DE10019988A1 - Lichtwellenleiterkabel - Google Patents

Abstract

Um Lichtwellenleiter-Indoorkabel besonders kompakt und mit verbesserten mechanischen Eigenschaften zu versehen, wird vorgeschlagen, das Lichtwellenleiter-Indoorkabel mit integrierten Zug- und Stützelementen zu versehen.

Description

Die Erfindung betrifft Lichtwellenleiter-Indoorkabel. Hierbei werden unter dem Begriff "LWL-Indoorkabel" insbesondere jedes Lichtwellenleiter-Datenkabel für Gebäudeverkabelungen, für Industrieverkabelungen sowie für Bussysteme geeignete Kabel verstanden.

Es ist Aufgabe der Erfindung ein besonders kompaktes und betriebssicheres, Lichtwellenleiter-Kabel zur Verfügung zu stellen.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine Faserumhüllung mit integrierten Zug- und/oder Stützelementen verwendet wird.

Durch die integrierten Zugelemente können die empfindlichen optischen Fasern gegen eine unzulässig hohe Belastung, die beispielsweise bei einer Kabelverlegung in Längsrichtung auftreten kann, geschützt werden.

Die in der Faserumhüllung eingebetteten Stützelemente können Kräfte aufnehmen, die beispielsweise bei einem Schrumpfvorgang durch Temperaturänderung hervorgerufen werden und so einer Kabelbeschädigung entgegenwirken.

Es wird vorgeschlagen, dass das erfindungsgemäße Kabel maximal 12 Fasern aufweist, die innerhalb der Faserumhüllung angeordnet sind. Bei einer derartigen Anordnung eignet sich das Kabel insbesondere für Indoor- Verkabelungen, da es bei begrenztem Raumbedarf und kleinem Biegevolumen bis unmittelbar an die Anschlussstelle gelegt werden kann.

Es wird weiterhin vorgeschlagen, dass die Stärke der Faserumhüllung weniger als dreimal so groß ist, wie der Faserdurchmesser. Dadurch können kleine Kabeldurchmesser erreicht und kleine Biegeradien erzeugt werden.

Es versteht sich, dass die Verwendung von maximal 12 Fasern bzw. einer vorgeschriebenen Faserumhüllung auch unabhängig von den übrigen Merkmalen vorteilhaft ist.

Um zu erreichen, dass das Kabel auf verhältnismäßig einfache Weise mit Steckern versehen werden kann, wird vorgeschlagen, dass der Innenquerschnitt der Faserumhüllung wenigstens teilweise der Außenoberfläche des Faserstranges angepasst ist. Hierdurch werden die einzelnen Fasern in Ihrer Position stabilisiert, wodurch ein Stecker ohne weiteres an diesen Positionen entsprechend mit den Fasern und somit auch mit dem Kabel verbunden werden kann. Dies kann darüber hinaus das Verlegen des Kabels mit kleinen Biegeradien verbessern.

Es wird vorgeschlagen, dass die Zug- und/oder Stützelemente Glasgarne, Aramidgarne, glasfaserverstärkte Kunststoffstäbe und/oder aramid­ faserverstärkte Kunststoffstäbe umfassen. Durch die vorgeschlagenen Materialien können beispielsweise die mechanischen, thermischen und übertragungstechnischen Eigenschaften eines Lichtwellenleiterkabels bezüglich einer Langzeitstabilität oder Robustheit verbessert werden.

Die vorgeschlagenen Zug- und/oder Stützelemente können beispielsweise die bei einer Kabelverlegung auftretenden mechanischen Spannungen oder die aufgrund von thermischen Einflüssen entstehenden Spannungen aufnehmen und somit unter anderem eine Beeinträchtigung der übertragungstechnischen Eigenschaften verhindern. Darüber hinaus kann dadurch die Eignung für gängige Kabeleinzugsverfahren verbessert werden.

Das erfindungsgemäße Lichtwellenleiter-Kabel kann in einer Einschichten- Konstruktion, vorzugsweise aus strahlungshärtbaren Akrylaten aufgebaut sein, wobei die Zug- und/oder Stützelemente in dieser Schicht integriert sind. Das erfindungsgemäße Lichtwellenleiter-Kabel kann auch so aufgebaut sein, dass die Faserumhüllung zwei Phasen, eine Außenschicht und eine Innenschicht umfasst, wobei zumindest die Außenschicht die Zug- und/ oder Stützelemente aufweist.

