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UMFELD DER ERFINDUNG
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1. Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft generell ein Glasfaserkabel mit einer hohen Stauch- und Biegefestigkeit sowie mit einem geringen Durchmesser. Dieses Glasfaserkabel ist aus einer äußeren Schutzummantelung mit einem zugfesten Element zum Verstärken der Zug- und Biegefestigkeit des Glasfaserkabels aufgebaut, so dass dieses Kabel ausgezeichnet sowohl drinnen als auch im Freien verlegt werden kann.
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2. Stand der Technik
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Die in Fiber-to-the-home(FTTH)-Kommunikationsnetzen verwendeten Glasfaserkabel für den Zugriff auf Clients oder für die Verlegung in Kabelleitungen in Gebäuden sind häufig als flexible Kabel mit einer niedrigeren Biege- und Zugfestigkeit ausgeführt.
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Die 1 zeigt eine Querschnittansicht eines weichen und flexiblen Glasfaserkabels nach dem Stand der Technik. Wie in dieser 1 gezeigt, besteht dieses weiche und flexible Glasfaserkabel aus einer einadrigen Faser 1 und einer äußeren Schutzummantelung 2. Mit dieser äußeren Schutzummantelung 2 wird eine axiale Peripherie dieser einadrigen Faser 1 ummantelt, um die Faser 1 zum Schutz der einadrigen Faser 1 einzubetten. Üblicherweise ist die einadrige Faser 1 weiter mit einer geschützten UV-härtbaren Harzschicht umgeben. Zur Bildung eines Kabelaufbaus ist eine einadrige Faser 1 mit der äußeren Schutzummantelung 2 ummantelt. Selbst wenn nur eine einzelne einadrige Faser 1 in der 1 als Beispiel dargestellt ist, können auch mehrere einadrige Fasern als ein Ganzes parallel nebeneinander angeordnet oder geschlitzt und danach in der äußeren Schutzummantelung 2 eingebettet werden.
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Die 2 zeigt eine Querschnittansicht eines weiteren weichen und flexiblen Glasfaserkabels nach dem Stand der Technik. Wie in der 2 gezeigt, ist dieses weiche und flexible Glasfaserkabel aus gefärbten Glasfasern, Bandfasern oder kompakten Pufferfasern 10 mit einer äußeren Schutzummantelung 20 aufgebaut. Diese äußere Schutzummantelung 20 besteht aus einem Kunststoffmaterial, z. B. aus Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylen (PE) oder aus einem Nullhalogen mit niedrigem Rauch (LSZH). Das in der 2 gezeigte weiche und flexible Glasfaserkabel kann ebenfalls aus einer Verstärkungsschicht 30 zwischen der Glasfaser 10 und der äußeren Schutzummantelung 20 aufgebaut sein. Diese Verstärkungsschicht 30 besteht aus einem Aramid-Garn, das weich und dennoch stark ist und mit dem der Aufbau des weichen und flexiblen Glasfaserkabels verstärkt wird.
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Obwohl das weiche und flexible Glasfaserkabel nach dem Stand der Technik mit einer verstärkenden Schicht zum Festigen des Aufbaus dieses Glasfaserkabels versehen ist, reicht die Festigkeit des Aramid-Garns dennoch nicht aus, so dass die Biege- und Zugfestigkeit dieser weichen und flexiblen Glasfaserkabel nach dem Stand der Technik nicht zufriedenstellend sind. Eine Prüfung der Qualität der Kommunikation kann beim Suchen nach defekten Stellen sehr zeitaufwendig sein, was auch zwangsläufig zu hohen Wartungskosten führt. Aus diesem Grund soll ein Glasfaserkabel mit einer hohen Biege- und Zugfestigkeit sowie mit einem geringen Durchmesser geschaffen werden.
