DE3243298A1

DE3243298A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines faseroptikkabels fuer die nachrichtenuebertragung

Info

Publication number: DE3243298A1
Application number: DE19823243298
Authority: DE
Inventors: Michael J. Woodbridge Conn. Pryor; Joseph New Haven Conn. Winter
Original assignee: Olin Corp
Current assignee: Olin Corp
Priority date: 1981-11-23
Filing date: 1982-11-23
Publication date: 1983-08-11
Also published as: IT8249543A0; NL8204531A; IT1200507B; FR2517073B1; GB2109950A; US4508423A; CA1212828C; FR2517073A1; GB2109950B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen bzw. Zusammenfügen eines Faseroptikkabels für Kommunikationszwecke. Das erfindungsgemäß hergestellte Kabel eignet sich zur Verlegung im Untergrund und unter dem Meeresspiegel sowie für andere Anwendungsfälle der Nachrichtenübermittlung.

Mit dem Aufkommen der Faseroptik für Nachrichtenübermittlungszwecke ist die Herstellung von Kabeln mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser möglich geworden. Insgesamt sind Faseroptikkabel für die Nachrichtenübermittlung so ausgelegt, daß sie bei dem kleinstmöglichen Durchmesser alle nötigen elektrischen, optischen und physikalischen Funktionen erfüllen. Zusätzlich ist es wünschenswert, daß das Kabel so konstruiert ist, daß es eine verhältnismäßig lange ununterbrochene Länge und gute Flexibilität hat. Ferner muß das Kabel, wenn es unter dem Meeresspiegel verlegt ist, den durch hydrostatischen Druck, Temperatur und das Einwirken der See verursachten Beanspruchungen standhalten.

Ein Faseroptikkabel für die Nachrichtenübertragung besteht insgesamt aus mehreren Schichten geeigneter Kunststoffe, z.B. Polyäthylen, Polyimid, Polyamid, Kunststoffasern in einer Epoxymatrix und ähnlichen Kunststoffen, die eine Verstärkungsschicht umhüllen, innerhalb der eine Dielektrizitätsschicht zum Schutz eines Innenrohres oder einer Kabelseele vorgesehen ist. Dies Innenrohr bzw. die Kabelseele oder Kabelader besteht häufig aus Werkstoffen, die deren Benutzung als rohrförmiger Leiter ermöglichen. Bei Verwendung unter dem Meeresspiegel enthält die Ader häufig ein geeignetes Polyäthylen oder ein sonstiges langkettiges plastisches Gel, welches zur Lagebestimmung einer oder mehrerer Glasfasern beiträgt. Typische Faseroptikkabel gehen aus den folgenden US-Patentschriften hervor 3 955 878, k 118 59k ₉ 4 1^6 302, 4 201 607, 4 212 097, 4 239 336, 4 232 935, 4 257 675, 4 275 294,

4 278 835, ^ 279 ^7O und 4 288 144 sowie aus DE-OS 2 507 6^9, ferner aus den Veröffentlichungen "Guidelines to the Design of Optical Cables" von Wilkins, vorgetragen beim Winter Annual Meeting, 2.-7.12.1979 der American Society of Mechanical Engineers, "An Electro-Optical Array-Support Cable" von Wilkins, vorgetragen beim Winter Annual Meeting, 16.-20.11.1980 der American Society of Mechanical Engineers, "Recent Experience with Small, Undersea Optical Cables" von Wilkins, IEEE-EASCON, Oktober 1979, Washington D.C₁ "How Small Can an Electro-Optical Cable Be?" von Wilkins, International Telemetry Society Conference, San Diego, Kalifornien, 13.-15·10.1981 sowie "Design ara Performance of an Undersea, Single-Fiber, Multi-Repeater, Full Duplex, Electro-Optical Data Link" von Wilkins et al., International Telemetry Conference, San Diego, Kalifornien, 13.-15.10.1981.

