DE2512006A1 - Uebertragungskabel, insbesondere fernmeldekabel - Google Patents
Uebertragungskabel, insbesondere fernmeldekabelInfo
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Description
PIRELLI GENERAL CABLE WORKS LIMITED, Thavies Inn House, 3-4 Holborn Circus, London EClN 2OA, England
Übertragungskabel, insbesondere Fernmeldekabel
Die Erfindung beschäftigt sich mit einem Faseroptik-Übertragungskabel.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Übertragungskabel, insbesondere Fernmeldekabel mit Lichtleitern-in
einer praktikablen und wirtschaftlich auswertbaren Form
zu schaffen. Bei Lichtleitern besteht häufig das Problem, daß sie keine hohen Zugbeanspruchungen vertragen und daher
dazu neigen, unter denjenigen Zugbeanspruchungen zu brechen, denen sie während üblicher Herstellungsverfahren unterworfen
werden müssen. Ein weiteres Problem, das besonders bei Lichtleitfasern aus Silikatgläsern besteht, ist das Auftreten
von Absorptionsmaxima bei bestimmten Wellenlängen, die von derjenigen Feuchtigkeit, die von dem Material, aus
welchem die Lichtleitfasern bestehen, aufgenommen wird, abhängen können. Es ist weiter erwünscht, die Lichtleitfasern
vor Verzerrungen des Querschnittes zu schützen, weil diese zur Ausbildung von Lichtstreustellen längs der
Lichtleitfasern führen können, was zu einem Verlust der Lichtsignalintensität Anlaß geben kann. Weiter sollte man
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darauf achten, daß die Lichtleitfasern mit minimaler
Torsion innerhalb der Pasern aufgelegt werden, weil die Torsion . dazu führen kann, daß sich die Lichtleitfasern
unregelmäßig an Stellen von Inhomogenitäten in den Fasern verankern, woraus wiederum Streustellen entstehen
können. Die Torsion kann dadurch vermieden werden, daß relativ teuere Vorrichtungen zum Auflegen verwendet
werden; der erfindungsgemäße Lichtleiter soll jedoch Lichtleitfasern enthalten, die ohne Verwendung
teuerer Geräte mit minimaler Torsion aufgelegt sind. 'T
Als Ausweg aus diesen Schwierigkeiten kann erfindungsgemäß
ein Lbertragungskabel wenigstens ein Kernelement und wenigstens einen um das Kernelement herumgelegten
Schutzmantel auf v/eisen, wobei das Kernelement ein langgestrecktes Bauteil, mehrere Lichtleitfasern, die um das
langgestreckte Bauteil herum aufgelegt sind, und eine Feuchtigkeitssperre enthält, die die Lichtleitfasern
umschließt und für das Eindringen von Feuchtigkeit eine Sperre bildet, wobei ferner das langgestreckte Bauteil
eine gegenüber den Liqhtleitfasern sehr hohe Zugfestigkeit
besitzt. Andererseits kann die Erfindung auch in einem ubertragungskabel verkörpert sein, bei dem mehrere Kern—
elemente aufeinandergelegt sind, eine Feuchtigkeits-oder Dampfsperre die Vielzahl von Kernelementen umgibt und
eine Sperre gegen das Eindringen von Feuchtigkeit oder Dampf bildet, und wenigstens ein Schutzmantel um die Kernelemente
herumgelegt ist, wobei jedes Kernelement ein langgestrecktes Bauteil und mehrere Lichtleitfasern aufweist,
die um das langgestreckte Bauteil herum gelegt sind, und wobei wiederum das langgestreckte Bauteil relativ zu
den Lichtleitfasern hohe Zugfestigkeit besitzt. Schließlich
kann die Erfindung auch in einem Ubertragungskabel verwirklicht sein, das wenigstens ein Kernelement und wenigstens
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einen Schutzmantel um das Kernelement herum aufweist, wobei-das Kernelement aus einer aus verflochtenen Glasfasern
.bestehenden Litze und mehreren um die Litze herumgelegten Lichtleitfasern besteht.