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Glasfaserkabels mit einer hohen Biege- und Zugfestigkeit und einem geringen Durchmesser. Insbesondere wurde die Erfindung zum Verstärken der Zug- und Biegefestigkeit eines Glasfaserkabels mit einem geringen Durchmesser geschaffen, um die Glasfasern in diesem Kabel für die Übertragung von Informationen optimal zu schützen. Als solches wurde diese Erfindung ebenfalls geschaffen, damit diese Glasfaserkabel mit geringem Durchmesser auch durch enge Kabelleitungen oder durch Kabelleitungen mit zahlreichen anderen Kabeln in Gebäuden verlegt werden kann sowie um Brüche oder starke Verbiegungen dieser Glasfaserkabel zu vermeiden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt eine Querschnittansicht eines flexiblen Glasfaserkabels nach dem Stand der Technik;
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2 zeigt eine Querschnittansicht eines weiteren Glasfaserkabels nach dem Stand der Technik;
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3 zeigt eine Querschnittansicht eines Glasfaserkabels mit einer hohen Biegefestigkeit und einem geringen Durchmesser nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
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4, 4-1, und 4-2 zeigen jeweils eine Querschnittansicht eines Glasfaserkabels nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
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5 zeigt eine Querschnittansicht eines Glasfaserkabels nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
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6 zeigt eine Querschnittansicht eines Glasfaserkabels nach einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
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7 zeigt eine Querschnittansicht eines Glasfaserkabels nach einer fünften Ausführungsform der Erfindung; und
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8 zeigt eine Querschnittansicht eines Glasfaserkabels mit einer hohen Biege- und Zugfestigkeit und einem geringen Durchmesser nach einer sechsten Ausführungsform der Erfindung;
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9 zeigt eine Querschnittansicht, wobei hier ein Aramid-Garn in der Glasfaser-Glasfaser-Kommunikationseinheit eingebettet ist, und
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10 zeigt eine Querschnittansicht, wobei hier die Glasfasern innerhalb der Glasfaser-Glasfaser-Kommunikationseinheit in einem Faserbündel in einer Kunststoffummantelung zusammengebunden sind.
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AUSFÜHRUNGSFORMEN
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FTTH ist eine Methode der Signalübertragung bei der Kommunikation über Glasfaserkabeln, wobei diese Methode häufig von Telekommunikations-Dienstanbietern angewendet wird. In Übereinstimmung mit dieser FTTH-Methode werden diese Glasfaserkabel häufig außen an Gebäuden verlegt, z. B. in einem Schaltkasten an der Außenwand eines Hauses. Mit anderen Worten ist dies ebenfalls als einen ”Letztweg”-Aufbau des Glasfaserkommunikationsnetzes zum Zweck des Clienten bekannt. Mit der Erfindung soll ein Glasfaserkabel mit einer hohen Stauch- und Biegefestigkeit sowie mit einem geringen Durchmesser geschaffen werden, das sich für den ”Letztweg”-Aufbau zum Kommunikationskasten eines Gebäudes des Benutzers eignet.
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Wie in der 3 gezeigt, stellt eine Querschnittansicht eines Glasfaserkabels mit einer hohen Biege- und Zugfestigkeit und mit einem geringen Durchmesser eine erste Ausführungsform der Erfindung dar. Die 3 zeigt ein Glasfaserkabel mit einer hohen Biege- und Zugfestigkeit und mit einem geringen Durchmesser, wobei hier das Glasfaserkabel mit der hohen Biege- und Zugfestigkeit einen Durchmesser von weniger als 6 mm aufweist. Das Glasfaserkabel mit der hohen Biege- und Zugfestigkeit und mit dem geringen Durchmesser umfasst ein Glasfaserkabel für die Glasfaser-Kommunikationseinheit 100, ein äußere Schutzummantelung 200 sowie mehrere zugfeste Elemente 300. Das Glasfaserkabel für die Glasfaser-Kommunikationseinheit 100 ist als ein Medium ausgeführt, das sich zum Übertragen der optischen Signale eignet.
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Das Glasfaserkabel für die Glasfaser-Kommunikationseinheit 100 umfasst mindestens eine Glasfaser. Diese Glasfaser ist dabei beispielsweise als eine gefärbte Faser, eine Bandfaser, eine kompakte Pufferfaser oder als eine andere beliebige und geeignete Glasfaser gebildet. Die Glasfaserkabel für die Kommunikationseinheit 100 werden mit der äußeren Schutzummantelung 200 umgeben. Die Glasfaserkabel für die Kommunikationseinheit 100 sind dabei in der Mitte oder in einer anderen Position der äußeren Schutzummantelung 200 positioniert. Diese äußere Schutzummantelung 200 ist als einen hohlen und schlauchförmigen Kabelaufbau mit einem runden, elliptischen oder in einer anderen jeweils passenden Form des Querschnitts gebildet.