Zum Zusammensetzen dieser optischen Kabel sind schon verschiedene Lösungen vorgeschlagen worden. Gemäß einer wird die Faseroptik in einem gespaltenen Aluminiumrohr angeordnet. Dann wird ein Kupferrohr aus Kupferband um das Aluminiumrohr und die Fasern geformt, um eine hermetische Abdichtung zu erzielen. Anschließend kann das Kupferrohr von einer Dielektrizitatsschicht, einer Verstärkungsgliedschicht und einer Hülle umgeben werden. Gemäß einer Alternative umgibt ein Aluminiumrohr die optischen Fasern mit einer Kupferbandlage und einer Dielektrizitätslage sowie einer Hülle. US-PS 4 239 336 ist ein Beispiel für diese Lösungen.

Gemäß einer zweiten Lösung wird ein Metallrohr beispielsweise durch Extrusion oder Umwälzen eines Metallbandes geschaffen, das Rohr aufgeschlitzt, und eine oder mehrere optische Fasern in das Rohr eingeführt. Gegebenenfalls kann gemeinsam mit der Faser oder den Fasern ein Hohlräume ausfüllendes Gel eingeführt werden. Dann wird das Rohr zugequetscht und der Schlitz beispielsweise durch Verschweißen dauerhaft geschlossen. Das Rohr wird schließlich von einer Dielektrizitatsschicht, einem Lasten abstützenden Bereich und einem

äußeren Mantel umgeben. Als Beispiel für diese Lösung sei auf ^MAn Electro-Optical Array Support Cable" von Wilkins sowie auf US-PS k 275 29^· verwiesen. Eine ähnliche Lösung zeigen US-PS k 212 097 und k- 279 ^70.

Gemäß einer weiteren bekannten Lösung wird ein elektrisches Leitungsrohr aus einem Flachbandvorrat aus Kupfermaterial gewalzt. Ehe das Rohr geschlossen wird, wird die Faseroptik und/ oder ein Füllmittel für die Hohlräume oder eine Druckpufferschicht in den Rohrkanal eingeführt. Dann wird das Rohr zusammengezwängt und dauerhaft verschweißt oder zusammengelötet. Weitere Schichten aus synthetischen Stoffen, die Substanzen von hoher Zugfestigkeit enthalten, können zum Bedecken des Leitungsrohres benutzt werden. Beispiele hierfür finden sich in US-PS k 146 302, k 232 935 und k 257 675.

Die Herstellung von Faseroptikkabeln für die Fernmeldetechnik nach den bekannten Lösungen wurde bisher behindert durch die Unmöglichkeit, außerordentlich lange ununterbrochene Längen eines zusammengesetzten Kabels zu erzielen. Ferner müssen in das Rohr eine oder mehrere leitende Glasstäbe oder Glasfasern eingefädelt werden, deren Durchmesser ca. 1/2 mm beträgt. Häufig kommt es beim Einfädeln zum Knicken oder Brechen einer oder mehrerer der Fasern und folglich zu einem unbrauchbaren Kabel. Außerdem können Schäden an den Fasern beim Verschließen oder Abdichten des Rohres auftreten. Wenn der EinfädelVorgang der Faser erfolgreich ist, bleibt immer noch das Problem, das Rohr mit dem geeigneten Füllstoff zu füllen und dabei die Fasern in vernünftiger Trennung zu halten.

Wenn in dem rohrförmigen Leiter beim Dichtungsvorgang Puffermaterial vorhanden ist, hat sich gezeigt, daß es manchmal in die au schließende Naht fließt. Dies Einlecken von Puffermaterial in die Naht kann die beim Löten oder Schweißen hergestellte Verschließung beeinträchtigen, und dann hat der

rohrförmige Leiter nicht den gewünschten Grad an Dichtheit.

Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines Faseroptikkabels für die Nachrichtenübertragung geschaffen. Zum Verfahren des Zusammensetzens gemäß der Erfindung gehört, daß aus einem Streifen oder Band aus Metall oder einer Metallegierung ein rohrförmiges Glied geformt wird, das rohrförmige Glied abgedichtet und in das abgedichtete rohrförmige Glied hinein eine oder mehrere optische Fasern freigegeben werden. Durch die Freigabe einer oder mehrerer optischer Fasern in das rohrförmige Glied nach Beendigung des Abdichtvorganges ist die Wahrscheinlichkeit, daß die Faser oder Fasern beschädigt werden, auf ein Minimum reduziert. Im einzelnen sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, ein Band aus Metall oder einer Metallegierung durch eine ein Flußmittel aufbringende Station und dann durch eine Matrize oder ein Gesenk zu ziehen, um ein rohrförmiges Glied zu schaffen, welches eine im wesentlichen scharfkantige, dichte Naht hat. Nach der Formgebung wird das rohrförmige Glied durch eine Station zum Abdichten der Naht geleitet. Während dieses Abdichtvorganges der Naht ist eine oder sind mehrere optische Fasern und/oder ein Puffermaterial oder Einbettungsoder Polstermaterial innerhalb einer Schutzhülle oder eines Schutzmantels angeordnet, der sich im Innern des rohrförmigen Gliedes befindet. Der Schutzmantel verhindert im wesentlichen, daß Wärme vom Dichtungsvorgang an die eine oder mehrere optische Fasern und/oder das Puffermaterial gelangt und verhindert, daß Puffermaterial den Dichtungsvorgang längs der Naht nachteilig beeinflußt und schützt insgesamt die optische Faser oder Fasern. Wenn das Abdichten der Naht beendet istο wird die Faser oder Fasern und/oder das Puffermaterial in das rohrförmige Glied hinein freigegeben. Bei einem ersten Ausführungsbeispiel erfolgt die Freigabe der optischen Faser oder Fasern in das rohrförmige Glied stromabwärts von der Stelle, an der das Puffermaterial in das abgedichtete rohrförmige Glied hinein freigegeben wird. Gemäß einem zwei-

ten Ausführungsbeispiel wird die optische Faser bzw. Fasern gleichzeitig mit dem Puffermaterial in das abgedichtete, rohrförmige Glied freigegeben. Bei einem dritten Ausführungsbeispiel wird die optische Faser oder Fasern in das abgedichtete, rohrförmige Glied freigegeben, ohne daß Puffermaterial vorhanden ist.

Das rohrförmige Glied, welches den Kern oder die Ader bildet, kann gegebenenfalls als elektrischer Leiter zur Stromübertragung benutzt werden. Gemäß einer Alternative kann das rohrförmige Glied aber auch allein als Verstärkungsglied herangezogen werden.

Nachdem die Kabelseele oder Ader hergestellt worden ist, kann sie von einer oder mehreren zusätzlichen Schichten umgeben werden. Die Zusatzschicht oder Schichten können eine Dielektrizitätsschicht, eine lasttragende Schicht und/oder eine äußere Abdeckung aufweisen.

Zur Vorrichtung gemäß der Erfindung zum Herstellen eines Faseroptikkabels für die Nachrichtenübertragung gehört eine Kapillareinrichtung oder ein Schutzmantel zur Freigabe einer oder mehrerer optischer Fasern in das rohrförmige Glied nach Beendigung des Abdichtvorganges. Bei einem ersten Ausführungsbeispiel weist die Kapillareinrichtung konzentrische Kammern oder Kanäle zum Einsetzen eines Puffermaterials und der einen oder mehreren optischen Fasern in das abgedichtete rohrförmige Glied auf. Vorzugsweise erstreckt sich eine der konzentrischen Kammern oder einer der konzentrischen Kanäle weiter als die andere bzw. der andere in das rohrförmige Glied. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel erfolgt mit Hilfe der Kapillareinrichtung der Einsatz der einen oder mehrerer optischer Fasern in das rohrförmige Glied stromabwärts von der Stelle _ΰ &n der das Puffermaterial in das abgedichtete rohrförmige Glied injiziert wird. Bei einem zweiten Ausfüh-

BAD ORIGINAL

rungsbeispiel weist die Kapillareinrichtung einen einzigen Kanal oder nur eine Kammer auf, um im wesentlichen gleichzeitig Puffermaterial und eine oder mehrere optische Fasern in das rohrförmige Glied einzuführen. Bei einem dritten Ausführungsbeispiel weist die Kapillareinrichtuhg einen einzigen Kanal oder eine einzige Kammer zum Einsatz einer oder mehrerer optischer Fasern in das abgedichtete rohrförmige Glied ohne irgendwelches Puffermaterial auf.

