A; FR2360093A1; JPS5315842A; GB1486764A; AU505815B2; NL7708145A; DE2732376A1; FR2360093B1; US4166670A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein quetschfestes Lichtleitfaserkabel, enthaltend mindestens eine Lichtleitfaser.

Es sind bereits verschiedene Kabelkonstruktionen bekannt, die Kabel von grösserer mechanischer Belastbarkeit liefern. Hier wäre in erster Linie ein Aufbau gemäss CH-Patent Nr. 586 400 zu erwähnen und ein Vortrag, der sich mit dieser Materie befasst, nämlich jener von H. Muratz: «Step index type optical fibre cable» an der Ersten Europäischen Konferenz über Lichtleitfaser-Nachrichtenübertragungen, 16.-18. September 1975: Ein sich entlang der neutralen Achse des Lichtleitkabels erstreckendes Verstärkungselement wird von einer Anzahl Lichtleitfasern umgeben und nachfolgend mit einer Schutzhülle versehen. Ein derartiges Kabel kann zwar eine gute Zugfestigkeit aufweisen, seine Quetschfestigkeit ist jedoch gering.

Derselbe Nachteil kann auch einem Aufbau gemäss GB-Patent Nr. 1 461 151 anhaften. Hier sind die Fasern lose innerhalb eines rohrförmigen Verstärkungselements angeordnet.

Um nun den erwähnten und andere Nachteile herkömmlicher Lösungen zu beseitigen, wird in der vorliegenden Erfindung eine Anzahl Verstärkungsglieder verwendet, die gedrängt angeordnet sind und mindestens einen Zwischenraum bilden, in welchem eine Lichtleitfaser untergebracht ist. Auf diese Weise können Zug- und Quetschfestigkeit kombiniert werden, da die Fasern erst nach dem Vernichten oder nach einer schweren

Beschädigung der einzelnen Verstärkungsglieder einer Quetschbelastung unterworfen werden können.

Ausführungsformen der Erfindung sollen nun anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein quetschfestes Lichtleitfaserkabel mit sechs Lichtleitfasern, und

Fig. 2,3 und 4 Querschnitte verschiedener Ausführungsformen von quetschfesten Lichtleitfaserkabeln enthaltend eine, vier und vierundzwanzig Lichtleitfasern.

In Fig. 1 wird ein Aufbau gezeigt, der eine gedrängt angeordnete Gruppe von sieben identischen Verstärkungsgliedern 10 aufweist; sechs Lichtleitfasern 12 sind in sechs durch die Verstärkungsglieder gebildeten Zwischenräumen untergebracht. Die Verstärkungsglieder und die Lichtleitfasern sind durch ein Band 13 zusammengehalten und in einer extrudierten Kunststoffhülle 14 eingeschlossen.

Bei den Fasern handelt es sich um Glasfasern, die je mit einem schützenden Kunststoffüberzug versehen sind, der direkt anschliessend auf das Herunterziehen der Faser von einem Faserrohling aufgetragen wurde. Der Überzug erhöht den Faserdurchmesser von ungefähr 100 (im auf 120 jxm und besteht aus Polyurethan oder Polyamid-Email. Der Durchmesser der Verstärkungsglieder ist viel grösser als jener der Fasern. Üblicherweise werden für Lichtleitfasern mit einem Durchmesser von 120 (im Verstärkungsglieder mit einem Durchmesser von 766 (im verwendet. Die Fasern sollten jedoch nicht fest in den Zwischenräumen sitzen und folglich wird der Durchmesser der Verstärkungsglieder auf 0,8 mm erhöht, wobei der Totaldurchmesser des Kabels mit der Kunststoffhülle 14 ungefähr 4,5 mm beträgt.

Die Verstärkungsglieder können aus Stahl hergestellt sein. Versuche an einer Gruppe von sieben gedrängt angeordneten, 0,4 mm dicken, aus rostfreiem Stahl hergestellten Litzen ergaben, dass ihre Verlängerung unter Beanspruchung auf Zug ungefähr linear verlief und bis zu 0,7 % der durch eine Zugkraft von 1000 N hervorgerufenen Beanspruchung reversibel war. Bei der vorgeschlagenen Auslegung mit Litzen von 0,8 mm ergibt eine Zugkraft von 4000 N dieselbe Verlängerung. Die Quetschfestigkeit ist hoch, da sich die Stahldrähte entlang ihrer ganzen Länge gegenseitig berühren.

Da die Lichtleitfasern, wie bereits erwähnt, die Zwischenräume nicht voll ausfüllen und folglich die Möglichkeit haben, sich ein wenig zu bewegen, ist es wünschenswert, diese Zwischenräume mit einem Schmier- (oder Gleit-)Mittel auszufüllen, wie z.B. Vaseline, um während der Verseilung der Verstärkungsglieder und der Lichtleitfasern geringe Reibung zu gewährleisten. Der übrigbleibende Raum kann auch so ausgefüllt werden, dass eines oder mehrere der Verstärkungsglieder vor dem Verseilen mit einem dünnen thermoplastischen Überzug versehen werden. Dann wird während der Extrusion der Kunststoffhülle 14 oder zu einem anderen Zeitpunkt der ganze Aufbau erhitzt, wodurch das thermoplastische Material aus den Berührungsflächen der einzelnen Paare der Verstärkungsglieder in die Zwischenräume gepresst wird.

