DE19817075C1

DE19817075C1 - Optisches Nachrichtenkabel

Info

Publication number: DE19817075C1
Application number: DE1998117075
Authority: DE
Inventors: Hans-Walter Dr Ing Gitschner; Wolfgang Dipl Ing Leitner
Original assignee: Felten and Guilleaume AG
Current assignee: Felten and Guilleaume Kabelwerke GmbH
Priority date: 1998-04-17
Filing date: 1998-04-17
Publication date: 1999-08-12
Anticipated expiration: 2018-04-18

Description

Die Erfindung betrifft ein optisches Nachrichtenkabel nach dem Oberbegriff des 1. Patent anspruchs.

Ein derartiges Nachrichtenkabel ist bereits aus der DE 90 11 756 U1 bekannt. Das darin verwendete Metallröhrchen soll den Lichtwellenleitern einen besonderen Schutz durch er höhte mechanische Festigkeit bezüglich Radialdruck und Knickschutz bieten. Der Nachteile dieses oder anderer Konstruktionen ist jedoch regelmäßig, daß trotz hohem mechanischen Schutz die Lichtwellenleiter Biegebeanspruchungen unterliegen, die durch thermisch be dingte Längenänderungen des Röhrchens oder eines mit ihm konstruierten Kabels hervor gerufen werden. Insbesondere bei absinkenden Temperaturen macht sich bei Kunststoffen eine starke Kontraktion bemerkbar. Durch Längenänderungen erzeugte Biegebeanspru chungen können zu reversiblen oder irreversiblen Schädigungen der Lichtwellenleiter füh ren, auch wenn sie mit Überlänge eingelegt sind.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein optisches Nachrichtenkabel der eingangs genannten Art zu schaffen, das besonders auf Schutz der Lichtwellenleiter bei starkem Wärmespiel ausge legt ist. Die Lösung der Aufgabe findet sich im 1. Patentanspruch. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung angegeben.

Der Vorteil der Erfindung liegt darin, daß das Verbundrohr dreischichtig aufgebaut ist und die mittlere Schicht des Verbundes als metallische Schicht ausgebildet ist, die innig mit den benachbarten Kunststoffschichten verbunden ist. Die innere Kunststoffschicht hat einen geringen Ausdehnungskoeffizienten. Die thermische Ausdehnung oder Verkürzung (beson ders bei absinkender Temperatur) des Verbundrohrs wird durch diesen Aufbau stark ge hemmt. Die Lichtwellenleiter werden weniger beansprucht und geschont. Kunststoffe haben besonders bei absinkenden Temperaturen eine starke Verkürzung (vergleichsweise größe re Längenveränderung als bei steigenden Temperaturen) - hier kommen Tiefsttemperaturen bis -40°C in Betracht. Mögliche Kontraktionen des Kunststoffs von 8 bis 10‰ können durch das durch den erfindungsgemäßen Kabelaufbau entstehende Kräftegleichgewicht kleiner als 3‰ gehalten werden. Umgekehrt kann die Dehnung bei Temperaturerhöhungen um etwa 40 K auf etwa 1‰ reduziert werden.

Die Innenschicht hat vorrangig die Funktion einer Stützschicht, die Metallschicht bewirkt vornehmlich die Stabilisierung bei Temperaturschwankungen.

Die innige Verbindung zwischen den Kunststoffschichten und der Metallschicht kann durch physikalische und/oder chemische Verfahren erreicht werden.

Zur Vorbereitung der innigen Verbindung, bzw. zur Verbesserung der Haftung mit den an liegenden Schichten kann die Oberfläche der inneren Kunststoffschicht und/oder die Innen- oder Außenfläche der Metallschicht vorbehandelt werden. Als Verfahren kommen mechani sches oder chemisches Aufrauhen, Beflammen oder Corona-Entladung infrage.

Die Metallschicht kann mit einem Haftvermittler und/oder mit einem Kleber zu den Kunst stoffschichten verbunden sein. Es können hierzu besondere Kleber eingesetzt werden, die eine hohe Affinität zwischen Metallschichten und Kunststoffe haben.

Der Kunststoff der inneren Kunststoffschicht hat einen Wärmeausdehnungskoeffizienten kleiner oder gleich 1 . 10^-4 K^-1. Als Kunststoff mit der geforderten Eigenschaft eignen sich besonders Polybuthylenterephthalat (PBT) oder dessen Derivate. Die Dicke der Innen schicht wird je nach Zahl der einzubringenden Lichtwellenleiter und Dimension des Kabels dimensioniert, üblicherweise größer als 0,3 mm.

Das erfindungsgemäße optische Nachrichtenkabel kann vorzugsweise folgendermaßen aufgebaut sein:

Die Metallschicht ist mindestens einschichtig aus einem Band oder einer dünnen Folie mit bevorzugter Dicke im Bereich von 50 bis 400 µm gebildet. Als Material des Bandes oder der Folie werden Al, Cu oder Stahl vorgeschlagen.

Das Band kann mit Überlappung eingebracht sein; wobei das Band längseinlaufend einge bracht ist. Alternativ zu einer längseinlaufenden Einführung kann das Band auch mit Schlag gewickelt sein. In beiden Fällen kommt gegenüber der überlappenden Anordnung als Alter native infrage, das Band auf Stoß einzubringen. Für besondere Ausgestaltungen ist es je doch auch möglich, das Band mit Lücke einzubringen. Vorzugsweise sollte die Überlappung mit einem geeigneten Kleber verschlossen werden oder die Überlappung verschweißt wer den.

