本发明的目的是,提出一种可降低敷设费用的光缆敷设方法,其中,所用的光缆系统的费用也可根据敷设方式来调节。本发明的这个目的是用开始时所述的一种方法来实现的:用一种微光缆或小光缆作为光缆敷设,该光缆包括一根外直径2至10毫米、最好3.5至5.5毫米的匀质的不渗透水的管子,管中放光波导。
本发明的一大优点在于,敷设所需的时间相当短,因而特别适用于不宜长时间阻碍交通的地区,例如在城市交通繁忙地区敷设新的或附加的光缆时就是这种情况。这样就可尽量避免交通堵塞或绕道。刨沟、敷设和封沟这几道工序都可紧接进行,这些工序最好由一种组合机械在一道工序内完成。这样,妨碍交通几乎不比由于刨沟机引起的那样大。例如当所有已敷设的管子、电缆沟或管线已被电缆完全占用时也有这样的需要,这时可在新敷设的电缆上连续地进行续接。为此,特别适用于被称作微光缆或小光缆的管形最小通信光缆,这种新敷设的微或小光缆最好连接成一个冗余的覆盖网络。
根据本发明,这种微型光缆包括一根直径很小的2至10毫米、最好2.2至5.5毫米的匀质的和不透水的管子。这种管子的壁厚为0.2至0.4毫米,在壁厚与外径的比例为1/5和1/20之间最好为1/10左右时达到抗弯强度的最佳值。所用管子的最小内直径为1.8毫米。这种管子可用金属例如铬镍钼(CrNiMo 188)-钢、铝合金、铜或铜合金或用塑料例如加强碳纤维、玻璃纤维或烧结碳纤维骨架制成这种管子可在搭接处用挤压、焊接、咬口或粘接。光波导可在空管敷设后放入管中,或由厂方事先放入。光波导的放入或通过吹入或喷入来实现。
管形微光缆可按本发明的不同方法埋入硬的敷设土中:
1.敷设可用一个敷设装置进行,该装置具有一个铣轮,用它可切割
宽4至12毫米最好7毫米和深50至100毫米最好70毫米的窄
的敷设沟。
2.这种微型光缆也可压入不用的公用事业管道(废水、煤气、水管)
中。公用事业公司不用的管道特别可用于敷设光缆。这种管道在
很大程度上与要建立的公用事业网络设计是一致的。即使不用的
管子处于不良状态也可装入微型光缆的细金属管,因为这种细金
属管在纵向内压入并可通过脏物锈疤等障碍物。微型光缆在管子
中不弯曲,因为它支承在不用的公共事业管道上。在离开这种管
道后可用别的敷设方法继续进行敷设。
3.微型光缆同样也可插入现成的运行中的公用事业管道中(废水
管、水管),同时几乎不损害公用事业管道的功能。管形微型光
缆对压力水、废水不渗透并耐腐蚀。由于金属管的较厚的壁而可
避免被啮齿类动物咬坏。在待敷设的光波导网路与现成的公用事
业网络一致的情况下,可把土方工程减少到最低限度。可在相应
部位设置相应的配件来把微型光缆从公用事业管道中拉出。
4.通过土壤排出法或水冲法同样也可将微型光缆埋设在敷设土壤
中。这时首先将微型光缆的管子作为机械护套埋入土中。然后最
好将纤芯即很细的纤维用“吹纤法”吹入或喷入管中。
为了在吹入时使磨擦力减小到最低限度,在无缝制作的管子的光滑内壁上涂覆一层塑料例如聚四氟乙烯。当金属管适当时,例如从聚四氟乙烯悬胶液中离析出该涂层。此外,该涂层防止管子内腔的腐蚀和污染。众所周知,土壤排出法和压入法是用一个斜齿的钻头不断旋转来进行刨沟的。当钻头不旋转时,钻体根据它的斜齿偏转。所以可绕过障碍物。通过一个高压水枪可冲走例如小石头。管子便可插入或冲入土壤一条道路并有助于压入法的进给。此外,水压可推动钻体中的一个活塞,这样钻头的冲击运动比较容易击穿障碍物并减少钻入过程的粘附磨擦力。
由于管路的弹性膨胀而可进一步减少土壤的壁面磨擦。为此,应在管端上装一个排出阀。
通过使用本发明的管形微型光缆可达到下列独特的优点:用一个空心管装入光波导作为光缆敷设或埋入;但光波导也可事后才装入。通过适当选择壁厚对机械负荷和腐蚀保证足够的保护作用并防止被啮齿类动物咬坏。此外,管子或小管具有高的横向压力稳定性。在管子延长和密封时可用公知的卡环技术或收缩方法进行。在用铜制成的小管延长时例如可通过冷压焊连接。其他方面可按常规的管子安装处理,其中,包括弯曲,装管件、接分管和引入套管。为此,圆柱形金属配件可将微型光缆密封地引入。在土地表层敷设时,表面只有很少的破坏,这在市区街道上敷设时是特别有利的。此外,由于具有刚度而便于微型光缆的拉和推。由于这种微型光缆的直径很小,土壤排出也特别少,从而在压入或挤入周围土壤时可进行体积置换。
管形微型光缆特别适宜在行车道或人行道敷设,因为需要的沟几乎不会破坏道路连接。只需4至12毫米宽和70毫米左右深的沟就能保证这种光缆的安全性。敷设光缆的沟应尽可能设置在道路边上,因为该处的负荷最小。设置的沟在埋入光缆或管子后要回填和密封以防止表面水浸入。密封时不得产生可积表面水的空腔。路面可用简单的方式修复。在维修措施上只需注意在切割路面时不要损坏已经敷设的微型光缆。
用微型光缆和按本发明敷设方法进行敷设时可显著减少敷设费用,所以在新设置的情况下可明显减少线路敷设的总费用。此外,通过冗余路线敷设可提高运行安全。从迄今为止的固定的星形分支网络构成具有各种连接选择可能性的环形网络结构也是有利的。这样可获得一种灵活的网络结构并用光开关接通微型光缆。所以可实现具有光转换的连接纤维环而可将光纤一直引到用户。用很小的费用就可在街道、人行道、自行车道、镶边石等部位补充敷设光缆是一大优点。从而可用简单的方式在技术上提出符合用户要求的方案,同时可利用现成的从属结构(道路法、废水管、煤气管、远距离供热用的管子等等)。应当指出,这种技术与常规技术比较可大量节省时间。
联邦公路的沥青路面由4厘米上表层、8厘米左右的胶结层和10至15厘米的底层组成,在刨光缆沟时必须注意以下几点:沥青成分朝底层不断减少,而粗粒填料则不断增加。但沥青能保证各层内的胶结。在切割到沥青底层时,敷设沟外形稳定,所以不塌方。道路上部结构保持整体结构。在切割时,沥青底层不得切割到下部结构的防冻层,因为这样可能对沥青层造成许多薄弱点,这些薄弱点可破坏层间结合并在短时间内导致道路损坏。但如果微型光缆敷设成防水、防冻,则这种侵蚀作用对土壤力学性能没有影响。现代公路是防冻的,因为有碎石底层结构并可承受载荷。该底层结构把地面水导入土壤或排水管中,而且地面水不会渗入严密的未损坏的面层。所以不会发生冻坏。这种很窄的敷设沟宽度和无振动的切割可保持公路的力学结构。在敷设后立即用热熔化的沥青或可熔的沥青带重新将敷设沟密封防冻。
但由于重载运输量可使公路上层结构再压实和塑流,所以建议在微型光缆敷设后立即用可硬化的塑料浇入敷设沟中发泡。硬化后,泡沫达到足够的压力稳定,以进一步均匀分布行驶路面的载荷。在微型光缆和敷设沟之间的空腔和缝隙被填满,不留空腔积存可能浸入的地面水,并防止地面水沿微型光缆继续流走。