Durch die Außenschicht kann einerseits die mechanische Festigkeit des LWL- Kabels wie beispielsweise die Zug-, Stauch-, und Knickfestigkeit gewährleistet werden und andererseits, eine geringe thermische Ausdehnung oder Schrumpfung bei Temperaturdifferenzen sichergestellt werden. Die Außenschicht dient somit als Schutzschicht.

Es versteht sich, dass das vorgeschlagene Kabelgrundelement mit einer weiteren Schutzhülle bzw. Ummantelung versehen werden kann bzw. dass ein entsprechendes Kabel auch aus mehreren dieser Grundelemente gebildet werden kann.

Die Schutzschicht kann darüber hinaus bei geeigneter Materialwahl die Unempfindlichkeit des LWL-Kabels gegenüber eindringender Feuchtigkeit verbessern wie auch einer Einwirkung von Chemikalien entgegenwirken.

Weiterhin kann beispielsweise die Schutzschicht aus einem halogenfreien, flammwidrigen, thermoplastischen Compound gebildet sein und dadurch die Brandeigenschaften des LWL-Kabels verbessern. Im Brandfall kann eine geringe Brandlast und dadurch eine reduzierte Rauchgasdichte wie auch eine verringerte Toxität der Verbrennungsprodukte erreicht werden.

Durch die vorgeschlagene Schutzschicht kann eine gute Weiterverarbeitbarkeit des LWL-Kabels gewährleistet werden, wenn diese mit einer harten, glatten und gleichmäßigen Oberfläche ausgebildet wird.

Vorzugsweise umfasst die Außenschicht strahlungshärtbare Urethan-Akrylate.

Um zu erreichen, dass die Faser vor mechanischen wie vor thermischen Einflüssen geschützt wird, kann die Innenschicht als Pufferschicht ausgebildet werden. Darüber hinaus kann dadurch einem Eindringen von Feuchtigkeit entgegengewirkt und der Kabelader eine hohe Flexibilität verliehen werden.

Die Pufferschicht kann aus einem festen und trockenen Material z. B. Silikonakrylat, welches nicht ausläuft, sich problemlos und rückstandsfrei von einer Faser entfernen lässt und/oder ein primärcoating der Faser nicht angreift, bestehen. Darüber hinaus kann ein Material gewählt werden, welches die Faser geometrisch weitgehend exakt zentriert bzw. fixiert und verfügt über gute Trenneigenschaften verfügt, wodurch die Fasern problemlos aus einem Aderverbund gelöst werden können. Außerdem entkoppelt eine derartige Pufferschicht die Faser von mechanischen Belastungen und thermischen Einwirkungen und kann sie vor Feuchtigkeit schützen. Darüber hinaus kann sie eine hohe Flexibilität der Ader gewährleisten.

Als Material für die Innenschicht eignen sich insbesondere silikonmodifizierte Acrylate oder Urethan-Acrylate.

Um besondere mechanische, thermische oder chemische Eigenschaften zu erzielen, können auch spezielle Werkstoffe vorteilhaft sein. In diesem Zusammenhang sind insbesondere die Brandeigenschaften, wie geringe Brandlastwerte, geringe Rauchgasdichte und geringe Toxizität der Rauchgase von Bedeutung.

Als Werkstoffe zur Erfüllung der geforderten Eigenschaften bieten sich u. a. für die Außenschicht fluorierte Thermoplaste, Polyvinylchlorid und halogenfreie, flammwidrige, thermoplastische Compounds an. Darüber hinaus sind spezielle Werkstoffe mit verbesserten Brandeigenschaften wie beispielsweise Polyetherketone, Polyetherimide, Polyurethan oder Polyamide vorteilhaft.

Dadurch, dass die Fasern sehr genau positioniert und fixiert sind, können mehrere Fasern gleichzeitig konfektioniert werden. Dies ist insbesondere im Zusammenhang mit einer Verwendung von neuartigen Steckverbindern mit Mehrfaser-Ferulen von Interesse. Darüber hinaus können Aderhüllen über große Längen konfektioniert werden.

Das erfindungsgemäße Lichtwellenleiter-Kabel eignet sich unter anderem insbesondere für die Verwendung im Zusammenspiel mit Lichtwellenleitern aus Glas bzw. aus Kunststoff.

Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften vorliegender Erfindung werden anhand nachfolgender Beschreibung anliegender Zeichnungen erläutert.

Es zeigt in vereinfachter Darstellung

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines Lichtwellenleiter-Kabels mit rotations­ symmetrischen Aufbau,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel mit bändchenförmigem Aufbau,

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel eines LWL-Kabels einer rotations­ symmetrischen Zweischicht-Konstruktionen und

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen LWL-Kabels in einer bändchenförmigen Zweischicht-Konstruktion.