Um im wesentlichen die Wärmeübertragung vom DichtungsVorgang längs der Naht an die Faser oder Fasern und/oder das Puffermaterial zu vermeiden, ist die Kapillareinrichtung oder der Schutzmantel vorzugsweise aus einem Werkstoff hergestellt, der verhältnismäßig geringe Wärmeleitfähigkeit hat. Außerdem sollte die Kapillareinrichtung oder der Schutzmantel aus einem Werkstoff bestehen, der sich durch die Einrichtung zum Abdichten der Naht nicht mit dem rohrförmigen Glied verbinden läßt und der den beim Abdichten der Naht entstehenden Temperaturen standhalten kann. Zu den geeigneten Werkstoffen für die Kapillareinrichtung gehören hochlegierhe rostfrexe Stähle, temperaturfeste Legierungen, keramische Stoffe und Isoliermaterialien. Gemäß einer Alternative kann die Kapillareinrichtung auch aus zusammengesetzten Werkstoffen hergestellt sein. Der zusammengesetzte Werkstoff kann ein Außenmaterial von geringer Wärmeleitfähigkeit und ein Innenmaterial von höherer Wärmeleitfähigkeit aufweisen.

Die Kapillareinrichtung kann gegebenenfalls an ein äußeres Kühlsystem angeschlossen sein. Dadurch läßt sich ohne weiteres Wärme aus dem Innern der Kapillareinrichtung abziehen.

Das erfindungsgemäß hergestellte Kabel sollte einen verhältnismäßig kleinen Durchmesser und gute Flexibilität aufweisen. Es sollte auch der Meereswirkung standhalten und die bei Verlegung unter der Meeresoberfläche entstehenden Drücke und Temperaturen aushalten können. Dabei kann das erfindungsge-

maß hergestellte Kabel lagenweise auf einen Vorratswickel aufgerollt und bei minimalem Gesamtvolumen aufgerollt gespeichert werden, wobei es verhältnismäßig lange ununterbrochene Längen hat.

Die Erfindung schafft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Faseroptikkabels für die Nachrichtenübertragung, welches einen verhältnismäßig kleinen Durchmesser und/ oder eine verhältnismäßig lange ununterbrochene Länge und/oder einen abgedichteten rohrförmigen Kern mit einem verhältnismäßig hohen Grad an hermetischer Abdichtung hat..

Ein Vorteil des.erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung zum Herstellen eines Faseroptikkabels gemäß der Erfindung besteht darin, daß eine oder mehrere optische Fasern nach Beendigung des Schließvorganges in den rohrförmigen Kern eingeführt werden, so daß die Gefahr einer Beschädigung der Faser oder Fasern minimal ist.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß beim gegebenenfalls vorgesehenen Einführen eines Polster- oder Puffermaterials um die Faser oder Fasern das Schließen des rohrförmigen Kerns nicht beeiträchtigt wird.

Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Faseroptikkabel und einen Kern eines Faseroptikkabels, wie es bzw. er nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 hergestellt wird.

Im Folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine teilweise im Schnitt gezeigte Seitenansicht einer Vorrichtung zum Herstellen einer ersten Art eines Faseroptikkabelkerns für die Nachrichtenübertragung mit einer oder mehreren optischen Fasern und einem Puffermaterial;

Fig. 2 eine teilweise im Schnitt gezeigte Unteransicht eines Teils der Vorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine teilweise im Querschnitt gezeigte Ansicht der Vorrichtung zum Herstellen der Außenschichten eines Faseroptikkabels für die Nachrichtenübertragung;

Fig. k- einen Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß hergestellten Kabels;

Fig. 5 eine teilweise im Schnitt gezeigte Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Herstellen eines Faseroptikkabelkerns mit einer oder mehreren optischen Fasern und einem Puffermaterial;

Fig. 6 eine teilweise im Schnitt gezeigte Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Herstellen eines Faseroptikkabelkerns ohne Puffermaterial;

Fig. 7 einen Querschnitt durch einen mit der Vorrichtung gemäß Fig. 6 hergestellten Faseroptikkabelkern.