由重载行驶引起的振动被泡沫吸收而可平衡土壤的较小的沉陷,所以沥青底层的这种沉陷不可能导致由于管子的折断或纤维拉长而引起微型光缆失效。
本发明的微型光缆例如还可进行压力气体监控,也可用液体监控,所以微型光缆可充一种液体,在管子有缺陷的情况下流出并在空气作用下树脂化。这样在一定程度上保证了“自愈合”。
此外,微型光缆可防止监听,因为光波导不可能弯曲。微型光缆对横向力是稳定的并具有大的拉力,且由于直径小,因而体积小、重量轻和磨擦小。作为光缆护套的管子同时承担一般中心元件的拉力功能。这种具有小延伸率的高强度的光缆在光缆拉入和敷设时不会出现过分伸长的问题。这种结构与用一般塑料包皮的普通电缆比较具有较大的强度,所以也可用大得多的牵引力进行敷设。此外,在金属结构的情况下还可实现简单的接地。在使用多根相互绝缘的小管时,金属横截面还可作为带电元件的供电用。通过使用金属管可使架空电缆的架设简单得多。这时承载件(例如吊绳)可以取消,因为金属小管承担了这一功能。其次,这种不透水、不透气的微型光缆构成防潮层并保证不被啮齿类动物咬坏。还具有防火、优越的导热性、耐老化和耐腐蚀性能。
可通过有纹道的包皮增加微型光缆或管的韧性。
本发明的其他改进在各项从属权利要求中叙述。
下面结合57幅附图来详细说明本发明。
图1表示管形微型光缆1的结构,其中光缆端2设置有一个引入头或钻头5。箭头6表示该钻头5旋转运动或前进运动的方向。光波导了在微型光缆1的内部延伸,该光波导可由制造厂引入,也可在敷设后引入。光缆的外表面有护套4。
图2表示微型光缆1的管8,管内即中心通道尚未引入光波导。在这种情况中,该中心通道首先用作敷设过程的高压水冲送道。这样一种适当的介质例如一种适当的液体在压力作用下喷入时,微型光缆的一端11上土壤被冲走或被置换。通过钻头10沿方向12的旋转运动附加地加强了这种作用。然后在敷设过程中,将光波导或所谓的“纤芯”引入微型光缆1的管中。在微型光缆左边用字母P表示水冲法喷入介质所需的压力。如果在钻头10的一端11上装一个阀门,则可通过相应控制使水在压力作用下脉动式地流出。同时管8可断续地加大或缩小直径,从而避免土壤的粘附磨擦力。
图3表示用一个敷设单元23将管形微型光缆敷设在砂、砾石、土壤或沥青中的敷设方法,用该敷设单元将敷设土地的表面14切割一个敷设沟19。事先将盖板或路面铺石取掉。该装置包括一根连杆22,在连杆上将所需的零件组装成一个单元。所有的工序都相继协调进行。在敷设方向21内刨敷设沟19时,铣轮15用相应的铣刀齿向前运动,用铣刀齿切割具有陡的侧壁的窄敷设沟19。敷设沟的宽度正好足够容纳管形微型光缆1和敷设刀18。该敷设刀18防止侧壁塌方并引导微型光缆1和将待敷设光缆的一端通过光缆固定装置7恒定地固定在敷设深度上。其中微型光缆1成圈卷绕的光缆盘24通过给料滚25进给。喷枪16压缩敷设刀18后面的堆积土或充填砂20,这一过程直接在刨沟过程结束后进行。这样敷设沟的侧壁在敷设装置的范围13内不会塌方。周围的土不塌方,所以表面14不沉陷。铣轮15、敷设刀18和喷枪16共同构成敷设单元23并通过一根连杆22相互刚性连接。驱动装置30连续推动整个敷设单元23沿敷设方向21运动。通过一个所谓的敷设弓26和一个敷设环27将微型光缆1的一端29引入敷设沟19的始端。在敷设单元23上装设一个高压水喷射用的中心管接头28。在敷设过程结束后可进行路面的修复或填封。
这种敷设具有特大的优点,因为可敷设小直径的所有各类光缆,而且费用比挖宽沟的常规敷设少得多。在敷设过程中,微型光缆既可由敷设刀牵引,又可由进给滚事后引入。在敷设过程中微型光缆的拉和推都可减少拉力负荷。此外,微型光缆的管结构可阻止敷设入沟时产生弯曲。刨沟、敷设、回填和密封都可紧接着进行,而且是一个精确的相互协调的工作过程。由于敷设沟很窄而使光缆得到支撑,所以减少了弯曲的危险。其次,在这种窄的敷设沟中土壤力学和敷设土壤的表面只被最低限度的扰动,所以不需要再处理。由于协调的工作过程,敷设沟的侧壁不塌方,所以也防止了土壤的塌方。如果引入光波导采用“吹纤法”,则敷设一或多根空心管,从而可使高压水直接通到铣轮上由此而可松动岩石或底层。
图4表示压入法系统,通过该系统可把一根微型光缆压入一根不用的公用事业管道31中。图中示出了被压入的微型光缆31例如也可能被脏物32堵塞在公用事业管道中。通过相应的压力必须把该脏物32冲穿。在此图中还示出了这根不用的公用事业管道31可能有多根分管,这样也可从多根分管引入微型光缆。原来用一块盖板封闭的公用事业管道阀门孔33可作为新引入的微型光缆系统的接头盒使用。压入点开始同样通过一个所谓的敷设弓26和一个敷设环27将微型光缆1引入,其中例如又是用进给滚25进行进给。这里微型光缆1也从一个敷设光缆盘24拉出。通过一个高压水的中心管接头28也可将高压水压到已引入的微型光缆1的端部位置。
图5表示一根微型光缆1引入一根现成的公用事业管道例如一根水管中。在公用事业管道35的一个圆弧部位36通过一个入口处37将微型光缆1引入,其中入口处用一个相应的密封38封住。在公用事业管道中微型光缆1向前移动是相当不成问题的,因为预料没有障碍物存在。已压入公用事业管道中的、滚动着的水或气体帮助微型光缆的向前移动。
图6表示微管的水冲法,该微型管在第二道工序中按“吹纤原理”配置光波导,从而组成微型光缆。如图所示,这里首先只是将空的微管冲入土壤17中。其中通过中心管接头28将高压水压入微管中,所以在钻头40的端部构成一个高压冲水圆锥39,通过该圆锥冲走土壤17。钻头40产生附加的旋转运动41,以提高冲土效果。最好在入口处的微管也产生旋转运动42。在微管敷设后,按“吹纤法”将光波导冲入或吹入。管的内壁涂有塑料以提高在吹入过程中纤芯的滑动。
图7表示在沥青路面中敷设微型光缆。与上面在切割的敷设沟19中敷设微型光缆比较,这里的敷设沟19在放入微型光缆1以后还首先用一种可硬化的充填泡沫43部分充填。此外,敷设沟19用一种不透水的填封物44,例如热沥青充填,这样路面又完全密封。其次,从图7清楚看出道路结构由不同的层组成:在一般用碎石的防冻层48上铺底层47,然后铺胶结剂层46,最后用面层45密封。此外,还可清楚看出,敷设沟19没有完全穿通底层47,因此不破坏承重功能。
图8表示敷设沟19设置在由防冻层48,沥青底层47、胶结剂层46和面层45组成的上述的道路结构横截面的位置。敷设沟19只穿通面层45和胶结剂层46,而沥青底层47则只被切割一部分。切割深度根据路面敷设状况介于4厘米和15厘米之间。敷设深度最好为7厘米左右。