Das in der Fig. 1 dargestellte LWL-Kabel 1 weist vier optische Fasern 2 auf, welche von der Fasenumhüllung 3 umschlossen sind. Innerhalb der Fasenumhüllung 3 sind Zug- und Stützelemente 4 integriert.

Die aus Aramidgarnen, Glasgarnen, oder glasfaserverstärkten Kunststoffstäben oder aramidfaserverstärkten Kunststoffstäben hergestellten Zug- und Stützelemente 4 können die empfindlichen optischen Fasern 2 vor unzulässig hohen Belastungen, die beispielsweise bei der Kabelverlegung als Längskräfte auftreten können, schützen. Zusätzlich können außer den mechanischen Eigenschaften auch die thermischen und optischen Eigenschaften bezüglich einer Langzeitstabilität und Robustheit verbessert werden.

In Abweichung zu der in der Fig. 1 dargestellten Anzahl Fasern 2, können bei einer bevorzugten Ausführungsform bis zu zwölf Fasern 2 angeordnet sein. Da keine der einzelnen Fasern 2 mit einer Aderumhüllung versehen ist, kann das Kabel mit reduzierten Kosten hergestellt werden. Darüber hinaus wird der Kabeldurchmesser klein gehalten und eine gute Verlegung mit kleinen Biegeradien ermöglicht.

Die Stärke der Faserumhüllung 3 ist bei dieser Ausführungsform weniger als dreimal so groß wie der Faserdurchmesser.

Die Faserumhüllung 3 schützt die Fasern 2 vor mechanischen wie auch vor thermischen Einflüssen und wirkt dem Eindringen von Feuchtigkeit entgegen. Sie kann dem LWL-Kabel 1 eine hohe Flexibilität verleihen.

Die Faserumhüllung 3 besteht vorzugsweise aus strahlungshärtbarem Urethan- Acrylat. Durch einen Härtungsprozess werden die Fasern 2 in ihrer Lage fixiert. Die gute Trenneigenschaft der Faserumhüllung 3 kann eine rückstandsfreie Trennung von den Fasern 2 ermöglichen, wodurch beispielsweise die Fasern 2 problemlos aus dem Aderverbund herauslösbar sind.

Die genaue Positionierung der Fasern 2 ermöglicht darüber hinaus die gleichzeitige Konfektionierung von mehreren Fasern 2. So kann beispielsweise die Verwendung von neuartigen Steckverbindern mit Mehrfaser-Ferulen leicht realisiert werden. Darüber hinaus kann ein problemloses Ablängen einer Aderhülle über große Längen durchgeführt werden.

In Abweichung zu dem in der Fig. 1 dargestellten rotationssymmetrischen Aufbau zeigt die Fig. 2 ein LWL-Kabel mit bändchenförmigem Aufbau. Es weist zwölf Fasern 2 sowie in der Faserumhüllung 3 integrierte Zug und/Stützelemente 4 auf. Der Innenquerschnitt der Faserumhüllung ist der Außenoberfläche des aus den zwölf Fasern 2 bestehenden Faserstranges angepasst. Hierdurch sind die Fasern 2 in ihrer Position stabilisiert, wodurch ein Stecker ohne weiteres an diesen Positionen entsprechend mit den Fasern 2 und somit auch mit dem Kabel verbunden werden kann.

Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform weist in Abweichung zu der Fig. 1 eine rotationssymmetrische Zweischicht-Konstruktion auf. Eine strahlungshärtbare Faserumhüllung 3' umgibt die Fasern 2 und wird von einer äußeren Schutzschicht 3" umschlossen.

Die Faserumhüllung 3' wirkt als Pufferschicht und kann die Fasern 2 von mechanischen und thermischen Einwirkungen entkoppeln. Sie ersetzt die bisher aus einer gelartigen Substanz bestehende Pufferschicht. Sie wirkt dem Eindringen von Feuchtigkeit und Chemikalien entgegen und kann somit die Unempfindlichkeit des Kabels gegenüber äußeren Einflüssen verbessern.

Innerhalb der äußeren Schutzschicht 3" sind Zug- und Stützelemente 4 angeordnet. Dadurch kann die mechanische Festigkeit des LWL-Kabels wie beispielsweise die Zug-, Stauch- und Knickfestigkeit des Kabels erhöht werden.