Das langgestreckte Bauteil von relativ hoher Zugfestigkeit soll eine merkliche Verlängerung und damit Bruch
der Lichtleitfasern unter solchen Zugbeanspruchungen verhindern,
denen das Kernelement während der Herstellung und dem Verlegen des Kabels normalerweise ausgesetzt ist.
Die Feuchtigkeitssperre verhindert das Auftreten von Absorptionsmaxima in den optischen Signalen, die der
Wasserdampfaufnähme durch die Fasern zuzuschreiben sind.
Zweckmäßig wird eine Polsterschicht, z.B. aus zellulärem Kunststoff (Schaumstoff), unter den und um die Lichtleitfasern
herum angeordnet, so daß diese Lichtleitfasern__
gegen Querschnittsverzerrungen während der Herstellung und dem Verlegen des Kabels gut gepolstert sind.
Weiter ist es vorteilhaft, wenn jede Lichtleitfaser von
einer Hülle umgeben ist, die wenigstens*Verdrehen zwischen der Lichtleitfaser und ihrer Hülle erlaubt. Bei dieser
Anordnung können die Lichtleitfasern spiralförmig und im
wesentlichen torsionsfrei aufgelegt werden, wobei eine Flechtmaschine verwendet werden kann: eine derartige
Vorrichtung übt Torsionen auf die Fasern aus,die sie verlegt, die auf den Lichtleitfasern vorgesehenen Hüllen können
jedoch im gewissen Ausmaß ein Verdrillen aufnehmen, ohne dies auf die Lichtleitfasern selbst weiterzugeben. Vorteilhafterweise
werden die Lichtleitfasern spiralig auf gelegt,
wobei der Krümmungssinn der Spirallage sich längs des Kabels periodisch umkehrt: Dieses Verfahren trägt dazu
bei, die auf die Lichtleitfasern einwirkenden Torsionen
klein zu halten.
* begrenztes
* begrenztes
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Die Erfindung ist in der beigefügten Schnittzeichnung durch'ein übertragungskabel beispielhaft dargestellt.
Das Übertragungskabel weist mehrere Lichtleitfasern 3 auf, die sich in axialer Richtung längs des Kabel
erstrecken und durch Extrudieren mit einzelnen Hüllen oder Mänteln 3a aus Kunststoff versehen sind, beispielsweise
hochdichtem Polyäthylen, das die Lichtleitfasern vor Abrieb schützt. Die Lichtleitfasern liegen
nicht fest in den Hüllen, so daß wenigstens beschränktes Verdr. eh en zwischen jeder Lichtleitfaser und ihrer Hülle
möglich ist, wobei sich der weiter unten noch erläuterte Vorteil ergibt. Die Lichtleitfasern sind auf ein Seil
(langgestrecktes Bauteil) 1 spiralig aufgelegt, das eine relativ hohe Zugfestigkeit im Vergleich zu den Lichtleitfasern
besitzt. Das Seil 1 soll eine merkbare Verlängerung und damit Bruch der optischen Fasern unter denjenigen
Zugbelastungen verhindern, denen sie während der einzelnen Fertigungsschritte und während des Verlegens des
Kabels ausgesetzt sind. In der dargestellten Ausführungsform besteht das Seil 1 aus einer Litze aus verflochtenen
Glasfasern und ist demzufolge elastisch flexibel. Diese Litze ist torsionsfrei verlegt, und nach der Kabelherstellung
und - Verlegung dient die Litze dann nur
noch als Füller. Als Alternative
zu einer Glasfaserlitze kann auch ein Kunststoffseil oder
ein Metallseil in Frage kommen, wobei die einzelnen Stahldrähte verflochten oder geklöppelt sein können.