图9表示图8相同的结构,只是附加地示出了管形微型光缆1放入后敷设沟19重新回填和封闭的情况。从图看出,沟底围绕微型光缆1放有可硬化的充填泡沫,在其上用沥青浇注或沥青填缝条严密充填。充填材料49也可以由厂方作为电缆护套装在微型光缆上。这样在敷设微型光缆时构成一个附加的保护层。通过适当的手段或方法例如可将填充材料发泡。这样敷设沟19就被密封,所以表面水不可能浸入。在微型光缆1内部是光波导50。为了避免在敷设时损伤和由于土壤中的泄漏电流引起金属管外壁腐蚀,微型光缆1的外侧用不导电的保护层51使金属对地绝缘。作为保护层可用塑料制成的薄的电缆包皮。为此,也可涂牢固粘附的耐磨漆。最后用热沥青密封。如果敷设沟19用沥青填缝带,则将其上缘埋入敷设沟19中并用气体火焰或红外线将待胶结的面层加热直至形成液态的沥青膜为止。沥青带稍微凸出一点,然后用滚子压入缝中,所以敷设沟密封不透水。
图10表示已放入的微型光缆1用U形压紧装置52固定。这种U形卡子52从上方压入刨好的敷设沟19中。卡子52的连接条54压紧已放入的微型光缆。通过两侧翼缘的弹性作用平衡沟宽的误差,两翼缘端部可设置侧向爪子53,以便抓住敷设沟19的侧壁。如果例如充填材料在夏季温度情况下变软,卡子52卡住微型光缆原位不动,不让光缆上升。
图11表示光缆压紧装置57的另一个实施例。这种装置由铆钉形的金属销组成,金属销用其弹性杆57打入已切割好的敷设沟19中,透镜形的头部55与路面连接或稍微凸出。通过压紧装置的凸头55便于识别光缆线路。光缆压紧装置57的柄设置有倒钩56。
图12表示薄壁的管形微型光缆的光缆分支的一种弯曲装置和平衡环。在很小的壁厚情况下,微型光缆对弯折很敏感。但半径在30毫米以下可不用弯曲装置61弯曲。为此,微型光缆1用一个弹簧卡头62固定并绕弯曲芯棒60拉动。为了便于拉动,压滚59将微型光缆1绕弯曲芯片棒60拉动,这时沿箭头方向操作手柄58。手柄58的旋转点63位于弯曲芯棒60的轴线上。
图13表示识别或标记微型光缆线路用的一个实施例。这种标记对于发现微型光缆特别重要,同时用作道路建设措施的警告标志。刨好的敷设沟19用热沥青65填封。热沥青65例如掺入玻璃碎片64作充填材料,所以在光线入射时,敷设沟沿线就产生清楚的反光。热沥青在加工时通常很稀薄。在敷设沟宽7至10毫米情况下,由于充填材料提高了热沥青的粘度。这时浇注材料的机械性能也可与原有路面相当。可用磨碎的有色玻璃碎片作充填材料和骨料来作标记。通过不同的颜色和光反射可很清楚的看出光缆线路。在路面正常磨损情况下,总是有一些玻璃碎片露出,所以可清楚看出。
图14表示微型光缆设置有平衡环66以进行长度平衡和在接头盒处的光缆引线,这样,在管子敷设和收缩时的超长都被吸收,而且土壤和道路的沉陷以及微型光缆和路面的纵向膨胀都被补偿而不产生有害的纵向应力。这种平衡环66在敷设时设置在具有相应深度67或宽度的敷设沟19的相应位置上,以使平衡环66保持足够的位置。这种平衡环66最好放在接线盒、光缆分支和弯曲部位的前面。如果光缆垂直敷设,则在敷设地面的道路上部结构中垂直钻一个孔,孔的直径根据微型光缆的最小半径而定。微型光缆可借助于前述的弯曲装置进行无皱折的弯曲。然后将钻孔用沥青填封以免受冻。也可用微型光缆的U形弯曲代替平衡环。
图15表示通过光缆入口70将微型光缆1引入光缆接头盒68。在该光缆接头盒中进行适当的措施如连接或续接。这种光缆接头盒最好由一个圆的钢筒组成,并插入敷设地17的钻孔中。从上面带上的盒盖69封闭接头盒内腔。一直通到道路上部结构的竖直的钻孔在接头盒68插入和微型光缆1引入接头盒后用混凝土灌入道路的下部范围。这样接头盒便不再沉陷。路面72上部结构的密封用沥青或液态的热沥青。光缆入口70的密封例如用常规的环形密封或电缆接头盒常用的别的密封。将光缆端引入薄的小铜管中。通过径向压紧使铜管收缩在微型光缆的外壁上业已证明是切实可行的。这种收缩连接抗拉,而且不渗透压力水。向上用一个有承重能力的盖73将钻孔与路面72齐平封闭。如果需要,也可将盖放在路面下面。在光缆接头盒68内部可按众所周知的方法加长和续接光波导。由于光缆接头盒68呈圆形而可将光波导呈螺旋形放入,所以必要时很容易从上面抽出光波导。
也可用一种最小的竖筒代替接头盒68,这种最小竖筒又套一个套管,这也是一种有利的方案。
作为微型光缆的引出线和引入线同样按架空光缆或自由布放的光缆进行敷设。
本发明的一个改进的方法在于,找出一种方法来在坚硬的敷设土地上用一道工序切割或铣割微型光缆的敷设沟,按开始时所述的方法,这个目的是这样实现的:用一个敷设单元切割敷设沟,该敷设单元的铣轮装置的厚度变化成可在一道铣割过程中切割出适应所用微型光缆相应直径的敷设沟的宽度。
根据本发明改进的方法的优点特别有:在沥青路面、混凝土路面、街道铺石板路面、镶边石或石板等坚硬的敷设地面用一个敷设单元可刨出敷设沟,用这种敷设单元可根据所用的微型光缆的相应直径切割沟宽。为此,例如铣轮装置由两个标准切割圆盘中间垫一个间隔环装到切割单元的轴上。通过更换间隔环即可改变切割宽度。在宽的敷设沟时,敷设地中由于间隔环留下的中间连接条暂先保留,但根据本发明采取的措施,在刨沟过程中将暂留的连接条连根刨出,这是因为间隔环的圆周面的相应形状例如通过设置适当形状如矩形或锯齿形的槽或在其圆周边上装设棒形的韧性刷子来实现的。这样还可清扫沟中切割的尘土,从而达到下列的特有优点:
-割制任意宽度的矩形敷设沟;
-敷设沟的宽度可通过间隔环的更换来确定:
-由于在一道工序中进行双切割实现了均匀的刀具磨损,其中切割圆盘不受弯曲载荷,所以不产生不平衡;
-在敷设沟中暂先留下的连接条可在泡沟过程中从其根点刨出;
-由于间隔环外圆周的适当形状还可同时进行敷设沟的清扫工作。
图16表示在坚硬敷设土地的表面S0内刨的一个矩形敷设沟VN,双箭头表示沟宽VB可根据所用的微型光缆MK变化而可在一道切割过程切割成需要的宽度。
图17表示用两个切割圆盘切割加宽的敷设沟,这两个切割圆盘相互以一个相应于嵌入的间隔环的距离设置,所以在两个分沟TN1和TN2之间暂先留下一个中间连接条MS。但由于间隔环的相应圆周形状,这个中间连接条MS在刨沟过程中从其根点BS被刨掉,这样就得出图16所示的宽敷设沟。
图18表示由两个切割圆盘TS1和TS2并在其中放一个间隔环DR组成的铣轮装置的横截面,其中间隔环DR的宽度是这样选择的,即它与两个切割圆盘TS1和TS2一起构成敷设沟VN所需的宽度。驱动轴AS通过相应的连杆G插入敷设单元中。
