DE2459997B1 - Optisches kabel fuer nachrichtenuebertragungszwecke - Google Patents

Description

• Zu diesem Zweck wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß einzelne oder mehrere optische bertragungselemente innerhalb der Schutzhülle mit den zugfesten Elementen nur in bestimmten Abständen annähernd punktförmig verbunden sind und daß die Länge der optischen Übertragungselemente etwas größer als die der zugfesten Elemente ist Dadurch, daß die optischen Übertragungselemente gegenüber den zugfesteren Elementen mit einer ueberlänge in das Kabel eingebracht werden, wird sichergestellt, daß bei einer eventuellen Dehnung des Kabels beispielsweise speziell im Bereich kleinerer Biegeradien die optischen Übertragungselemente selbst von Spannungseinwirkungen freibleiben. Wesentlich für die Erfindung ist der Gedanke, die optischen Übertragungselemente nur in diskreten Punkten und in gewissen Abständen mit den zugfesteren Elementen zu verbinden, da dadurch die auf das einzelne optische Übertragungselement einwirkenden Reibkräfte sich nicht über die gesamte Länge des Kabels aufbauen können, sondern jeweils auf einen Abschnitt zwischen zwei Fixpunkten (Verbindungsstellen des optischen Übertragungselements mit den zugfesten Elementen) beschränkt bleiben.
• Bei einem gemäß der Erfindung ausgebildeten optischen Kabel wird man die zugfesten Elemente bevorzugt als Folien ausbilden, und zwar insbesondere als Kunststoffolien, die gegenüber den optischen Übertragungselementen eine möglichst kleine Reibzahl besitzen, also z. B. Folien aus Polypropylen, Polyamid oder Polytetrafluoräthylen. An Stelle von Folien kann man auch netzartige Bahnen aus ähnlichen Materialien verwenden, um Material zu sparen. Diese netzartigen Bahnen wird man vorzugsweise an den Außenseiten mit verstärkten Kanten versehen, um sie paarweise gut miteinander verschweißen zu können.
• Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung erhält man, wenn man ein oder mehrere optische Übertragungselemente wellenförmig zwischen zwei Folien bzw. netzartigen Bahnen anordnet. Dabei empfiehlt es sich, die optischen Übertragungselemente im Bereich jeden zweiten Wellenberges mit den zugfesten Elementen zu verbinden. Eine solche Anordnung hat den Vorteil, daß bei einer Dehnungsbelastung der zugfesten Elemente auf keinen Fall eine entsprechende Belastung auf die optischen Übertragungselemente übertragen wird.
• Im Hinblick auf die konstruktive Ausgestaltung empfiehlt es sich, mehrere der aus je zwei Folien bzw.
• netzartigen Bahnen und dazwischenliegenden optischen Übertragungselemente gebildeten Bänder in einer gemeinsamen Hülle übereinander anzuordnen.
• Um bei einer solchen Packung eine möglichst gleichmäßige räumliche Verteilung zu erzielen, werden die wellenförmig angeordneten Übertragungselemente der einzelnen Bänder bevorzugt von Band zu Band phasenverschoben in die Bänder eingelegt.
• Zur Herstellung derartiger optischer Übertragungssysteme kann man die optischen Übertragungselemente zunächst in gestreckter Form zwischen elastisch vorgespannte Folien bzw. netzartige Bahnen einlaufen lassen und sie miteinander in konkreten Abständen punktförmig verbinden. Danach kann die elastische Vorspannung der Folien bzw. netzartigen Bahnen wieder aufgehoben werden.
• Man kann die optischen Übertragungselemente aber auch mit Hilfe von Schlupfförderrollen zwischen die Folien bzw. netzartigen Bahnen einbringen, wobei pendelnde Führungsnippel die Wellenform der optischen Übertragungselemente bewirken. Um ein Ausknicken der Bänder innerhalb ihrer Schutzhülle zu vermeiden, wird man jedes Band bzw. die übereinander angeordneten Bänder vor dem Einlaufen in die Schutzhülle (Mantel) mit einem Drall versehen.
• Die Erfindung wird an Hand der in der nachfolgend beschriebenen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Darin zeigt Fig. 1 a und b den Aufbau eines Bandes aus zugfesten Folien und damit verbundene optische Übertragungselemente mit Überlänge; nur die Trägerfolie ist dargestellt (1 a mit vorgespannter, 1 b mit entspannter Folie), Fig. 2 einen Querschnitt durch ein aus Bändern mit besonderen Zugelementen kombiniertes optisches Flachkabel, Fig. 3 den Aufbau eines Bandes aus zugfesten netzartigen Bahnen und damit verbundene optische Übertragungselemente mit Überlänge; nur die Trägerfolie ist dargestellt, Fig. 4 die gegenseitige Lage der optischen Übertragungselemente bei fünf übereinander angeordneten Bändern gemäß Fig. 1, Fig. 5 einen Querschnitt der in Fig. 4 dargestellten Anordnung, Fig. 6 in vergrößerter Darstellung die Einzelheit X aus Fig. 5, Fig. 7 eine Fertigungsvorrichtung für ein Band nach Fig. 1, Fig. 8 eine andere Fertigungsvorrichtung für ein Band nach Fig. 1, Fig. 9 eine Vorrichtung zum Eindringen eines bzw.
