DE10114292A1 - Optisches Kabel - Google Patents

Abstract

Ein optisches Kabel (20) weist eine Kabelseele (1, 2, 3) mit wenigstens einem optischen Übertragungselement (1) auf, das einen oder mehrere Lichtwellenleiter (4) enthält. Die Kabelseele ist von einem Kabelmantel (7) umgeben, wobei zwischen dem Kabelmantel und der Kabelseele eine die Kabelseele umgebende Kombination aus einer Kunststoffolie (8) und einer dem Kabelmantel zugewandten Papierschicht (10) angeordnet ist. Eine derartige Kabelkonstruktion ermöglicht einen vergleichsweise geringen Durchmesser des längswasserdichten Kabels, das außerdem vergleichsweise günstig hergestellt werden kann.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Kabel mit einer Kabelseele mit wenigstens einem optischen Übertragungs­ element, das einen oder mehrere Lichtwellenleiter aufweist.

Optische Kabel werden in einer Vielzahl an Kabelkonstruktio­ nen hergestellt. Bei der Konzeption eines optischen Kabels wird neben anderen Aspekten häufig das Ziel verfolgt, das Ka­ bel längswasserdicht auszubilden.

In einer typischen Kabelkonstruktion werden um ein Zentral­ element mehrere Bündeladern verseilt, die einen oder mehrere Lichtwellenleiter enthalten. Die Hohlräume zwischen den Bün­ deladern sind mit einer Füllmasse ausgefüllt. Über den ver­ seilten Bündeladern ist ein Quellvließ angebracht, über dem Zugentlastungselemente beispielsweise in Form von Garnen aus Glas oder Aramid liegen. Das Kabel wird durch einen Kabelman­ tel abgeschlossen. Die Längswasserdichtigkeit wird unterhalb des Quellvließes durch die Füllmasse und zum Kabelmantel hin durch ein Aufquellen des Quellvließes bei Wassereintritt in das Kabel gewährleistet.

Als Quellvließ wird häufig eine 2-Lagen-Struktur eingesetzt, die nach innen eine Kunststoffolie aufweist, auf die außen Quellmaterial aufgebracht ist. Bei Wassereintritt wird ein Hohlraum durch das Aufquellen des quellfähigen Materials ver­ schlossen.

In einer weiteren typischen Kabelkonstruktion, bei der keine Zugentlastungselemente in Form von Glas- oder Aramidgarnen vorgesehen sind, wird auf das Vorsehen von Quellvließ ver­ zichtet und nur eine Kunststoffolie eingesetzt, da keine Hohlräume zwischen Zugentlastungselementen vorhanden sind. Ein abzudichtender kritischer Bereich zwischen Kunststoffolie und Kabelmantel, in dem Wasser entlang laufen kann, wird da­ durch abgedichtet, daß quellfähige Fäden auf die Kunststoffo­ lie angeordnet werden.

Der Einsatz von Quellvließ hat im allgemeinen den Nachteil, daß dieses eine relativ große Dicke von beispielsweise 0,2 bis 0,4 mm aufweist. Für den beschriebenen Fall, daß ein Quellvließ die Kabelseele eines optischen Kabels umgibt, muß der Kabeldurchmesser daher vergleichsweise groß bemessen wer­ den. Dies ist insbesondere dann von Nachteil, wenn ein derar­ tiges optisches Kabel bei einem Installationsverfahren in ein vergleichsweise dünnes Rohr eingeblasen werden soll. Für ei­ nen derartigen Einsatzzweck eines optischen Kabels ist jede Art von Durchmesserverkleinerung des Kabels von Vorteil. Ein weiterer Nachteil des Einsatzes von Quellvließen sind die vergleichsweise hohen Herstellungskosten.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kabelkon­ struktion für ein längswasserdichtes optisches Kabel bereit­ zustellen, die einen vergleichsweise geringen Durchmesser des Kabels ermöglicht und vergleichsweise günstig hergestellt werden kann.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein optisches Kabel mit einer Kabelseele mit wenigstens einem optischen Übertragungsele­ ment, das einen oder mehrere Lichtwellenleiter aufweist, bei dem die Kabelseele von einem Kabelmantel umgeben ist und zwi­ schen dem Kabelmantel und der Kabelseele eine die Kabelseele umgebende Kombination aus einer Kunststoffolie und einer dem Kabelmantel zugewandten Papierschicht angeordnet ist.