图19至22表示间隔环DR圆周的形状,图中取下了切割圆盘TS2。切割圆盘TS1按常规方式配有相应的切割齿或铣削齿。这些铣削齿Z也可装硬质合金。必要时可更换刀片。最好刀片可交替从切割圆盘中心通过切割圆盘TS3引出;如图22所示。通过这种螺旋作用,切割圆盘TS3可自由切割沟侧FL,从而避免“咬住”。隔离环DR在其圆周上设置有形状不同的槽或切口,通过它们可切断中间连接条和清除敷设沟。通过这些切口或槽产生空气压力来吹掉敷设沟的碎块。这样就同时在刨沟时实现了敷设沟的自动清扫。图19表示间隔环DR外圆周上的矩形切口RA,图20则为锯齿形切口SA。在图21中,这个过程由韧性的棒形刷子B来完成,通过这些刷子弄掉中间连接条并清除敷设沟VN中的碎块。
图22表示硬质合金齿Z的侧移或错开,这样可实现切割圆盘TS3的自由切割。这种布置适合于任一个切割圆盘。
用这种切口RA还可切割具有象沥青特性的材料。
本发明另一项改进任务在于提出一种方法,按这种方法在事先去掉充填材料的前题下可将敷设好的微型光缆重新从敷设沟中抽出。根据本发明,提出的这项任务按前述的一种方法这样实现的:将一个用来抽出已敷设的微型光缆的抗拉脱离件在埋设微型光缆时就埋入微型光缆上方敷设沟的充填材料中,然后在抽出过程中将敷设沟的充填材料一起清除,拉出抗拉脱离件,随后即可从敷设沟中抽出微型光缆。
在抽出微型光缆(以后只用微型光缆的概念)时存在这样的问题:微型光缆在一个敷设沟中延伸,而敷设沟在缆型光缆的上方则是用一种充填材料密封和良好粘着覆盖的,而所用的一种充填材料例如沥青具有粘结性能。所以在没有清除该充填材料之前,不可能抽出微型光缆。再次切割敷设沟也不可能,因为由于该充填材料的粘结性能而会腻齿,根据本发明,这个问题是这样解决的:在微型光缆上方埋入一个抗拉的脱离件,必要时将它拉出或取出并在这个过程中将充填材料切掉。如果微型光缆从一开始就不被该充填材料浸湿,因而它们之间尽可能没有粘附,则是有利的。抗拉的脱离件可以是一种单独的件例如绳子、成型件或带。这种脱离件例如可用塑料或金属例如钢制成。但也可围绕微型光缆设置特制的脱离件或塑料材料,例如聚乙烯塑料膜,这样就不会或几乎不会与充填材料粘结。此外,为了达到这个目的,也可将微型光缆上方的敷设沟用一种作成充填成型件的脱离件压入敷设沟中,必要时在敷设沟边缘附近设置附加的密封。一种粘结材料例如沥青特别适用于这种密封。弹性材料例如橡胶或弹性塑料特别适用于这种充填成型件。
这种抗拉的脱离件也可作为微型光缆的包皮的组成部分,其中包皮材料可轻易与微型光缆脱离,所以在抽出时首先用抗拉的脱离件拉出充填材料。
如果抗拉的脱离件用导电的材料制成,则该抗拉脱离件也可附加地沿微型光缆作供电用。
图23表示在坚硬的敷设地VG切割的敷设沟VN中埋设一根微型光缆MK,在该微型光缆上方在敷设时就按本发明埋入一个金属或塑料绳子形状的抗拉脱离件ZT,其上方的敷设沟VN用一种充填材料FM例如沥青密封充填。这时也提起微型光缆MK之前通过拉出抗拉的脱离件ZT便可把充填材料FM从敷设沟VN一起拉出。这样,敷设沟VN是空的,所以微型光缆MK可拉出而没有危险。
图24表示敷设沟VN也可用一种在需要时拉出的抗拉充填成型件FP充填。这种抗拉充填成型件FP可附加地用一种密封材料例如沥青灌注,所以敷设沟VN达到可靠的密封。
本发明另一改进任务在于,提出一种方法来实现光波导的微型光缆的供电。提出的这个任务是按开始时所述的一种方法这样实现的,即微型光缆的金属管连接在中心供电处。
通常都是通过一根由一个中心点供电的附加电缆来进行供电。其缺点是,必须在一个大的距离内敷设单独的电缆,因而必须忍受附加电缆线路的费用和电压损耗。对众所周知的光波导海底电缆也必须采取供电的附加措施。但上述的微型光缆包括一个管形的金属护套。该护套保护光波导在敷设时不受损伤,并保证纤维一定的超长度,而且对横向力是稳定的。此外,敷设沟设置在坚硬的土地中为微型光缆对外部机械影响提供了必要的保护。但这种微型光缆的电性能则没有利用。如果现在将这种微型光缆的金属小管例如借助于金属连接套管连接在连接点上,则这个系统就可用来供电。第二导体可提供回路或者如果第二导体是绝缘的则可供电。必要时回路不绝缘。回路可附加地承担保护功能。
这种微型光缆和供电也可作成耦合电缆。如果敷设两根绝缘微型光缆,则可取消单独的回线。也可两根微型光缆管在一根微型光缆中用相应的共同绝缘。电缆包皮与小管相互绝缘并对地绝缘。这种微型光缆可绕一根小轴弯曲和敷设。
在这种供电中强度和导电都是通过电缆包皮或金属管的横截面来实现的。通过光缆接头盒的金属密封头与微型光缆的金属管的收缩保证了足够的电接通。如果光缆压紧装置用金属制成时,则供电回线也可利用光缆压紧装置。这种光缆压紧装置本来的任务是将敷设沟中的光缆牢固定位在它的敷设高度上。如果用直流电,则在接地情况下可不用回线。如果微型光缆的金属小管有一绝缘层,则除了绝缘供电的可能性外还可达到如下优点:
-对金属防止腐蚀;
-在敷设时保护金属管不受机械损伤;
-该绝缘层在微型光缆引入时构成耐磨层;
-该绝缘层在光缆沟用热沥青密封时构成绝热层;
-该绝缘层对繁忙交通构成减震层。
图25表示借助于一个金属的导电电缆接头盒KM进行供电连接。供电通过微型光缆MK1和MK2的端部与套管MR电接通来实现。在密封头DK的收缩部位实现微型光缆MK1和MK2的电接通、拉力释放和密封。在这种情况中,电缆接头盒KM在外侧附加设置电绝缘IS。
图26表示微型光缆MK的位置,该光缆在敷设沟VN中位于一根带绝缘SK1的电缆SK的上方。该电缆SK是单相的,微型光缆MK的管MKR有塑料绝缘IS。敷设地VG中的敷设沟VN在埋入线缆后用浇注材料VM充填。所以通过绝缘的微型光缆MK和绝缘的电缆SK进行供电。
图27表示在其金属管MKR设有光波导的一根未绝缘的微型光缆MK设置在敷设沟VN中一根绝缘电缆SK的上方。单相的供电电缆SK是绝缘的,微型光缆MK的裸管MKR接地。在这种情况中可取消绝缘。
图28表示通过一根微型光缆MK供电,该光缆的管MKR带有绝缘IS,其上方的扁平带状接地极作为回线RL保证导电。在这种情况中,回线RL同时作为微型光缆MK的附加保护。
图29表示敷设一根带绝缘IS的微型光缆,这里用一个连续的光缆压紧装置NH来把埋入的光缆MK固定在它的高度位置上。该光缆压紧装置NH具有两个向上倾斜的侧壁NHS来支撑在敷设沟VN的沟壁上。在这种情况中,供电的回线通过该电缆压紧装置NH,此外,该压紧装置还同时作为保护和保险装置。