• mehrerer Bänder aus Folien und optischen Übertragungselementen in eine Schutzhülle (Rohrmantel).
• Gleiche Teile sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
• Fig. la und b zeigen die Draufsicht auf eine Trägerfolie 10 aus Kunststoff mit gegenüber den optischen Übertragungselementen kleiner Reibzahl, beispielsweise Polytetrafluoräthylen. Auf dieser Trägerfolie sind fünf zunächst im gestreckten Zustand befindliche optische Übertragungselemente 11 aufgebracht, die in diskreten Punkten 16 mit der Folie durch Schweißen oder Kleben verbunden sind. Fig. 1 a zeigt eine in der Vorrichtung nach Fig. 7 vorgespannte Trägerfolie mit den aufgebrachten, zunächst gestreckten optischen Übertragungselementen, während in Fig. lb dieselbe Folie im entspannten Zustand dargestellt ist, was zu der Überlänge der optischen Übertragungselemente und damit zu deren Wellenform 17 führt. Die Gesamtheit der Träger- und Deckfolien und der optischen Kabel wird als Band 20 (Fig. 2) bezeichnet.
• Die einzelnen optischen Übertragungselemente 11 werden beispielsweise mit Polytetrafluoräthylen umhüllt. Ihr Durchmesser beträgt ca. 0,14 mm. Sie sind mit einem Abstand von ca. 1 mm nebeneinanderliegend auf die Trägerfolie 10 aufgebracht. Im entspannten Zustand der Folien weisen sie eine Periodenlänge von etwa 500 mm auf. Die Breite der Folien beträgt ca. 20 mm, ihre Dicke etwa 0,5 mm.
• Ein Aufbau eines optischen Flachkabels aus Bändern 20 mit optischen bertragungselementen 11 und hoch zugfesten Stahldrähten 25, die gemeinsam in eine Kunststoffhülle 26 eingebettet sind, ist in Fig. 2 dargestellt.
• Fig. 3 zeigt einen Bandaufbaumit einer netzartigen Bahn 30 als Trägerfolie. Die netzartige Bahn besteht aus breiten Randstreifen 31, die zum Verbinden mit der Deckfolie dicken, aus breiten auf den Randstreifen senkrechtstehenden Querstegen 32, die die Verbindungspunkte mit den optischen Übertragungselementen bilden, und aus dünnen Schrägstegen 33 zur Versteifung des Bandes in Längsrichtung.
• In Fig. 4 sind die Phasenlagen der optischen Übertragungselemente dargestellt, wenn beispielsweise fünf Bänder 20 übereinander angeordnet werden. Mit 11 bis 15 ist jeweils die Gesamtheit der optischen Übertragungselemente eines Bandes bezeichnet. Den Querschnitt von in dieser Weise übereinander angeordneten Bändern zeigt Fig. 5, während die mit X markierte Einzelheit in Fig. 6 in vergrößerter Form dargestellt ist.
• Die Fig. 7 bis 9 zeigen schematische Fertigungsvorrichtungen für die Herstellung der in den Fig. 1 bis 6 beschriebenen Anordnungen optischer Übertragungselemente.
• Die Vorrichtung gemäß Fig. 7 ist so ausgebildet, daß die Folien 10 vor dem Verbinden mit den optischen Übertragungselementen 11 vorgespannt werden. Die einzelnen, als optische Übertragungselemente dienenden Lichtwellenleiter laufen vom Ablauf 71 weitgehend spannungsfrei über einen Sortierkamm 72 zwischen zwei kombinierte Umlenk-, Klebe- und Andruckrollen 73. Diesen Rollen werden die Deckfolie 10 a von der Vorratsspule 74 und die Trägerfolie 10, die zugleich als Klebefolie ausgebildet ist, von der Vorratsspule 75 zugeführt. Mit 76 ist eine Zugspannungsüberwachung zur Regelung der Vorratsspulen-Bremsen bezeichnet, die dafür sorgt, daß die Drehzahl der Rollen 73 n + A n beträgt, wenn die Vorratsrollen 74 und 75 mit der Drehzahl n angetrieben werden.
• Bis zu den abzugssynchron angetriebenen, gummibeschichteten Andruckrollen 77 erfolgt die Entspannung der Folien; in diesem Bereich bildet sich die Überlänge der optischen Übertragungselemente 11 in Wellenform. Anschließend daran erfolgt der in der Figur nicht dargestellte Aufbau des Mantelrohres als Schutzhülle.
• Fig. 8 zeigt eine Fertigung eines optischen Kabels in der Anordnung nach den Fig. 1 bis 6 mittels Schlupfförderer und pendelnder Verlegung der einzelnen optischen Übertragungselemente. Den vom Abzug kommenden Folien 10 laufen die optischen Übertragungselemente 11 in der vorgesehenen Zahl von Vorratsspulen 81 über eine Schlupfförderer 82 und Pendelnippel 83 zu. Die quer zur Transportrichtung laufende Schweißrolle 84 bewirkt die Fixierung der optischen Übertragungselemente mit der Trägerfolie, während die Schweißrollen 85 die Folienränder miteinander verbinden. Mit 86 sind Transportrollen bezeichnet.
• Die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung dient dazu, das aus einer Folie mit optischen Übertragungselementen bestehende Band 20 (Fig. 2) vor dem Einlaufen in einen Stahlrohrmantel 91 als Schutzhülle mit einem Drall zu versehen.