Die Metallschicht kann auch als Kunststoff-Metall-Laminat-Folie eingebracht sein. Bei spielsweise kann es sich dabei um eine Co-Polymer-beschichtet Al-Folie handeln.

Die Lichtwellenleiter liegen mit Überlänge bis maximal 5‰ im Verbundrohr. Vorzugsweise soll die Überlänge 1,5 bis 3‰ betragen, wobei diese von der Packungsdichte abhängt.

Die Lichtwellenleitern können im Verbundrohr zusammen mit einer Füllmasse eingebettet sein. Als Füllmasse hat sich besonders Petrolat als geeignet erwiesen.

Die äußere Kunststoffschicht wird vorzugsweise aus extrudiertem Polyethylen gebildet, wo bei je nach Anforderung eine der üblichen Materialvarianten HDPE, MDPE oder LDPE ein gesetzt werden kann. Die Dicke der Außenschicht hängt insgesamt vom Durchmesser des Kabels ab, wobei als Mindestdicke etwa 1 mm gelten soll.

Vorzugsweise können in der äußeren Kunststoffschicht - jedoch auch an anderer Stelle - Zugelemente und/oder Armierungselemente eingebettet sein. Sie können aus Glas- oder Kevlarfäden bestehen. Ihre Zahl und Anordnung ist abhängig von der Dimension und dem Einsatzbereich des Kabels.

Das erfindungsgemäße Verbundrohr kann einzeln oder im Verbund aus mehreren als opti sches Kabel eingesetzt werden, oder ein oder mehrere Verbundrohre können zusammen mit Energieleitern in einem Stromkabel verseilt sein. Diverse solcher Anwendungsformen sind dem Fachmann geläufig.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der einzigen Figur dargestellt. Sie zeigt einen Querschnitt durch das optische Nachrichtenkabel.

Im Zentrum des aus dem Verbundrohr 8 gebildeten Kabels liegen mehrere Lichtwellenleiter 10 mit Überlänge. Die Lichtwellenleiter 10 sind zusammen mit einer Füllmasse 11 eingebet tet. Das Verbundrohr 8 besteht innen aus einem Kunststoff 12 mit geringem Ausdehnungs koeffizienten, darüber in inniger Verbindung mit ihm eine Metallschicht 14 als Band oder dünne Folie, die mit Überlappung 15 eingebracht ist. Die Überlappung 15 kann durch einen Kleber oder durch Verschweißung gesondert verschlossen sein. Über der Metallschicht 14 sitzt ebenfalls in inniger Verbindung mit ihr ein Außenmantel 16 aus vernetztem Polyethy len, in dem mehrere Zugentlastungselemente 22 aus Glas- oder Kevlarfäden über den Umfang verteilt eingelegt sind.

Claims

1. Optisches Nachrichtenkabel, bestehend aus einem Verbundrohr (8), in dem in zentraler Lage Lichtwellenleiter (10) enthalten sind, wobei das Verbundrohr (8) wie folgt aufge baut ist:

1. unmittelbar bei der Herstellung einer inneren Schicht (12) eingebrachte Lichtwellenleiter (10),
2. die innere Schicht (12) aus Kunststoff mit einem geringen Wärmeausdehnungskoeffizi enten, so daß sich Längenänderungen gegenüber den Lichtwellenleitern (10) minimie ren,
3. eine Metallschicht (14) und
4. eine äußere Kunststoffschicht (16),

wobei die Metallschicht (14) mit beiden Kunststoffschichten (12, 16) innig verbunden ist.

2. Nachrichtenkabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht (14) mit einem Haftvermittler und/oder mit einem Kleber zu den Kunststoffschichten (12, 16) verbunden ist.

3. Nachrichtenkabel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff der inneren Kunststoffschicht (12) einen Wärmeausdehnungskoeffizienten kleiner oder gleich 1 . 10^-4 K^-1 hat.

4. Nachrichtenkabel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Kunst stoffschicht (12) aus Polybuthylenterephthalat oder dessen Derivaten besteht.

5. Nachrichtenkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die Metallschicht (14) eine Dicke von 50 bis 400 µm hat.

6. Nachrichtenkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die Metallschicht (14) mehrschichtig ausgebildet ist.

7. Nachrichtenkabel nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht (14) aus mindestens einem Band gebildet ist.

8. Nachrichtenkabel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (14) mit Überlappung (15) oder auf Stoß eingebracht ist.

9. Nachrichtenkabel nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (14) längslaufend gerade eingebracht oder mit Schlag gewickelt ist.

10. Nachrichtenkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die Metallschicht (14) als Kunststoff-Metall-Laminat-Folie eingebracht ist.

11. Nachrichtenkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die Lichtwellenleiter (10) mit Überlänge bis maximal 5‰ im Verbundrohr (8) liegen.

12. Nachrichtenkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, durch gekennzeichnet, daß die Lichtwellenleiter (10) zusammen mit einer Füllmasse (11) eingebettet sind.

13. Nachrichtenkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die äußere Kunststoffschicht (16) aus extrudiertem Polyethylen gebildet ist.

14. Nachrichtenkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß in der äußeren Kunststoffschicht (16) Zugentlastungs- und/oder Armierungsele mente (22) eingebettet sind.

15. Nachrichtenkabel nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugentla stungs- und/ oder Armierungselemente (22) aus Glas- oder Kevlarfäden bestehen.