DE2646440A1

DE2646440A1 - Uebertragungsleitung

Info

Publication number: DE2646440A1
Application number: DE19762646440
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl Ing Dr Lang; Georg Dipl Ing Dr Spinner
Original assignee: Spinner GmbH
Current assignee: Spinner GmbH
Priority date: 1976-10-14
Filing date: 1976-10-14
Publication date: 1978-04-27
Also published as: DE2646440B2

Description

Ubertragungsleitung
Die Erfindung betrifft eine Leitung zur Energieübertragung und ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Leitung zur Ubertragung unterschiedlicher Energieformen auszunutzen. Diese für sich neue, den Gegenstand der Erfindung bildende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Übertragungsleitung wenigstens über einen Teil ihrer Länge mehrere Leiter zur Ubertragung unterschiedlicher Energieformen wie elektrische Energie, optische Energie, hydraulische und pneumatische Druckenergie in Kombination enthält. Eine solche kombinierte Ubertragungsleitung ist überall dort von Vorteil, wo über die gesamte Länge der Leitung oder aber auch nur abschnittsweise solche unterschiedlichen Energieformen übertragen werden müssen. Dabei ergibt sich gegenüber den bis jetzt üblichen doppelten Leitungsführungen der Vorteil eines verringerten Raumbedarfs der Querschnittsfläche und verminderten Kosten, weil verschiedene Bestandteile wie Schutzummantelung, Armierung oder dgl. nur einmal für die kombinierte Ubertragungsleitung vorgesehen werden müssen.
Es ist zwar bereits bekannt, elektrische Ubertragungsleitungen zur Ubertragung elektromagnetischer Energie in verschiedenen Frequenzbereichen zu benutzen, Jedoch wurde hierbei stets nur die elektrische Leitfähigkeit der Ubertragungsleitung ausgenutzt. Elektromagnetische Energie im Sichtbereich ist auf diese Weise nicht zu übertragen, so daß gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung eine elektrische Ubertragungsleitung mit einer optischen Ubertragungsleitung kombiniert ist, bei der die Ubertragung von Lichtenergie durch vielfache Totalreflexion in optischen Gläsern erfolgt. Als Lichtleiter stehen dünne Fasern aus hochtransparenten optischen Gläsern zur Verfügung, die mit einem dünnen Mantel eines anderen Glases niedriger Brechzahl umgeben sind, so daß im Inneren der Lichtleitfaser durch Totalreflexion ein in der optischen Achse einfallender Lichtstrahl allen Biegungen der Faser folgt. Derartige Lichtleitfasern können zu Bündeln beliebigen Querschnitts zusammengefaßt werden und eignen sich demgemäß in besonderem Maße dazu, in einem vorbestimmten Querschnitt einer ubertragungsleitung insbesondere eines elektrischen Kabels, aber auch innerhalb eines Druckschlauchs untergebracht zu werden. Da die optischen Gläser ihrer Natur nach gute elektrische Isolierstoffe sind, kann ein solches Lichtleiter-Faserbündel einen Teil der Isolation des Kabels bilden, und/oder in die Isolation des Kabels eingebettet sein. So können Lichtleiter über beliebige Längenabschnitte in Starkstromkabeln oder Schwachstromkabeln, oder in Druckschläuchen eingebaut und an beliebiger Stelle seitlich herausgeführt werden, um optische Signale beliebiger Art zu übertragen oder Vorgänge bzw. Zustände des Kabels, oder einer Kabelverbindung beobachten oder überwachen zu können. Dabei kann ein einziger Lichtleiter, oder es können mehrere zu einem Bündel zusammengefaßte Lichtleiter Anwendung finden, Je nach Art der zu übertragenden Energie bzw. Signale.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf Übertragungsleitungen, deren Aufgabe es ist die Energien oder Signale über mehr oder weniger weite Entfernungen zu übertragen, sondern die Erfindung ist insbesondere auch anwendbar auf kurze Leitungsabschnitte, die beispielsweise von Steckverbindungen, Schaltern, Abzweigungen oder dgl. gebildet werden. Gerade bei solchen Einrichtungen ist es oft wünschenswert die gegenseitige Lage von zwei aneinander anschließenden Leitungsabschnitten zu überwachen.
So ist es beispielsweise bei der Verbindung optischer Leiter wichtig, die gegenseitige Lage der geschliffenen Stirnflächen genau zu fixieren und diese Lage läßt sich durch elektrische Kontakte, die diesen Stirnflächen räumlich zugeordnet sind, genau überwachen. Andererseits läßt sich die gegenseitige Lage von elektrischen Schaltkontakten optisch überwachen, wenn ein Lichtleiter mit dem betreffenden Schalter oder Stecker in der erfindungsgemäßen Weise kombiniert ist.
Eine weitere vorteilhafte Kombination ergibt sich beispielsweise bei einem Glasfaserschlauch, der gleichzeitig hydraulische oder pneumatische Energie und über wenigstens einen Teil seiner Länge eine optische Energie überträgt. Ein solcher Leiter kann noch umflochten sein und dann außerdem noch zur Ubertragung elektrischer Energie oder elektrischer Signale dienen.
Insbesondere ist die Erfindung vorgesehen zur Anwendung bei Hochfrequenzkoaxialleitungen, bei denen ein oder mehrere Lichtleiter Teil des Dielektrikums sind. Jedoch kann ein Lichtleiter auch einem Hohlleiter oder einer anderen HF-Ubertragungsleitung, z.B. einem Streifenleiter, zugeordnet werden. Insbesondere ist Jedoch vorgesehen, die erfindungsgemäße Kombination von elektrischem Leiter und optischem Leiter bei Armaturen, insbesondere Steckverbindungsarmaturen, vorzusehen, wodurch die richtige Stellung der elektrischen oder optischen Kontaktstellen überwacht werden kann.
Bei HF-Koaxialleitungen kann der optische Leiter auch innerhalb des hohl ausgefUhrten Innenleiters angeordnet werden, was bei Steckverbindungen eine besonders günstige optische Kcntaktgabe gewährleistet.
Bei Steckverbindungen können die plangeschliffenen Enden der Lichtleiter auf die elektrischen Kontaktstellen so ausgerichtet werden, daß nur bei einwandfreier Kontaktstellung im gekuppelten Zustand die Lichtleiterkupplung, d.h. die Übertragung optischer Energie gewährleistet ist. Der starke Lichtintensitätsabfall ist dann als deutliches Anzeichen für eine schlecht gesteckte elektrische Verbindung erkennbar.
Dabei kann die Steckverbindung für die Einzelglasfasern in der Weise gestaltet werden, daß nur die von einer Seite ankommende Glasfaser in der Steckverbindung gelagert ist, während die von der anderen Seite kommende Glasfaser im ungesteckten Zustand eine begrenzte Länge frei in den Verbindungsraum ragt und bei Zusammenfügung der Steckverbindung in die-selbe Lagerung einmündet, die die gegenüberliegende Faser mechanisch fixiert.
Beim Verriegeln der Steckverbindung können beide Glasfasern gemeinsam in dasselbe Bett gedrückt und damit genau fluchtend gekuppelt werden.
Es ist ferner möglich, die ankommende Glasfaser am Geräteanschluß nicht weiterzuführen, sondern an die im Geräteanschluß vorhandenen optischen Wandler anzuschließen.
Auf diese Weise lassen sich Leitungen und Leitungsabschnitte auch für Schalter und/oder Verzweigungen so ausbilden, daß gleichzeitig mit den elektrischen Signalen optische Signale übertragen werden. Es können zum Beispiel auch bei Schaltern entweder gleichzeitig elektrische und optische Signale Ubertragen werden oder wechselweise entweder optische oder elektrische Signale, um eine Schaltstellung anzuzeigen. Auch kann über eine solche Anordnung von Lichtleitern beispielsweise die Drehstellung eines Rotors mit beliebiger Genauigkeit übertragen werden.
Ueber geeignete optische Indikatoren lassen sich über die Lichtleiter auch Aufschlüsse einer Druck, Temperatur oder Feuchtigkeit an einer bestimmten Stelle innerhalb der Übertragungsleitung oder eines benachbart hierzu liegenden Raumes erlangen.
Patentansprüche s