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Jedes zugfeste Element 300 ist als ein schlauchförmiges Element ausgeführt, das sich inwendig von der äußeren Schutzummantelung 200 parallel mit dem Glasfaserkabel für die Glasfaser-Kommunikationseinheit 100 und diesem entlang erstreckt. Die zugfesten Elemente 300 weisen einen Querschnitt einer runden, elliptischen oder einer anderen geeigneten Form auf. Wie in der 3 gezeigt, ist das Glasfaserkabel mit der hohen Biege- und Zugfestigkeit und mit einem geringen Durchmesser mit zwei zugfesten Elementen 300 versehen.
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Vorzugsweise sind die zugfesten Elemente 300 aus einem faserverstärkten Kunststoff (FRP) oder aus einem verstärkten Aramid-Garn hergestellt. Insbesondere kann das FRP-Material aus einer Gruppe eines glasfaserverstärkten Kunststoffs (GFRP), kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffs (CFRP) und eines kevlarfaserverstärkten Kunststoffs (K-FRP) ausgewählt werden, wobei ebenfalls Stahldrähte als zugfeste Elemente 300 verwendet werden können.
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Die 4 zeigt ein Glasfaserkabel mit einer hohen Stauch- und Biegefestigkeit sowie mit einem geringen Durchmesser. Dieses Glasfaserkabel mit einer hohen Stauch- und Biegefestigkeit sowie mit einem geringen Durchmesser umfasst eine Glasfaser-Kommunikationseinheit 100 aus Glasfasern und drei zugfeste Elemente 300. Die Glasfaser-Kommunikationseinheit 100 aus Glasfasern umfasst mehrere Glasfasern. Aus der 3 und 4 ist ersichtlich, dass die Anzahl der Glasfasern der Glasfaser-Kommunikationseinheit 100, die Anzahl der zugfesten Elemente 300 sowie die Verteilung dieser Komponenten je nach praktischen Anforderungen adaptiv abgeändert werden kann. Mit der äußeren Schutzummantelung 200 zusammen mit deren zugfesten Elementen 300 können die Biege- und Stauchfestigkeit der Glasfaserkabel während dessen Verwendung effektiv verbessert werden.
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Die 4-1 zeigt eine weitere Ausführungsform dieser erfindungsgemäßen zweiten Ausführungsform, wobei hier die äußere Schutzummantelung 200 mit einer mehrfachen Kupferdrahtschicht 460 und letztere wiederum mit einer weiteren Schutzummantelung 210 ummantelt ist. Diese Kupferdrahtschicht 460 ist als ein hybrides Kupfer-Glasfaserkabel ausgeführt, welches als eine Übertragungsleitung für elektrische Signale, elektrische Stromleitung oder als eine elektrische Spannungsleitung funktioniert, so dass mit dieser Ausführungsform ein fester Aufbau für das hybride Kupfer-Glasfaserkabel mit einer hohen Stauch- und Biegefestigkeit sowie mit einem geringen Durchmesser geschaffen wird.
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Des Weiteren ist in der 4-2 eine weitere Anwendung dieser Ausführungsform dargestellt, wobei hier die äußere Schutzummantelung 200 mit einer zugfesten Schicht 310 und diese wiederum mit einer weiteren Schutzummantelung 210 ummantelt ist, um dieses erfindungsgemäße Glasfaserkabel mit einem robusten Aufbau zu versehen.