图30表示通过一根微型光缆MK供电,该光缆在绝缘套IS中设置一根附加的导线ZS,该附加导线的材料是这样选定的,即它作为吊索用应具有所需的额定拉力。该导线例如可用钢或青铜制成。
图31表示通过微型光缆MK供电,在该微型光缆MK上通过整体注塑的绝缘套IS设置一根附加的导线ZS,这两个绝缘套之间通过一个连接条ST连接。在连接条ST的范围内,可在必要时使微型光缆MK与附加导线ZS分离。这种分离例如对连接接头盒是实用的。
图32表示在敷设沟VN中上下埋设两根微型光缆MK1和MK2。这两根微型光缆MK1和MK2单独绝缘并可相互分离或共同敷设。每根微型光缆最好可在一个单独的接头盒中续接和电接通。
图33表示通过两根叠置的微型光缆MK1和MK2供电,这两根光缆分开绝缘,但通过一连接条ST连接。在续接时,微型光缆MK1和MK2可在连接条ST的范围内断开,这样每根微型光缆MK1和MK2都可在不同的单独接头盒中进行续接和电接通。
本发明的另一项改进任务在于提出一种方法来探测已敷设的微型光缆,提出的这个任务是按开始时所述的一种方法这样实现的,即用一种探测器对敷设在一条敷设沟中的微型光缆进行沿线探测。
与先有技术比较,本发明的优点特别在于:用一种探测器对已敷设的微型光缆进行很精确的探测,以至达到相当小的误差的城市道路图和电缆线路图,例如可存入技术档案。根据本发明用探测器的方法可找出土壤中的电缆故障点进行维修,其中可精确定位电缆的中断处。在切割敷设沟之前检查沿线是否已在敷设土地中有现成的公用事业管道,这也是重要的。用这种建立在适当探测器工作原理上的方法还可进行新光缆线路的验收和准许运行,因为可在任何时候检出敷设的质量和敷设深度。
所以最好在刨沟机前面设置这样探测器作为探测电缆的功能单元,这样,如果地下有金属物体例如电缆或公用事业管道时就必然被探测器发现。在敷设微型光缆时可对敷设沟中的金属管本身、一起敷设的回线或光缆压紧装置都可进行探测。这种光缆压紧装置例如也可用作供电和探测微型光缆的保护功能。压紧装置既可具有预定的固定编码,也可自由编程。这种方法最好配一辆维修车来对已敷设的光缆进行探测。这种仪器可制作标记的参考位置、存储光缆敷设路线,因而可将走向摹绘到现成的道路图上,所以可确定已敷设的微型光缆的位置和深度。
图34表示光缆特别是微型光缆用探测器D探测方法的原理,该探测器D放在一辆维修车中。当车驶过敷设沟VN时通过发出的和反射的定位信号OS确定已驶过一条敷设沟VN。在这个实施例中,微型光缆MK埋入敷设沟VN中,然后用充填材料例如沥青充填敷设沟VN,在充填材料中掺有金属的充填物。
图35表示坚硬敷设土VG中的一个敷设沟VN的纵截面。微型光缆MK埋设在敷设沟底上并用销钉状的光缆压紧装置NH固定在它的位置上。每个光缆压紧装置NH都带有磁铁,其磁场可被行驶其上的探测器定位。在全部光缆压紧装置NH中,这些磁铁的定向可以是相同的,也可以是交替不同的。通过这些磁铁M的磁极MK或MS的交替定向可产生一个交替磁场系统,用这个交替的磁场系统甚至可确定已敷设的微型光缆的编码。用这种方法可准确辩认已敷设的电缆,所以可避免维修工作中产生混淆。
图36表示在敷设沟VN中敷设的一根微型光缆MK,该光缆用磁性的光缆压紧装置NHM固定在它的位置上。这里磁性光缆压紧装置是NHM的极也可用磁极NHMN和NHMS的交替定向固定在敷设沟VN中,所以这里也可进行光缆线路的编码。在敷设时,将U形的光缆压紧装置NHM楔入并支撑在沟壁上。这些U形光缆压紧装置相互磁性绝缘并由电缆敷设机单个压入。这些磁性的光缆压紧装置NHM可以是永久磁性的,或在敷设时单独磁化。这里磁场也可通过图中未示出的充填材料来检测。
图37表示在敷设沟VN中敷设的一根微型光缆MK,该光缆用棒形的光缆压紧装置SNHM固定在它的位置上。这些棒形的光缆压紧装置SHNM也是在敷设时楔入并支撑在沟壁上。这些棒形的光缆压紧装置SNHM也是相互磁性绝缘并可以是永久磁性的,也可以在敷设时才单个磁化。在这里通过磁极的交替也可给每根敷设的光缆配一个自己的编码(莫尔斯码)。磁场在这里也可按本发明方法用上述方式用一个探测器测定。
图38表示一种网格形的光缆压紧装置GNH,其中棒形的、有磁性的光缆压紧装置SN,HM固定在两根纵向延伸的支承线TF上,单个棒形的、有磁性的光缆压紧装置SNHM是磁性相互绝缘的。在敷设过程中,这些网格形的光缆压紧装置GHN以简单的方式拆开并卡紧埋在光缆的上方。通过这种结构也可用简单的方式进行电缆线路的纵向测量,因为通过棒形的光缆压紧装置SNHM的均匀间隔而在一定程度上提供了一个刻度样板。单个的棒形光缆压紧装置SNHM可以是永久磁性的,也可以在敷设时才单个磁化。在这里也可通过交替的磁极编码。
图39表示在一定程度上钉在或卡在支承丝TF上的光缆压紧装置KNHM。这也可在现场进行,这时可制作任意的编码模式。这样的编码例如也可通过单个棒形的磁性光缆压紧装置KNHM之间的间隔变化来实现。
图40表示用其端部E连接在支承薄膜TFOL上的光缆压紧装置ENHM。在这里也可通过改变单个棒形光缆压紧装置ENHM的极性和间隔来进行相应的编码。在敷设沟用热沥青充填时该薄膜熔化,所以热沥青可充填棒形磁铁ENHM之间的敷设沟。棒形光缆压紧装置ENHM保持楔入敷设沟中并把微型光缆固定在相应的位置上。
图41表示除了通过光缆压紧装置NH进行上述纯粹的无源编码的可能性外,还可通过电子元件进行有源编码。图41是从图35派生出来的,只不过用电子脉冲发送器I代替了磁铁。通过活动的感应回线IS可从道路表面探讯脉冲发送器I的信息。
脉冲发送器I可发送光缆的专门信息,例如操作员名字、线路有关配件、敷设深度、敷设数据、光波导数等等。
图42表示微型光缆MK或压紧装置NH配置的可自由编程的芯片C。该芯片可存储和再现信息(光缆、光缆接头盒、操作员、有效的光波导等等)。探讯可通过支承丝(TF)感应式地进行,或通过光缆护套的接通或从接头盒处的支承丝的接通来实现。
图43表示放在接头盒M中的可编程芯片CH,这样信息就从接头盒发出。这里也可设置别的电子有源元件。供电可从这里进行,其中,光缆压紧装置NH的支承面TF例如也可作成供电线。
上述光缆叫做微型光缆并最好敷设在坚硬土地的敷设沟中。由于这种光缆的直径很小而可使敷设沟保持很窄,所以可用切割方法刨敷设沟。沥青或混凝土道路的地下结构特别适用于作敷设地。敷设深度很小,介于7.5至15厘米之间。这种光波导光缆系统特别适用于已经挖好沟的敷设,因为不需要花费挖沟工程。此外,敷设时间很短,这对交通繁忙的街道特别重要。在微型光缆埋入切割的敷设沟以后,敷设沟需用充填材料最好用沥青充填。作为敷设沟例如也可考虑使用设置在单块混凝土板之间的伸缩缝或道路混凝土板预设的伸缩缝。在这些伸缩缝中同样可以敷设微型光缆。这些伸缩缝也用充填材料充填,所以光缆也受到保护。