Das Seil 1 ist mit einem Kunststoffmantel 2 beschichtet,
der vorzugsweise aus einem elastisch deformierbaren Material und etwa aus einem Kunststoff mit Zellenstruktur bestehen
kann, etwa in der Form von Polyäthylen oder Polyvinylchlorid. Dieser Mantel 2 bildet ein Bett für die Lichtleitfasern
3. und bettet diese weich, so daß sie gegen Querschnitts-Distorsionen aufgrund eventuell auftretender Radialkräfte
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geschützt sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind Füllerseile 4, bestehend etwa aus Kunststoff (Polyäthylen
oder dergleichen), zwischen benachbarten Lichtleitfasern angeordnet, jedoch könnte auch der gesamte
Umfang der Mantelbettung 2 mit Lichtleitfasern belegt
sein. Das Füllerseil 4 und die Lichtleitfasern werden
auf der Mantelbettung 2 durch eine Bandage 5 in der vorgesehenen Lage gehalten, wobei die Bandage 5 beispielsweise
aus sich überlappenden Papierbändern bestehen kann. Die optischen Fasern sind in einer als Dampf- oder Feuchtigkeitssperre
dienenden Mantelung 6a, 6b eingeschlossen, die über der Bandage 5 liegt, so daß ein wirksamer Schutz
gegen das Eindringen von Feuchtigkeit gegeben ist.
Die dampfsperrende Schicht 6a und 6b weist einen Streifen
aus einem Aluminium-Polyäthylen-Laminat 6a auf, das um die Lichtleitfasern 3 so umgewickelt ist, daß die AIu-.
miniumseite nach innen weist und daß die Kanten des Streifens sich parallel zur Längsrichtung des Kabels erstrecken
und einander überlappen. Diese sich überlappenden Kanten werden eng aneinander gehalten; die Feuchtigkeitssperre
besitzt weiter eine extrudierte Polyäthylen-Abdeckung 6b, die Zellenstruktur besitzt (also beispielsweise geschäumt
ist), und die mit der Polyäthylenseite auf das Laminat aufgeklebt ist. Die für das Laminat und die extrudierte
Abdeckung 6b in Frage kommenden Kunststoffe sowie die Temperatur der Extrusion sind so gewählt, daß das integrale
Abbinden direkt beim Extrudieren stattfindet. Eine derartige Dampfsperre sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung
sind in der britischen Patentschrift 968 061 beschrieben.
Das Aluminium des Laminats 6a ist als Folie ausgeführt,und die
Abdeckung 6b aus elastisch deformierbaren Kunststoffen stellt eine weiche Ummantelung für die Lichtleitfasern 3
dar und schützen selbige gegen Distorsion, die sonst durch
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Mantellagen auftreten könnte, die außerhalb der Lichtleitfasern,
angeordnet sind, welche Distorsionen in den einzelnen Fertigungsstufen und beim Verlegen des Kabels auftreten
können.
Die soweit beschriebenen Komponenten 1 bis 6 stellen ein Kernelement für das Kabel dar. Das Kabel wird durch
mehrere Schutzlagen 7,8,9 vervollständigt. Diese Lagen umfassen zwei Armierungsschichten 7und 8 und einen äußeren
Mantel 9. Jede der Armierungslagen besitzt spiralförmig
gelegte Drahte, wobei jedoch die Drähte der einen Schicht in entgegengesetztem Sinne laufen wie diejenigen der anderen
Schicht, so daß sich eine torsionsfeste Anordnung ergibt.