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Die 5 zeigt ein Glasfaserkabel mit einer hohen Stauch- und Biegefestigkeit sowie mit einem geringen Durchmesser nach einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform. Im Vergleich mit der ersten und zweiten Ausführungsform umfasst dieses in der 5 gezeigte Glasfaserkabel mit einer hohen Stauch- und Biegefestigkeit sowie mit einem geringen Durchmesser weiter ein Ummantelungsschutzglied 50 und ein Verbundglied 12, mit dem das Ummantelungsschutzglied 50 an der Glasfaser-Kommunikationseinheit 100 befestigt wird. Die Glasfaser-Kommunikationseinheit 100 und das Ummantelungsschutzglied 50 sind dabei parallel angeordnet. Die Innenschicht des Ummantelungsschutzgliedes 50 dient als ein Trägerglied 501, während die Außenschicht des Ummantelungsschutzgliedes 50 als eine Schutzschicht 503 ausgeführt ist. Mit dem Trägerglied 501 wird die Festigkeit des Aufbaus des Schutzummantelungsgliedes 50 verstärkt. Dieses Trägerglied 501 umfasst beispielsweise GFRP, ist in Form eines Stahldrahtes ausgeführt oder ist aus anderen ähnlich geeigneten Materialien hergestellt. Mit dem Ummantelungsschutzglied 50 soll das Befestigen des Glasfaserkabels erleichtert werden. Das Glasfaserkabel kann durch Befestigen der Schutzschicht 503 des Ummantelungsschutzgliedes 50 oder durch Befestigen der Schutzschicht 503 des Ummantelungsschutzgliedes 50 am Verbundglied 12 befestigt werden.
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Die 6 zeigt eine Querschnittansicht eines Glasfaserkabels mit einer hohen Stauch- und Biegefestigkeit sowie mit einem geringen Durchmesser nach einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform. Nach der dritten Ausführungsform der Erfindung und im Vergleich mit der in der 4 gezeigten zweiten Ausführungsform umfasst das Glasfaserkabel mit einer hohen Stauch- und Biegefestigkeit mit einem geringen Durchmesser weiter eine Aramid-Garnschicht 500 zwischen der Glasfaser-Kommunikationseinheit 100 und der äußeren Schutzummantelung 200. Diese Aramid-Garnschicht 500 ist parallel zur Außenfläche der Glasfaser-Kommunikationseinheit 100 angeordnet. Mit den Aramid-Garnen wird die Festigkeit des Aufbaus des Glasfaserkabels mit einer hohen Stauch- und Biegefestigkeit sowie mit einem geringen Durchmesser verstärkt.
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Die 7 zeigt eine Querschnittansicht eines Glasfaserkabels mit einer hohen Stauch- und Biegefestigkeit sowie mit einem geringen Durchmesser nach einer fünften erfindungsgemäßen Ausführungsform. Wie in der 7 gezeigt, umfasst das Glasfaserkabel mit einer hohen Stauch- und Biegefestigkeit sowie mit einem geringen Durchmesser einen schlauchförmigen Kabelaufbau 400, eine äußere Schutzummantelung 200 und mehrere zugfeste Elemente 300. Ein Außendurchmesser des Glasfaserkabels mit einer hohen Stauch- und Biegefestigkeit sowie mit einem geringen Durchmesser ist geringer als 6 mm. Mit der äußeren Schutzummantelung 200 wird dieser schlauchförmige Kabelaufbau 400 axial dessen Peripherie entlang ummantelt. Die zugfesten Elemente 300 befinden sich inwendig und erstrecken sich der äußeren Schutzummantelung 200 entlang. Vorzugsweise sind die zugfesten Elemente 300 aus einem FRP- oder einem K-FRP-Material hergestellt. Dieses FRP-Material wird insbesondere aus einer Gruppe von einem GFRP, K-FRP oder eines Stahldrahtes ausgewählt. Der schlauchförmige Kabelaufbau 400 ist mit einer durch diesen verlaufenden Glasfaser-Kommunikationseinheit 100 versehen. Mit diesem Aufbau wird ein erfindungsgemäßes Glasfaserkabels mit einer hohen Stauch- und Biegefestigkeit sowie mit einem geringen Durchmesser geschaffen.
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Der schlauchförmige Kabelaufbau 400 umfasst ein thermoplastisches Material. Vorzugsweise wird ein Elastomer aus einem thermoplastischen Polyester mit einer optimalen Zug- und Verformungs- und Biegefestigkeit verwendet.