Claims

Patentansprüche: Übertragungsleitung, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß sie wenigstens über einen Teil ihrer Länge mehrere Leiter zur Ubertragung unterschiedlicher Energieformen wie elektrische Energie, optische Energie, hydraulische und pneumatische Druckenergie in Kombination enthält.
2. Übertragungsleitung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß sie in Kombination elektrische Leiter und Lichtleitfasern enthält.
3. Ubertragungsleitung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der oder die Lichtleiter einen Teil der Isolation bilden und/oder in dieser eingebettet sind.
4. Übertragungsleitung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Lichtleiter mit einer koaxialen HF-Leitung kombiniert ist.
5. Übertragungsleitung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der oder die Lichtleiter Teil des Dielektrikums sind.
6. Übertragungsleitung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der oder die Lichtleiter innerhalb des hohl ausgeführten Innenleiters angeordnet sind.
7. Übertragungsleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß sie als Leitungsabschnitt in Gestalt einer Steckverbindung eines Schalters oder dgl. ausgebildet Ist.
b. Übertragungsleitung nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, da3 eine Lichtleiterkupplung einer elektrischen Kontaktvorrichtung oder umgekehrt zugeordnet ist, wobei die eine Kupplungsverbindung die Lage der Kupplungsteile der anderen Kupplung zu überwachen gestattet.
9. Übertragungsleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Lichtleiter aus der Ubertragungsleitung herausgeführt sind.
10. Übertragungsleitung nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß nur der von einer Seite ankommende Lichtleiter in der Steckverbindung gelagert ist, während der von der anderen Seite ankommende Lichtleiter im ungesteckten Zustand eine begrenzte Länge frei in den Verbindungsraum ragt und bei Zusammenfügen der Steckverbindung in dieselbe Lagerung einmündet, die den gegenüberliegenden Lichtleiter mechanisch fixiert.
11. Ubertragungsleitung nach Anspruch 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Steckverbindung derart ausgebildet ist, daß bei ihrer Verriegelung die Steckverbindung beide Lichtleiter gemeinsam in dasselbe Bett drückt und genau fluchtend kuppelt.
12. Ubertragungsleitung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daB die ankommende Glasfaser an einem Geräteanschluß endet, an dem optische Wandler angeordnet sind.