Es sind nur zwei Drähte dargestellt in jeder der Lagen 7 und 8, was natürlich nur aus Gründen der einfacheren
Darstellung geschehen ist; die Drähte können beispielsweise aus Stahl oder Aluminium bestehen. Der Außenmantel
9 besteht beispielsweise aus Kunststoff und schützt die Armierungsdrahte in den Lagen 7 und 8 gegen Korrosion.^
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung umfaßt ein
vollständiges übertragungskabel mehrere Kernelemente, die zu Bündeln zusammengefaßt sind, wobei jedes Kernelement
die Komponenten 1 bis 6 des in der Zeichnung dargestellten Kabels aufweist, wobei außerdem dann noch die Komponenten
7 bis 9 des dargestellten Kabels vorhanden sind, die die zusammengebündelten Kernelemente umschließen. Bei dieser
Ausführungsform der Erfindung kann die Dampfsperre 6a,6b bei den einzelnen Kernelementen weggelassen werden und
durch eine ähnliche Dampfsperren-Ummantelung ersetzt werden,
die sämtliche Kernelemente zusammengenommen umschließt, wobei natürlich auf jeden Fall jedes Kernelement seine
äußere Umpolsterung behält.
Das beschriebene Übertragungskabel kann mit den bei der
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Herstellung elektrischer Kabel und Leitungen bekannten Verfahren hergestellt werden. Im einzelnen können die
Lichtleitfasern spiralförmig mit Hilfe üblicher Aufwickelvorrichtungen
aufgelegt werden: diese Vorrichtungen üben bis zum gewissen Grade Torsionen auf die einzelnen Fäden
aus, die aufgelegt werden; jedoch nehmen die Hüllen 3a auf den einzelnen Lichtleitfasern bis zu gewissem Ausmaß
die Verdrillung auf, ohne daß sie sie an die Lichtleitfasern in ihrem Inneren direkt weitergeben. Vorteilhafterweise
werden die Lichtleitfasern so aufgelegt, daß der Krümmungssinn der Spirallage sich periodisch längs des
Kernelementes umkehrt: Dieses Verfahren unterstützt ein Kleinhalten der auf die Lichtleitfasern ausgeübten Torsionen.
Insgesamt wurde ein Übertragungskabel mit Lichtleitfasern
beschrieben, das ein oder mehrere Kernelemente sowie Schutzmäntel aufweist und Armierungslagen sowie einen
äußeren Kunststoffmantel umfaßt, die um die Kernelemente herum angeordnet sind. Jedes Kernelement weist mehrere
Lichtleitfasern auf, die um ein langgestrecktes Bauteil oder Seil herumgelegt sind, welches iiu Vergleich zu den
Lichtleitfasern relativ hohe Zugfestigkeit aufweist und
beispielsweise aus einer Litze aus verflochtenen Glas- fasern
bestehen kann. Um die Lichtleitfasern ist eine
weiche Ummantelung herumgelegt und eine zweite weiche Unterbettung ist zwischen das Seil und die Lichtleitfasern
eingelegt: Diese weichen Lagen, die beispielsweise aus extrudiertem Kunststoff mit Zellenstruktur (Schaumstoff)
bestehen können, betten die Lichtleitfasern so weich, daß sie gegen QuerschnittesVerzerrungen geschützt sind, die
während der Herstellung und dem Verlegen des Kabels auftreten könnten. Eine Dampfsperre ist um das Kernelement
bzw. um jedes einzelne Kernelement, oder um ein Bündel von Kernelementen herum vorgesehen, um das Eindringen von
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Feuchtigkeit zu verhindern. Eine Hülle umschließt jede einzelne Lichtleitfaser so, daß wenigstens begrenztes
Verdrehen zwischen der Hülle und der umschlossenen Lichtleitfaser möglich ist, wodurch ein Auflegen der
Lichtleitfasern ohne Torsion ermöglicht wird.
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Claims (13)
- AnsprücheÜbertragungskabel mit Lichtleitfasern, gekennzeichnet durch ein oder mehrere Kernelemente (1-6), wobei jedes Kernelement mehrere, um ein Seil oder dergleichen langgestrecktes Element (17) herumgelegte Lichtleitfasern (3) aufweist und die Zugfestigkeit des langgestreckten Elementes relativ zu derjenigen der Lichtleitfasern hoch ist; durch wenigstens einen Schutzmantel (7,8,9), der um das oder die Kernelemente herumgelegt ist; sowie durch eine das Eindringen von Feuchtigkeit verhindernde Dampfsperre (6a,6b), die die Lichtleitfasern des Kernelementes umgibt.