Die außenliegende Schutzschicht 3" besteht aus einem halogenfreien, flammwidrigen thermoplastischen Compound, welches im Brandfall eine geringe Rauchgasdichte wie auch eine verringerte Toxität der Verbrennungsprodukte erzeugt.

Durch die harte, glatte, wie auch gleichmäßig ausgebildete Oberfläche der Schutzschicht 3", kann die Weiterverarbeitbarkeit des LWL-Kabels in der Fertigung verbessert werden.

Fig. 4 weist in Abweichung zu der Fig. 2 eine bändchenförmige Zweischicht- Konstruktion der Faserumhüllung auf. Sie besteht auch in dieser Ausführung aus der äußeren Schutzschicht 3" mit den darin integrierten Zug- und Stützelementen 4 und der die Fasern 2 umschließenden und als Puffer wirkende Innenschicht 3'. Dadurch kann die mechanische Festigkeit wie beispielsweise die Zug-, Stauch- und Knickfestigkeit erhöht und das Kabel insgesamt robuster ausgestaltet werden. Darüber hinaus werden die Fasern 2 mittels der als Puffer wirkenden Innenschicht 3' von mechanischen und thermischen Einflüssen entkoppelt. Dadurch kann eine weitere Steigerung der Kabelrobustheit erzielt werden.

Für eine Kabelausgestaltung haben sich in Abhängigkeit des Kabelaufbaus die nachfolgenden Kabeldimensionen als vorteilhaft ergeben.

• 1. bei rotationssymmetrischem Aufbau mit
  1 Faser: Durchmesser < 1.5 mm, insbesondere im Bereich (1,2 mm, 1,0 mm);
  2 Fasern: Durchmesser < 2,0 mm, insbesondere im Bereich (1,6 mm, 1,2 mm);
  4 Fasern: Durchmesser < 2,7 mm, insbesondere im Bereich (2,0 mm, 1,5 mm);
  6 Fasern: Durchmesser < 3,0 mm, insbesondere im Bereich (2,5 mm, 2,2 mm);
  8 Fasern: Durchmesser < 3,2 mm, insbesondere im Bereich (2,7 mm, 2,4 mm);
  12 Fasern: Durchmesser < 4,2 mm, insbesondere im Bereich (3,5 mm, 3,0 mm) und
• 2. bei bändchenförmigem Aufbau (wobei b = Breite, h = Höhe) mit
  2 Fasern:
  b < 2.7 mm, insbesondere im Bereich (2,0 mm, 1,5 mm);
  h < 2,3 mm, insbesondere im Bereich (1,6 mm, 1,2 mm)
  4 Fasern:
  b < 3,2 mm, insbesondere im Bereich (2,5 mm, 2,0 mm);
  h < 2,3 mm, insbesondere im Bereich (1,6 mm, 1,2 mm);
  6 Fasern:
  b < 3,7 mm, insbesondere im Bereich (3,0 mm, 2,5 mm);
  h < 2,3 mm, insbesondere im Bereich (1,6 mm, 1,2 mm)
  8 Fasern:
  b < 4,2 m, insbesondere im Bereich (3,5 mm, 3,0 mm);
  h < 2,3 mm, insbesondere im Bereich (1,6 mm, 1,2 mm)
  12 Fasern:
  b < 5,2 mm, insbesondere im Bereich (4,5 mm, 4,0 mm);
  h < 2,3 mm, insbesondere im Bereich (1,6 mm, 1,2 mm).

Claims (8)

1. LWL-Indoorkabel, gekennzeichnet durch eine Faserumhüllung mit integrierten Zug- und/oder Stützelementen (4).

2. Kabel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch maximal 12 Fasern (2), die innerhalb der Faserumhüllung angeordnet sind.

3. Kabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stärke der Faserumhüllung weniger als dreimal so groß ist, wie der Faserdurchmesser.

4. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenquerschnitt der Faserumhüllung wenigstens teilweise der Außenoberfläche des Faserstranges angepasst ist.

5. Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zug- und/oder Stützelemente (4) Glasgarne, Aramidgarne, glasfaserverstärkte Kunststoffstäbe und/oder aramidfaserverstärkte Kunststoffstäbe umfassen.

6. Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserumhüllung zwei Phasen, eine Außenschicht (5) und eine Innenschicht (3), umfasst, wobei zumindest die Außenschicht (5) die Zug- und/oder Stützelemente (4) aufweist.

7. Kabel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenschicht (3) eine Pufferschicht ist.

8. Kabel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenschicht (3) eine fixierte Schicht zum Fixieren der Fasern (2) ist.