Da die Stahlverstärkungsglieder lediglich eine Verlängerung von 0,7 % ertragen, sind sie der begrenzende Faktor einer Verlängerung des ganzen Kabels ; eine übliche, nackte Silicium-dioxid-Lichtleitfaser erträgt nämlich eine Verlängerung von ungefähr 1 % und eine während des Herunterziehvorgangs mit einem Überzug versehene Faser eine solche von ungefähr 1,5 %. Die maximal mögliche Beanspruchung von bis zu 0,7 % ergibt also einen genügend grossen Sicherheitsspielraum bei der Verwendung von beschichteten Fasern.

Manchmal darf ein Lichtleitfaserkabel keine metallischen Bestandteile enthalten. In diesem Falle werden die Stahlverstärkungsglieder durch solche aus hochzugfestigem Kunststoff ersetzt. Es handelt sich beispielsweise um aromatische Polyester5

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materialien, die unter der geschützten Marke KEVLAR am Markt erhältlich sind. Das Verstärkungsglied kann in diesem Falle aus einem einzelnen Element bestehen, in welchem Stränge aus dem aromatischen Polyestermaterial in einem Bindeharz eingebettet sind, oder kann es sich um ein Geflecht aus einigen Litzen aus aromatischem Polyestermaterial handeln, welches mit einem harten Kunststoffüberzug versehen ist. Das Polyestermaterial ist nicht so fest wie Stahl, weist jedoch den Vorteil eines niedrigeren spezifischen Gewichts auf. Die Belastung eines Glieds mit sieben aus 8 Litzen bestehenden Geflechten eines Totaldurchmessers von 0,7 mm z.B. beträgt 2000 N bei einer Verlängerung um 1,1 %, die Gewichtsreduktion verglichen mit einem äquivalenten Stahlaufbau ist jedoch ungefähr 30%. Da diese Verstärkungsglieder jedoch nicht isotrop sind, ist die Quetschfestigkeit solcher Kabel reduziert.

Die vorliegende Erfindung beschränkt sich nicht auf einen Aufbau mit sieben Verstärkungsglieder. Fig. 2 z.B. zeigt einen Aufbau eines Kabels mit einer einzigen Lichtleitfaser und drei Verstärkungsgliedern. Fig. 3 zeigt eine Abänderung des Auf-5 baus gemäss Fig. 2 zur Unterbringung von drei zusätzlichen Lichtleitfasern in Räumen 11, welche durch jeweils zwei Verstärkungsglieder 10 und das die Glieder zusammenhaltende Band 13 gebildet sind. Diese Anordnung bietet für die zusätzlichen Fasern natürlich nicht denselben Quetschschutz wie für die io zentrale Faser. Auch sind Ausführungen mit mehr als sechs vollgeschützten Fasern möglich und Fig. 4 zeigt die nächstgrös-ste normale Hexagonalstruktur. Diese hat den Vorteil eines höheren Anteils von Fasern im Vergleich zu Verstärkungsgliedern ; das Kabel ist jedoch wegen des grösseren Durchmessers 15 weniger flexibel.

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1 Blatt Zeichnungen

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PATENTANSPRÜCHE

1. Quetschfestes Lichtleitfaserkabel, enthaltend mindestens eine Lichtleitfaser, gekennzeichnet durch eine gedrängt angeordnete Anzahl einen praktisch kreisförmigen Querschnitt aufweisender Verstärkungsglieder (10), welche mindestens einen Zwischenraum (11) bilden, in welchem eine Lichtleitfaser (12) untergebracht ist.
2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsglieder durch ein Band (13) zusammengehalten und in einem Schutzmantel (14) aus Kunststoff eingeschlossen sind.
3. Kabel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Zwischenraum mindestens teilweise durch ein Schmieroder Gleitmittel gefüllt ist.
4. Kabel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmier- oder Gleitmittel Vaseline ist.
5. Kabel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Zwischenraum mindestens teilweise mit einem thermoplastischen Material ausgefüllt ist.
6. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsglieder aus Stahl bestehen.
7. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsglieder aus einem aromatischen Polyestermaterial bestehen, welches in Bindeharz eingebettet ist.
8. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsglieder aus einem Geflecht mehrerer Stränge aus einem ersten Kunststoffmaterial bestehen, welches mit einem Überzug aus einem zweiten Kunststoffmaterial versehen ist.
9. Kabel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste'Kunststoffmaterial ein aromatisches Polyester ist.
10. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleitfaser eine mit einem schützenden Kunststoffüber-zug versehene Glasfaser ist.
11. Kabel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass drei Verstärkungsglieder mit einer Lichtleitfaser im von den drei Verstärkungsgliedern eingeschlossenen, zentralen Zwischenraum und mit weitern drei Lichtleitfasern in den äussern, durch das Band (13) und je zwei der Verstärkungsglieder (10) gebildeten Räumen (11) vorhanden sind (Fig. 3).