Das System aus einer Kunststoffolie und einer Papierschicht, das über der Kabelseele des Kabels angeordnet ist, erfüllt eine Vielzahl von Aufgaben. Die Kunststoffolie kann zum einen zur Lagefixierung einer in der Kabelseele vorhandenen Füll­ masse dienen. Weiterhin verhindert die Kunststoffolie Ver­ schmutzungen der Verseilmaschine und des Mantelextruders während der Herstellung, wenn die Kabelseele durch verschiedene Maschinenbaugruppen läuft und zu dieser Zeit über der Kabel­ seele noch kein Kabelmantel aufgebracht ist. Bei Vorsehen mehrerer optischer Übertragungselemente beispielsweise in Form von verseilten Bündeladern dient die Kunststoffolie au­ ßerdem zu deren Stabilisierung. Sie dient zudem als thermi­ scher Schutz während der Herstellung des Kabels, so daß wäh­ rend des Herstellungsprozesses, in dem der Kabelmantel aufge­ bracht wird, die entstehende Wärme von der Kabelseele abge­ halten wird.

Gleichzeitig bewirkt die Papierschicht über der Kunststoffo­ lie, daß auf der Oberfläche der Kunststoffolie kein Wasser oder Feuchtigkeit entlangfließen kann. Als Papierschicht kann gewelltes oder mikrogewelltes Papier eingesetzt werden. Die erfindungsgemäße Kabelkonstruktion ermöglicht daher einen vergleichsweise geringen Durchmesser. Die Kombination aus Kunststoffolie und Papierschicht ist vergleichsweise kosten­ günstig herzustellen.

In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Ka­ bels sind zwischen der Papierschicht und dem Kabelmantel an diskreten Stellen zugfeste Elemente angeordnet, wobei der Ka­ belmantel Auswölbungen nach innen in Zwischenräume zwischen den zugfesten Elementen aufweist. Die über der Kabelseele an­ gebrachte Kombination aus Kunststoffolie und Papierschicht bewirkt, daß bei Wassereintritt ein vorhandener Zwischenraum zwischen den zugfesten Elementen durch ein geringes, aber ausreichendes Aufquellen des Papiers abgedichtet wird. Somit wird kein Quellvließ oder quellfähige Garne auf der Kunst­ stoffolie benötigt.

Die erfindungsgemäße Kabelkonstruktion mit einer Kombination von Kunststoffolie und Papierschicht kann auch bei optischen Kabeln mit geformten metallischen Bändern unter dem Kabelman­ tel eingesetzt werden. In einem solchen Fall ist zwischen der Papierschicht und dem Kabelmantel ein metallischer Mantel angeordnet. Für den Fall, daß bei einer solchen Kabelkonstruk­ tion das vergleichsweise geringe Aufquellen der Papierschicht nicht ausreicht, sind zwischen der Papierschicht und dem me­ tallischen Mantel vorteilhaft quellfähige Fäden angeordnet. Dadurch wird die Längswasserdichtigkeit bei einer derartigen Kabelkonstruktion zusätzlich verbessert. Die Papierschicht verhindert ein Entlanglaufen von Wasser auf der Kunststoffo­ lie, die quellfähigen Fäden sind zum Abdichten eines Luftspaltes hin zum metallischen Mantel geeignet. Eine derar­ tige Lösung ist vergleichsweise günstig in der Herstellung und erfordert lediglich eine sehr geringe Durchmessererhö­ hung.