但例如需要对管子进行维修时,这种微型光缆必须抽出。而这种微型光缆不可能与充填材料一起从敷设沟中抽出,因为由此所需的力会进一步损伤微型光缆。此外,在已确定损伤部位的管子必须修复,然后重新埋入敷设沟中。
本发明的又一改进任务在于,提出一种可从敷设沟中抽出并维修上述那种光缆的方法。提出的这个任务是用开始时所述的一种方法来这样实现的:为了露出微型光缆,用一种装置把充填材料从敷设沟中清除出一段放置维修件所需的长度,其中,该维修件由两个光缆接头盒、两个平衡环和光缆接头盒之间的一根连接管组成,微型光缆从已清除充填材料的敷设沟中抽出,将微型光缆的管子按维修件相应的长度截断,并将维修件密封连接在微型光缆的两端上。
上述微型光缆放在道路或人行道的上部范围。微型光缆的尺寸很小,所以土方工程可略去不计,因此,损伤的可能性比常规敷设的通信光缆高得多,因而必须用一种快速方法来修复损伤的微型光缆,用这种方法可按相当简单的方式并在短时间内消除损伤。为此,维修件应由现成的标准件组成,亦即由两个光缆接头盒和两个连接在损伤的光缆两端上的连接单元组成,在两个光缆接头盒之间有一根用来搭接损伤范围的长度的连接管。损伤部位例如是微型光缆的管子断开,这时例如可用电测示信号通过反射定位。如果该管的金属还是连接着的,则光波导的故障部位例如必须用光时域反射测量术进行测量和定位。这时的入射的光线的部分通过玻璃的缺陷点(脏物、接头等)反射。如果测量渡越时间,则可测量故障部位到发送器的距离。
在维修时必须在光缆断裂部位的两侧清除足够长的范围,即要为操作和光缆接头盒内的续接提供足够的长度。为此,必须首先清除敷设沟的充填材料,否则微型光缆不可能不受损伤就能抽出,清除敷设沟可通过切掉或刮掉-可能几层-或通过加热浇注填料、用刀具插入敷设沟切割和清除,或通过加热微型光缆或沟中直接位于微型光缆附近的其他导电导热的件。
两个光缆接头盒至少在入口区必须适合安装微型光缆,有故障的微型光缆的一端分别引入一个光缆接头盒中,并在那里用光波导续接,该光波导通过连接管引到第二光缆接头盒,然后这些光波导在第二接头盒中与有故障的微型光缆的第二端的光波导续接。光缆接头盒最好埋入已清除的敷设沟旁边切向切割的钻孔中。圆柱形的光缆接头盒的引入端切向设置在圆柱体上,所以微型光缆接头的引入端只以平衡环的形式稍微弯曲。微型光缆连接头同样包括管子并作成平衡环,所以在接头盒放入时和运行过程中的误差和长度膨胀都可平衡。与微型光缆的密封连接通过平衡环端部收缩到微型光缆的端部来实现。这些过程结束后可将敷设沟用充填材料重新填充。
图44表示微型光缆NK的断裂点KB,其中充填材料已从敷设沟中清除出维修所需的长度。在例如设置在道路坚硬敷设地VG中的已清除的敷设沟FVN中,出于安全原因宁可在微型光缆MK上方留一薄的填充材料层不要完全清除掉,这样微型光缆MK就不致受到工具的机械损伤。为此,设置了一个适当的控制装置,这在下面还要说及。几乎完全清除的微型光缆MK的敷设沟这时可从路面S0将待维修的微型光缆MK的两端以简单和小心的方式抽出。
图45表示在KB处断裂的微型光缆MK的已述过的方法,在这里已清除的敷设沟FVN从上方观察。从图中看出,在光波导超长所需的距离中,两个钻孔B几乎在已清除的敷设沟FVN旁边呈切线垂直钻入敷设土地中,在该孔中分别设置一个圆柱形的光缆接头盒KM。这个光缆接头盒KM用来安装微型光缆并具有切线引入光缆接头盒入口KE,在KE上连接管形的平衡环AS。该管形平衡环AS的直径与微型光缆MK的直径匹配,一般通过收缩AK实现紧密连接。平衡环AS用来平衡误差和膨胀。由于光缆接头盒具有切线的光缆引入KE,所以平衡环AS只设置很小的弯曲,因而可将平衡环无折损地和无应力地引入已清除的敷设沟FVN中。
图46表示在完成维修过程后和图45的纵截面,为醒目起见,光缆接头盒用截面和简化的形式表示。从图可看出,平衡环AS一端连接在待维修的微型光缆MK的管端上,另一端则用收缩AK连接在光缆接头盒KM的光缆引入端KE上。微型光缆MK的光波导LWL通过平衡环AS分别送入相应的光缆接头盒KM中,并在那里与通过连接管VR引到第二光缆接头盒KM的光波导LWL在接头盒SK中连接在一起。按这种方式可重建全部连接。在光缆接头盒KM封闭后,可将先前清除的敷设沟FVN用充填材料重新封填。
图47表示从设置在坚硬敷设土地VF中的敷设沟VN清除充填材料FM的一种装置GF。在这个敷设沟VN沟底上埋设的一根微型光缆MK例如由于管子断裂而必须抽出。在这种情况中,微型光缆MK设置有绝缘层IS。为了清除充填材料FM,这种方法使用一把加热的刀具SCH,该刀具可旋转地支承在清除装置GF的一个旋转点DP上,所以在刀具导向中平衡不精确性。此外,设置了一个弹簧机构F,该弹簧机构是这样设计的,即在提升力超过一个设定的值时,该刀具SCH可向上翻转。这个刀具SCH安装在可行驶的装置GF上并通过一根连接管道SH例如由一个燃料油箱BS加热。电动机M驱动该装置GF在路面的敷设沟VN下方向前运动。在作业过程中用一个电测量装置MV进行监控,以免由于太深的切割刀具SCH附加损伤微型光缆。其中,微型光缆MK的管子和金属切割刀具SCH都连接在一个连续测试器上。当绝缘层IS被切割刀具SCH损伤时,测量装置MV动作,并可修正刀具SCH的啮合深度。清除敷设沟也可逐层进行。
抽出敷设沟中的微型光缆还可采用别的方法,例如可将微型光缆的绝缘作成拉链式的,这样管子本身在用密封材料充填时不与微型光缆接触。在清除充填材料和打开“拉链”后,微型光缆便可完全自由地从绝缘中抽出。此外,也可用拉出钢丝埋设在敷设沟微型光缆上方,借助于这种拉出钢丝可拉出充填材料。如果在敷设时在微型光缆上方放入连续的光缆不紧装置,则该光缆压紧装置也可用于拉出充填材料。
如果微型光缆具有绝缘,则这种绝缘特别适用于微型光缆金属管和密封敷设沟的很好附着的充填材料(例如沥青)之间的脱离剂。用聚乙烯、纸或膨胀纤维网制成的光缆包皮在抽出微型光缆时就象一把拉链,因为这种材料不粘附在管子上,而这种材料却可与沥青很好附着。所以,这种电缆包皮在金属管和充填材料之间起隔离剂的作用。微型光缆的金属管应具有光滑的表面以减少粘附。敷设沟按上述方式已经清除,而绝缘则仍留在敷设沟中。
作为微型光缆MK和充填材料FM之间的脱离剂也可埋入用海绵橡皮GU作成的绳,如图48所示。这种方案无需加热敷设装置的切割刀具。也可用特别厚的光缆包皮,还可用附加加厚的光缆包皮。