Claims (10)

1. Patentansprüche: 1. Optisches Kabel für Nachrichtenübertragungszwecke, das aus mehreren optischen Übertragungselementen besteht, die mit zugfesten Elementen kombiniert und von einer Schutzhülle (Mantel) umgeben sind, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne oder mehrere optische Übertragungselemente (11 bis 15) innerhalb der Schutzhülle (26, 91) mit den zugfesten Elementen (10, 10a, 30) nur in bestimmten Abständen annähernd punktförmig (16) verbunden sind und daß die Länge der optischen Übertragungselemente etwas größer als die der zugfesten Elemente ist.
2. 2. Optisches Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zugfesten Elemente als Folien (10, 10a) ausgebildet sind.
3. 3. Optisches Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zugfesten Elemente als netzartige Bahnen (30) ausgebildet sind.
4. 4. Optisches Kabel nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere optische bertragungselemente (11 bis 15) wellenförmig (17) zwischen zwei Folien (10, 10a) bzw. netzartigen Bahnen (30) angeordnet sind.
5. 5. Optisches Kabel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder zweite Wellenberg der optischen Übertragungselemente (11 bis 15) als Verbindungsstelle (16) mit einem zugfesten Element (10, 10 a, 30) ausgebildet ist.
6. 6. Optisches Kabel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere der aus je zwei Folien (10, 10 a) bzw. netzartigen Bahnen (30) und dazwischenliegenden optischen Übertragungselementen (11 bis 15) gebildeten Bänder (20) in einer gemeinsamen Hülle (91) übereinander angeordnet sind.
7. 7. Optisches Kabel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die wellenförmig angeordneten optischen Übertragungselemente (11 bis 15) der einzelnen Bänder (20) von Band zu Band phasenverschoben wird.
8. 8. Verfahren zur Herstellung eines optischen Übertragungssystems nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Übertragungselemente (11 bis 15) zunächst in gestreckter Form zwischen elastisch vorgespannte Folien (10, 10a) bzw. netzartiger Bahnen (30) einlaufen und mit diesen in konkreten Abständen punktförmig (16) verbunden werden und daß danach die elastische Vorspannung der Folien bzw.