Ein Füllgrad von optischen Kabeln, die mit Füllmasse in der Kabelseele versehen sind, liegt im allgemeinen bei ca. 90%. In ungünstigen Fällen können sich Kapillaren ausbilden, die eine Fortleitung von Wasser beziehungsweise Wasserdampf be­ schleunigen. Eine Bewicklung einer gefüllten Kabelseele mit Kunststoffbändern verbessert den Schutz vor Wasserdampfdiffu­ sion beträchtlich. Solche Wasserdampfdiffusion führt in der Regel über Jahre hinweg zu einer Verschlechterung der opti­ schen Eigenschaften des Lichtwellenleiterkabels.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Kunststoffolie aus PETP oder LDPE Kunststoff gefertigt. Eine weitere vor­ teilhafte Ausführungsform sieht eine mehrschichtige Kunst­ stoffolie vor. Zur Herstellung einer effizienten Wasserdampf­ sperre ist bevorzugt eine innere und äußere Schicht der Kunststoffolie aus PE Kunststoff und eine zwischen innerer und äußerer Schicht angeordnete Schicht aus PETP Kunststoff gefertigt. Eine derartige sogenannte Sandwich-Folie weist ei­ ne sehr geringe Wasserdurchlässigkeit auf.

Weitere vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren, die Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellen, näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 eine Ausführungsform einer erfindungsgemä­ ßen Kabelkonstruktion,

Fig. 3 und 4 jeweils weitere Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Kabelkonstruktion.

In Fig. 1 und, in vergrößerter Darstellung, in Fig. 2 ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen optischen Kabels dargestellt. Das optische Kabel 20 weist ein Zentralelement 2 auf, um das mehrere optische Übertragungselemente in Form von Bündeladern 1 herumverseilt sind. Die Bündeladern 1 weisen jeweils eine Vielzahl von Lichtwellenleitern 4 auf, die im Inneren der Bündeladern 1 angeordnet sind. Die Hohlräume zwi­ schen den Bündeladern sind mit Füllmasse 3 ausgefüllt. Die so gebildete Kabelseele des optischen Kabels ist durch eine Kom­ bination aus einer Kunststoffolie 8 und einer darüber ange­ ordneten Papierschicht 10 umgeben. Über der Papierschicht 10 sind zugfeste Elemente 5 angeordnet, die beispielsweise in Form von Glasgarnen oder Aramidgarnen ausgeführt sind. Die zugfesten Elemente 5 sind an diskreten Stellen angeordnet, so daß zwischen ihnen jeweils Zwischenräume 6 entstehen. Das op­ tische Kabel 20 wird durch einen Kabelmantel 7 abgeschlossen.

Innerhalb der Kabelseele im Innenraum ist das Kabel 20 durch die Füllmasse 3 längswasserdicht ausgeführt. Die Füllmasse 3 wird durch die Kunststoffolie 8 festgehalten. Die Dicke der Kunststoffolie 8 beträgt vorteilhaft zwischen 5 und 50 µm, vorzugsweise 12 µm. Die Dicke der Papierschicht 10 beträgt zwischen 0,05 und 0,30 mm, und ist damit deutlich geringer als die Dicke eines üblichen Quellvließes.

Die Ausführung einer Kunststoffolie als PETP-Folie weist bei einer Dicke von 25 µm eine Wasserdurchlässigkeit von 20 g/m²/24 h auf. Eine Ausführung der Kunststoffolie als LDPE- Folie ebenfalls mit einer Dicke von 25 µm weist eine Wasser­ durchlässigkeit von 15 g/m²/24 h auf. In einer besonders was­ serundurchlässigen Ausführungsform ist die Kunststoffolie mehrschichtig als sogenannte Sandwich-Folie ausgeführt. In einer Ausführungsform mit einer Dicke von 30 µm PE, 12 µm PETP und 30 µm PE Kunststoff weist die Sandwich-Folie eine Wasserdurchlässigkeit kleiner als 1 g/m²/24 h auf.