用此相同的方法也可从设置在混凝土路面单块板之间或设置在可通车的板的伸缩缝中的敷设沟清除充填材料。这样也可不用切割圆盘来在混凝土路面上切割附加的敷设沟。如果混凝土路面的这些沟具有大致相当于微型光缆直径的尺寸,则敷设沟可不用任何措施就可设置在这种现成的沟中,然后同样用充填材料填沟和封沟。在一定时间间隔中,混凝土板沟中的这种密封出于安全原因而必须更新,在这种更新时可将新的微型光缆敷入而不需附加的费用,而且也可节省时间。此外,也不会因为微型光缆的附加敷设沟而削弱道路结构。必要时可通过磨削加深或扩大伸缩缝。
混凝土路面在浇筑后立即用假缝分成7.5米至20米大小的单块板。这种假缝是理论上的断裂部位,这种断裂部位切割成大约5至10厘米深和大约8至10毫米宽。假缝用密封带、海绵橡皮或充填沥青密封以免脏物和表面水浸入。这种缝同样适合作敷设微型光缆。为了保护敷设的微型光缆和平衡由于土壤力学引起的沉陷,最好扩大混凝土板接头处的假缝,这样微型光缆在这些范围内就具有所述的平衡可能性。当路面板由于土壤沉陷、地震或类似的土壤运动产生相互移动时,为了保护埋入的微型光缆钻一个直径8至10厘米的孔就足够。这样在很大程度上就避免了已敷设的微型光缆被剪断或折断。
维修件的长度取决于损坏部位。为了具有足够的纤维超长,每个接头盒都需留有大约1.5米的纤维储备。连接管VR和维修件的长度总是比待连接的断裂部位长3米。
充填材料的加热例如也可通过埋入充填材料中的导电体的加热来实现。为此,例如可利用光缆压紧装置。
本发明另一项改进任务在于提出一种方法来在敷设过程中连续不断地固定微型光缆。提出的这个任务是按开始时所述的一种方法这样实现的:微型光缆用一个弹性材料制成的连续的成型件固定在设置在敷设土地的敷设沟中。并用密封材料密封敷设沟。
这样,微型光缆以简单的方式和最好在微型光缆埋入敷设沟后就紧接着把连续的成型件放到敷设沟的沟底加以固定。这种连续的、纵向延伸的成型件最好由一种挤压的橡皮状的塑料制成,这种塑料通常叫做海绵橡皮。在这种成形件挤入敷设沟时,它产生弹性变形并通过弹性预压楔紧在敷设沟壁上。其中,不平整性通过弹性材料补偿。这种材料由一种不腐烂的、对温度和紫外线稳定的软橡皮制成。必要时,这种成型件上方可附加用一种密封材料例如热沥青密封。这样,成型件就附加地机械固定在敷设沟中。由此而比用金属卡子或类似件作的压紧装置具有如下的优点:
-在密封时需要的热沥青较少;
-可进行快速地、有时甚至立即地放入成型件;
-放入过程可连续进行;
-由此已形成防地面水的大致的密封;
-敷设土地的膨胀可由成型件的弹性材料吸收;
-在密封范围内的热沥青的收缩很小,所以几乎不产生“沉陷”;
-由成型件和密封材料组成的填沟材料可轻易清除掉,因为产生了一种拉链功能。
但本发明的主要目的是用一种成型件把微型光缆固定在敷设沟中。此外,敷设沟朝路面方向密封,并使光缆免受机械载荷和震动。
最简单的实施例是用圆形截面的弹性成型件,这种成型件用一个滚子直接压到微型光缆上,其中敷设沟向上的剩余空腔用热沥青密封。由于成型件的弹性,通过压入成型件也充填了微型光缆和敷设壁之间的空腔。
微型光缆外罩一个弹性的成型件这样一种实施例也是有利的。
但也可用形状稳定的,可产生弹性变形的密封成型件,这种成型件具有可变形的造型,例如倒钩,通过这种倒钩可钩到卡到敷设沟的沟壁上和微凸体上。
敷设沟密封用的防地面水浸入的密封材料最好用热软化的材料例如热熔沥青或热沥青或用聚酰胺制成的众所周知的可熔的胶接剂。在微型光缆埋入敷设沟中后,将这种密封材料加热注入,然后将其凝固以后敷设沟就被密封。
也可用温度稳定和形状稳定的成型件,在这种成型件中设置通槽来引入微型光缆或有效的光波导。光波导的引入例如通过光缆、纤维或纤维元件的吹入或拉入来实现的,这些过程可在埋入成型件之前或之后进行。
所以可将微型光缆通过一个连续的成型件这样简单的方式就能固定在它的敷设沟中。其中在坚硬敷设地例如街道内切割的敷设沟要进行防水密封,在用这种成型件的情况下,微型光缆可较好地敷设,而且在可能需要维修时又可轻易从敷设沟中取出这种成型件。通过在微型光缆上方埋入这种成型件同时还可进行高温(230至280℃)保护,在热沥青或熔化胶接剂浇入时可能产生这样高的温度。此外,这种成型件在一定程度上还可平衡道路沉陷时(土壤沉陷)或光缆和路面不同的热膨胀所引起的长度变化。
但微型光缆也可在制造时用一种软的、尽可能多孔的或多泡的塑料作一层包皮,这种包皮承担了成型件。这时这种微型光缆的压紧便由该包皮来完成,该包皮还以同样的方式压紧在沟壁上。
成型件可作为一种没有接头的、无限长的形体埋入敷设沟中,其中,成型件最好带有鲜明的颜色,这样,同时就对随后的道路工程提供一个警示。此外,微型光缆向上弹性密封,所以微型光缆不受机械负荷(震动)的作用。在使用把微型光缆完全包住的成型件的情况下产生一个均匀的径向压力,所以光缆无应力地放直。通过纵向延伸的成型件将微型光缆均匀压紧,于是微型光缆不再可能由于内应力而引起上升。此外,在敷设时微型光缆不经受纵向应力,这种纵向应力可导致光波导纤维的延伸或拉应力。在敷设过程中,微型光缆很精确地布放,所以在热负荷或机械负荷作用下光缆不可能挠曲或折损。其次,由于成型件有弹性,所以在压入敷设沟时可以无间隙地压紧在沟壁上。
微型光缆可在制造时就压上包皮,但也可在微型光缆快敷设之前补加圆筒形的包皮,这种包皮最好带槽,以便扣在微型光缆上。
埋入的成型件在进行维修工作时可用钎子或刀子简单的方式割掉,这样就可方便地取出待维修的微型光缆。
在一个敷设沟中也可上下摆放多根微型光缆,这就为使用具有多个纵向通槽的成型件开辟了可能性。
也可在一个敷设沟中补埋别的光缆,这时应首先拿出成型件,为别的微型光缆腾出位置,然后将成型件压入并用密封材料向上密封。
在使用相当硬的成型件时,可在纵向内设置附加的通槽,以便以后例如吹入光纤。
图49表示坚硬敷设地例如路面VG中的一个敷设沟VN,在该敷设沟VN中已将微型光缆MK放入沟底,如箭头EK所示,微型光缆MK的压紧装置是一个例如用橡皮这样弹性材料制成的、连续的成型件GU。
图50表示成型件GU压入微型光缆MK和沟壁NW上。敷设沟用一种密封材料B例如热熔化的沥青向上一直密封充填到路面SO。
图51表示敷设单元VW的功能示意图。微型光缆MK直接从左边的光缆盘TMK放线,所以微型光缆容易放入敷设沟中,而且避免了微型光缆的不必要的变形。用一块敷设板VS避免了微型光缆MK从敷设沟中升起。敷设单元VW的右侧设置了成型件GU的第二滚筒,成型件GU通过压滚AR连续压到敷设沟VN中的微型光缆MK的上方。就这样以简单的方式用一道敷设工序把微型光缆MK埋入敷设沟VN中并通过成型件固定。敷设板VS用一个弹簧结构F定位,制动装置BR保证两个卷筒TMK和TGU的一定的排出速度。图中的箭头VR表示敷设方向。