   netzartigen Bahnen aufgehoben wird.
9. 9. Verfahren zur Herstellung eines optischen Übertragungssystems nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Übertragungselemente (11 bis 15) mit Hilfe von Schlupfförderrollen (82) zwischen die Folien (10, 10 a) bzw. netzartigen Bahnen (30) eingebracht werden, wobei pendelnde Führun snippel (83) die Wellenform (17) der optischen bertragungselemente bewirken.
10. 10. Verfahren zur Herstellung eines optischen Übertragungssystems nach den Ansprüchen 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Band (20) bzw. die übereinander angeordneten Bänder vor dem Einlaufen in eine Schutzhülle (Stahlrohrmantel 91) mit einem Drall versehen werden.

    Die Erfindung bezieht sich auf ein optisches Kabel für Nachrichtenübertragungszwecke, das aus mehreren optischen Übertragungselementen besteht, die mit zugfesten Elementen kombiniert und von einer Schutzhülle (Mantel) umgeben sind.

    Wie aus dem Aufsatz »Lichtleitkabel für die Nachrichtentechnik« in der Zeitschrift »Elektrotechnik«, September 1974, Seite 14 ff., hervorgeht, ist es in letzter Zeit gelungen, ein Material für optische Übertragungselemente (oft auch als Glasfaseroptiken oder Lichtwellenleiter bezeichnet) zu entwickeln, das ein wesentliches Hindernis für die Anwendung in der Nachrichtentechnik - die zu hohe Dämpfung - beseitigt. Mit zwei Dezibel pro Kilometer Leitungslänge werden inzwischen Werte erreicht, die einen Einsatz in größerem Umfang möglich erscheinen lassen.

    Dementsprechend sind auch bereits eine Reihe von Konstruktionen für Nachrichtenkabel bekannt geworden, die optische Übertragungselemente enthalten. Es sei nur beispielsweise auf die DT-OS 2314313, DT-OS 2328490, DT-OS 2347408, DT-OS 2 355 DT-OS 2355854 und DT-OS 2355855 verwiesen. In diesen Druckschriften wird die Empfindlichkeit der optischen Übertragungselemente hervorgehoben, und es werden daher besondere Konstruktionen beschrieben, für die die Verbindungen der optischen Übertragungselemente mit zugfesten Elementen charakteristisch sind.

    Die optischen Übertragungselemente sind besonders gegen mechanische Spannungen und den dadurch bedingten Dehnungen empfindlich, die z.B. beim Verlegen und beim Aufwickeln der Kabel auf Trommeln entstehen. Die bekannten Konstruktionen für optische Kabel sehen aus diesem Grund fast durchweg zu den optischen Übertragungselementen parallel angeordnete, zugfeste Elemente vor. Den bekannten Anordnungen ist gemeinsam, daß bei einer eventuellen Dehnung eines so konstruierten Kabels auf Grund größerer Spannungen nicht allein die zugfesten Elemente, sondern auch die parallel dazu liegenden und mit diesen auf der gesamten Länge über Einbettungsmaterialien fest verbundenen optischen Übertragungselemente einer Dehnung unterworfen werden.

    Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kabelkonstruktion und ein Verfahren zur Herstellung derselben zu schaffen, bei der die optischen Übertragungselemente des Kabels derart angeordnet sind, daß ein Übertragen nennenswerter mechanischer Spannungen auf die optischen Übertragungselemente praktisch ausgeschlossen ist.