- 2. Übertragungskabel mit Lichtleitfasern, gekennzeichnet durch mehrere zusammen aufgelegte Kernelemente (1-9; durch eine die Kernelemente umgebende Dampfsperre zum Verhindern des Eindringens von Feuchtigkeit; sowie durch wenigstens einen Schutzmantel (7,8,9), der um die Kern- ^ elemente herum angeordnet ist, wobei jedes Kernelement mehrere Lichtleitfasern (3) aufweist, die um ein Seil oder dergleichen langgestrecktes Element (1) herum aufgelegt sind und wobei die Zugfestigkeit des langgestreckten Elementes relativ zu derjenigen der Lichtleitfasern des Kernelementes hoch ist.
- 3. Kabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes langgestreckte Element (1) aus einem Seil aus mehreren verflochtenen Glasfasern besteht.5 0 9-888/078
- 4. Kabel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Kernelemente eine Polsterlage (6b) aufweisen, die um die Lichtleitfasern des Kernelementes herum angeordnet ist, wodurch die Lichtleitfasern gegen Querschnitts-Verzerrungen gesichert sind, die während Herstellung und Verlegen des Kabels auftreten können.
- 5. Kabel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Kernelement eine zweite Polsterlage (2) aufweist, die die Lichtleihfasern des Kernelementes gegen Querschnittsverzerrung schützen, die während der Herstellung oder dem Verlegen des Kabels auftreten können, wobei die zweite Polsterlage um das langgestreckte Element (Seil) des Kernelementes herumgelegt ist und die Lichtleitfasern des Kernelementes um die zweite Polsterlage herum aufgelegt sind.
- 6. Kabel nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Polsterlage aus zellenbildendem Kunststoff (Schaumstoff) besteht.
- 7. Kabel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Dampfsperre aus einem Streifen eines Kunststoff-Metallfolien-Laminats (6a) besteht, das in Tubusform gewickelt ist, wobei die Metallfolie nach innen weist und die Kanten des Streifens sich parallel zur Kabellänge erstrecken und einander überlappen.
- 8. Kabel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Dampfsperre eine extrudierte Lage (6b) aus Kunststoff aufweist, die integral mit der Kunststoffseite des Streifens verklebt ist.
- 9. Ubertragungskabel mit Lichtleitfasern, gekennzeichnet durch ein Kernelement (1-6) oder mehrere Kernelemente (1-6), die zusammen aufgelegt sindjund wenigstens einen509886/0784Schutzmantel (7,8,9), der um das oder die Kernelemente herum angeordnet ist, wobei jedes Kernelement mehrere Lichtleitfasern (3) enthält, die um eine Litze (1) aus verflochtenen Glasfasern herum aufgelegt sind.
- 10. Kabel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleitfasern in jedem Kernelement zusammen mit mehreren langgestreckten Füllern (4) so aufgelegt sind, daß die Füller und die Lichtleitfasern gemeinsam eine Lage bilden und nebeneinander, Füller und Lichtleitfaser abwechselnd, angeordnet sind.
- 11. Kabel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Füller aus Kunststoff bestehen.
- 12. Kabel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Kernelement die Lichtleitfasern spiralförmig aufgelegt sind, wobeisich der Windungssinn der Spirallage längs der Kernelementenlänge periodisch umkehrt.
- 13. Kabel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Lichtleitfaser in einer Hülle (3a) einges chlossen ist, die wenigstens begrenztes Verdrehen zwischen der Lichtleitfaser und der Hülle erlaubt.609886/0784Leerseite
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