图52表示微型光缆MK已经罩上了一个纵向延伸的环形成型件GUR,该成型件既可在制造时挤压到微型光缆MK上,也可事后套在其上。如果事后套装成型件GUR,则最好设置一个纵槽S,这样成型件GUR就可通过膨胀扣在微型光缆MK上。纵槽S最好倒棱,以便扣上。
图53表示已套上成型件GUR的敷设好的微型光缆MK,该成型件通过压入产生变形,所以在很大程度上避免了空腔。此外,这种结构型式埋入了一个附加的成型件ZP,这个附加成型件朝上进一步密封了敷设沟。这两个成型件都用弹性或塑料材料制成。所以它们具有很好的可变形性。敷设沟VG的其余部分又是用密封材料例如热沥青B封闭和密封。如果要重新抽出微型光缆MK,则用一根钎子机械地清除密封材料B并从敷设沟中拉出。由于只在密封材料和沟壁之间存在牢固的粘附,所以在取掉密封材料后便可用简单的方式拉出成型件,这样就可方便地接近待维修的微型光缆MK。
图54表示纵向延伸的成型件VP的实体横截面,该成型件具有弹性,但不产生塑性变形。该成型件通过弹性倒钩WH固定在敷设沟中。成型件VP内部设置有纵向延伸的通槽FK,光纤可在以后引入或吹入该通槽中。成型件VP的上部范围设置有微型光缆MK的槽,微型光缆通过纵向延伸的缝ZPS在敷设前沿ER方向放入成型件VP中。
图55表示敷设沟VN内的图54的成型件VP,其中弹性倒钩WH沿沟壁楔紧。在成型件VP的通槽FK中可在以后补放入或吹入附加的光波导。敷设沟VN的上部又是用密封材料B填封。
图56表示成型件P的横截面,这个成型件也具有弹性,但不产生塑性变形,并已由厂方用一种可熔的密封材料BVP例如热沥青或热熔粘胶剂包上。这个敷设沟成型件NFT在敷设前加热,所以可在热态下压入敷设沟中。成型件P中又设有通槽,但这里也可设置安装微型光缆的、带一个纵向延伸缝的通槽。
图57表示图56所示敷设沟成型件NFT的敷设过程。这里用热轧辊WW将加热的敷设沟成型件NFT压入敷设沟VN中,最好通过红外线辐射器IS的热辐射来加热包住成型件的密封材料。在敷设前也将敷设沟VN加热,以免密封材料快速冷却。最后将路面上的多余密封材料压入和清除掉。
此外,本发明的又一项改进任务在于,提出一种方法来使敷设好的微型光缆足够防止尖锐工具和很锐利边缘的物体穿透引起的损伤。提出的这个任务是根据本发明开始时所述那种光缆的埋设方法这样实现的:在微型光缆埋入敷设沟中以后,在微型光缆纵向内埋设一种弹性的、具有切口冲击韧性的并通过外部机械作用难于穿透的保护成型件,而且将敷设沟的宽度盖住。
根据本发明敷设光波导光缆,特别是微型光缆的方法的优点主要在于:早在实际的敷设过程中就在敷设沟中埋入了光波导光缆的附加保护装置来防止偶然的或有意的机械损伤侵入。在线路中的这种损伤部位例如可能由于蓄意的破坏行为或在敷设沟加工过程中无意行为所致。例如带尖的很锐利边缘的物体如螺丝刀或钎子的侵入,这种侵入到微型光型前被阻止。这是因为韧性弹性的保护成型件能产生弹性塑性变形,这种成型件例如由一根金属芯丝和一个塑料制成的弹性护套组成。在敷设过程中可直接在微型光缆上方附加埋设中间保护层。在这种中间保护层中也可附加放入提高机械强度的金属丝和传送信息用的传感器,这种传感器例如可执行无故障运行的探测和监控。韧弹性的芯主要防止锐边物体的穿透。而用泡沫材料制成的护套则对附加载荷起缓冲作用并将压力载荷分布到一个大的面积上,所以微型光缆不变形或损伤。而且这还便于光波导光缆的抽出,因为保护成型件具有足够的抗拉强度来从敷设沟中拉出位于微型光缆上方的充填材料。保护成型件同时作为敷设沟中光波导光缆的压紧装置并在放入金属条的情况下可同时起接地条的作用。
图58表示在沟底埋有一条微型光缆MK的敷设沟VN的横截面。在微型光缆MK埋设后或埋设的同时在其上方附加放一中间保护件ZWA,从而对来自上方的机械作用构成一个附加的缓冲,所以即使用工具或类似尖锐物体有意冲击微型光缆MK也不变形或根本不穿透。该中间保护件ZWA必要时可配置例如金属丝ZWE或传感器,用这种传感器以后既可对光缆线路定位,又可定位道路结构的浸入水和故障,还可测出故障部位。在用导电材料制成中间保护件ZWA的情况下,微型光缆MKR也可不用金属而用塑料制成,其中必须保持有关抗拉强度和横向抗压强度的相应边缘条件。在这个中间保护件ZWA上方同样也可在微型光缆敷设后和敷设的同时将本发明的主要保护成型件AP埋入。这个保护成型件AP原则上也可作成金属丝绳、塑料绳、大麻绳或剑麻绳,但所用的材料必须具有相应的性能。亦即保护成型件AP必须是难于穿透的、有限的机械变形和具有韧弹性,这些性能例如通过单根绳的绞合即可达到。但最好将这种元件作为芯MFK用弹性的包皮APU最好用泡沫材料制成的这种包皮包上,其中整个保护成型件AP的直径必须与敷设沟VN的宽度一致,即用该成型件实现卡紧在敷设沟中。芯AFK本身必须具有至少与微型光缆直径相等的直径,这样该保护成型件AP就用它的芯MFK对微型光缆MK提供了完全覆盖的保护作用。敷设沟VN的其余部分朝上直至敷设地VG的表面用充填材料最好用热沥青充填。所以,这种保护成型件AP大大防范了偶然的或有意的破坏性物体侵入敷设沟VN中,其中韧弹性的芯MFK大大防止了尖锐边缘的物体的穿透。用弹性材料制成的护套APU对荷载起缓冲作用并把压力荷载分布到大的面积上。因此,位于下方的微型光缆MK不变形或受损伤。但该图中所示的中间保护件ZWA在保护成型件AP本身能满足要求的各种条件的情况下则不必要设置。此外,保护成型件AP的机械强度大的结构也可用作微型光缆MK的简单抽出,因为由于大的机械强度而可在需要时用它把位于其上的充填材料FM从敷设沟VN中拉出。
图59表示一个假定的机械载荷通过一个尖物SG用力P作用到用充填材料FM充填的敷设沟中的情况。在这个过程中,充填材料FM被冲穿,尖物SG到达保护成型件AP的弹性护套APU,这时该护套APU产生变形甚至被冲穿,但尖物SG冲到难于穿透的保护成型件SP的芯MFK却被最终阻止在该处,其中,护套APU的下侧由于产生压力变形,于是产生压力分布。所以,位于下方的、在此例中设置在中间保护件ZWA下方的微型光缆MK不受损伤。
图60表示用横截面示出图59的过程。从图中可清楚看出,尖物SG在达到保护成型件AP时,护套APU变形甚至被穿透,而后却被芯MFK阻止继续前进。其余情况与图59相当。