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Die 8 zeigt eine Querschnittansicht eines Glasfaserkabels mit einer hohen Stauch- und Biegefestigkeit sowie mit einem geringen Durchmesser nach einer sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsform. Im Vergleich mit der fünften erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst ein Glasfaserkabels mit einer hohen Stauch- und Biegefestigkeit sowie mit einem geringen Durchmesser weiter eine Aramid-Garnschicht 500 zwischen dem schlauchförmigen Kabelaufbau 400 und der äußeren Schutzummantelung 200. Mit dieser Aramid-Garnschicht 500 wird eine Außenfläche des schlauchförmigen Kabelaufbaus 400 rundherum abgedeckt. Diese Aramid-Garnschicht 500 umfasst mehrere Aramid-Garne und dient zur Verstärkung der Festigkeit des Aufbaus des Glasfaserkabels mit einer hohen Stauch- und Biegefestigkeit sowie mit einem geringen Durchmesser.
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Es soll hier angemerkt werden, dass das Ummantelungsschutzglied 50 nach der in der in 5 gezeigten dritten Ausführungsform im Zusammenhang mit allen erfindungsgemäßen Ausführungsformen verwendet werden kann, auch wenn dies nicht in jeder Beschreibung aller Ausführungsformen erwähnt ist, wobei hier das Ummantelungsschutzglied 50 parallel zum schlauchförmigen Kabelaufbau 400 oder zur Glasfaser-Kommunikationseinheit 100 angeordnet sein kann.
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Wie in der 9 gezeigt, können in allen oben beschriebenen Ausführungsformen anstelle der Glasfasern 110 zum Verstärken der axialen Festigkeit der Glasfasern auch Aramid-Garne 120 im Innern der Glasfaser-Kommunikationseinheit 100 verwendet werden. Vorzugsweise werden die Aramid-Garne 120 zum Vereinfachen ihrer Anordnung in dieser Glasfaser-Kommunikationseinheit 100 gebündelt. Es soll hervorgehoben werden, dass der in der 9 gezeigte Aufbau lediglich die Glasfaser-Kommunikationseinheit 100 zeigt, wobei diese Glasfaser-Kommunikationseinheit 100 mit einer beliebigen äußeren Schutzummantelung 200 mit einem beliebigen zugfesten Aufbau oder einem Kupferdraht (siehe 4-1) aufgebaut kann. Sämtliche dieser Aufbauten sollen mit in den Umfang der Erfindung gehören.
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Wie weiter in der 10 gezeigt, können die Glasfasern in der Glasfaser-Kommunikationseinheit 100 in dieser Ausführungsform in einem Faserbündel innerhalb einer Kunststoffummantelung 150 zusammengebunden werden, um die Festigkeit des Aufbaus der Fasern zu verstärken. Auf ähnliche Weise soll erwähnt werden, dass der in der 10 gezeigte Aufbau lediglich die Glasfaser-Kommunikationseinheit 100 zeigt, wobei diese jedoch mit einer beliebigen äußeren Schutzummantelung 200 mit einem beliebigen zugfesten Aufbau oder einem Kupferdraht (siehe 4-1) aufgebaut sein kann. Sämtliche dieser Aufbauten sollen mit in den Umfang der Erfindung gehören.
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Mit dieser Erfindung wird somit ein Glasfaserkabel mit einer hohen Stauch- und Biegefestigkeit sowie mit einem geringen Durchmesser geschaffen. Das Glasfaserkabel mit einer hohen Stauch- und Biegefestigkeit sowie mit einem geringen Durchmesser ist insbesondere für den Gebrauch in Kabelleitungen in Gebäuden ausgeführt. Weiter umfasst das Glasfaserkabel mit einer hohen Stauch- und Biegefestigkeit sowie mit einem geringen Durchmesser mindestens einen Glasfaserkern, eine äußere Schutzummantelung 200 sowie mehrere zugfeste Elemente 300, wobei sich der Glasfaserkern in der Mitte der äußeren Schutzummantelung 200 befindet. Die zugfesten Elemente 300 sind gleichmäßig in der äußeren Schutzummantelung 200 verteilt.
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Obwohl die Erfindung hier mit Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsformen beschrieben ist, ist es offensichtlich, das von Fachleuten auf diesem Gebiet Modifizierungen und Abänderungen erkannt und vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der in den nachstehenden Schutzansprüchen beschriebenen Erfindung abzuweichen.