In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform eines erfindungs­ gemäßen optischen Kabels ausschnittsweise in vergrößerter Darstellung gezeigt. Im Unterschied zum Kabel 20 gemäß Fig. 1 und 2 wird bei der Herstellung des Kabels 30 gemäß Fig. 3 der Prozeß des Aufbringens des Kabelmantels so gewählt, daß die Kabelmantelmasse 7 mit Auswölbungen 11 in die vorhan­ denen Zwischenräume 6 hineinragt. Die über der gefüllten Ka­ belseele angebrachte Kombination einer Kunststoffolie 8 und einer Papierschicht 12 oder einer Sandwich-Folie aus Kunst­ stoff und einer Papierschicht bewirkt, daß bei Wassereintritt die vorhandenen Zwischenräume 6 durch ein geringes, aber aus­ reichendes Aufquellen des Papiers 12 abgedichtet wird. In der Darstellung gemäß Fig. 3 ist die Papierschicht als aufge­ quollene Papierschicht 12 dargestellt.

Damit bewirkt die Papierschicht 12 über der Kunststoffolie 8, daß auf der Oberfläche der Kunststoffolie 8 kein Wasser ent­ langfließen kann. Es werden damit keine quellfähigen Garne auf der Kunststoffolie 8 benötigt. Dieser Effekt wird vor al­ lem bei Kabeln ohne zugfeste Elemente zur Erreichung der Längswasserdichtigkeit direkt unter dem Kabelmantel benötigt.

In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform eines erfindungs­ gemäßen optischen Kabels dargestellt. Bei dieser Ausführungs­ form ist im Unterschied zur Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 zwischen der Papierschicht 10 und dem Kabelmantel 7 ein metallischer Mantel 13 angeordnet. Zusätzlich sind zwischen der Papierschicht 10 und dem metallischen Mantel 13 quellfähige Fäden 14 angeordnet. Bei dem dargestellten optischen Ka­ bel 40 verhindert die Papierschicht 10 das Entlanglaufen von Wasser auf der Kunststoffolie 8, die Quellfäden 14 werden zum Abdichten eines etwaigen vorhandenen Luftspaltes hin zum me­ tallischen Mantel 13 verwendet. Eine derartige Lösung ist ko­ stengünstiger und erfordert eine geringere Durchmessererhö­ hung des Kabels als bei bisher bekannten Kabelkonstruktionen.

Claims (9)

1. Optisches Kabel (20) mit einer Kabelseele (1, 2, 3) mit wenigstens einem optischen Übertragungselement (1), das einen oder mehrere Lichtwellenleiter (4) aufweist, bei dem die Ka­ belseele von einem Kabelmantel (7) umgeben ist und zwischen dem Kabelmantel und der Kabelseele eine die Kabelseele umge­ bende Kombination aus einer Kunststoffolie (8) und einer dem Kabelmantel zugewandten Papierschicht (10) angeordnet ist.

2. Optisches Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabelseele mit Füllmasse (3) oder quellfähigem Material gefüllt ist.

3. Optisches Kabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Papierschicht (12) und dem Kabelmantel (7) an diskreten Stellen zugfeste Elemente (5) angeordnet sind und der Kabelmantel Auswölbungen (11) nach innen in Zwischenräume (6) zwischen den zugfesten Elementen aufweist.

4. Optisches Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Papierschicht (10) und dem Kabelmantel (7) ein metallischer Mantel (13) angeordnet ist.

5. Optisches Kabel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Papierschicht (19) und dem metallischen Mantel (13) quellfähige Fäden (14) angeordnet sind.

6. Optisches Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffolie (8) aus PETP oder LDPE Kunststoff gefer­ tigt ist.

7. Optisches Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffolie (8) mehrschichtig ausgeführt ist.

8. Optisches Kabel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine innere und äußere Schicht der Kunststoffolie (8) aus PE Kunststoff und eine zwischen innerer und äußerer Schicht an­ geordnete Schicht aus PETP Kunststoff gefertigt ist.

9. Optisches Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dicke der Kunststoffolie (8) zwischen 5 und 50 µm und eine Dicke der Papierschicht (10) zwischen 0,05 und 0,30 mm beträgt.