Die Erfindung schafft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zusammensetzen eines Faseroptikkabels für die Nachrichtenübertragung. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Rohrformtechnik genutzt, um ein Kabel zu schaffen, das einen Kern bzw. eine Ader hat, die ein rohrförmiges Glied aus Metall oder einer Metallegierung mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser und von verhältnismäßig großer ununterbrochener Länge aufweist. Das erfindungsgemäß hergestellte Kabel sollte alle Grenzwertbedingungen hinsichtlich elektrischer und physikalischer sowie hinsichtlich der Betriebswerte erfüllen und unter dem Meeresspiegel und in anderen Anwendungsfällen brauchbar sein.

Ferner ermöglicht das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung die Herstellung eines Kabels von verhältnismäßig kleinem Durchmesser mit einem Kern bzw. einer Ader, die ausgezeichnete Festigkeits- und Flexibilitätsmerkmale hat. Das erfindungsgemäß hergestellte Kabel kann einen Durchmesser haben, der etwa einem Viertel eines herkömmlichen Kabels entspricht und ein Transportvolumen welches im wesentlichen

etwa einem Zehntel desjenigen eines herkömmlichen Kabels entspricht.

Das Verfahren zum Zusammensetzen des Faseroptikkabels für die Nachrichtenübertragung gemäß der Erfindung ist verhältnismäßig preisgünstig und einfach durchzuführen. Mit diesem Verfahren wird ohne weiteres das Problem der Formung, des Füllens und Abdichtens eines rohrförmigen Gliedes bei vernachlässigbarer Gefahr einer Beschädigung der Faser oder Fasern innerhalb des Gliedes gelöst. Außerdem entsteht dabei ein rohrförmiges Glied, welches im wesentlichen frei ist von inneren und äußeren rauhen Stellen, sowohl im wesentlichen kreisförmig als auch konzentrische im wesentlichen sauber an der Innen- und Außenfläche vor₉ während und nach der Rohrfabrikation 'ist und welches als elektrischer Leiter verwendbar ist.

Die Fig. 1-3 zeigen eine Vorrichtung 10 zum Zusammensetzen oder Herstellen einer ersten Art von Kabelkern 11, die sich besonders gut eignet zur Verwendung unter dem Meeresspiegel. Die Vorrichtung 10 nimmt ein Band 12 aus Metall oder einer Metallegierung und formt es, indem es das Band durch ein Umformgesenk l6 zieht, zu einem rohrförmigen Glied Ik, Die Verwendung eines Gesenks oder einer Matrize zur Schaffung eines Rohres aus Bandmaterial ist allgemein bekannt. Verschiedene Matrizen oder Gesenke zum Herstellen eines Rohres aus Bandmaterial sind beschrieben in "Manufacturing Processes", 6. Auflage von Myron L. Begeman et al., John Wiley and Sons, Inc., 1957» S. 283-285. Es kann jede beliebige Matrizen- oder Gesenkanordnung angewendet werden. Allerdings wird das Band 12, ehe es durch das Umformgesenk 16 geführt wird, durch eine Flußmittelauftragstation 15 geleitet, die auf die Ränder des Bandes 12 ein Flußmittel aufbringt. Die Flußmittelauftragstation 15 kann beliebige bekannte Einrichtungen zum Aufbringen eines beliebigen bekannten Flußmittels aufweisen. Vorzugsweise wird das rohrförmige Glied I^ mit einer Längsnaht 38 ge-

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schaffen, die scharfkantige, dichte Ränder 40 hat. Während die Naht 38 an jeder beliebigen Seite gebildet werden kann, weist sie vorzugsweise nach unten. Eine beliebige, nicht gezeigte Einrichtung, beispielsweise eine Aufwickelspule kann vorgesehen sein, um das Band 12 durch die Flußraittelauftragstation 15 und das Umformgesenk 16 zu ziehen.

Wenn das rohrförmige Glied 14 mit Hilfe des Umformgesenks geschaffen worden ist, wird es einer Station 42 zum Verschliessen der Naht 38 zugeführt. Die Station 42 kann eine beliebige Schließvorrichtung aufweisen, z.B. bekannte Einrichtungen zum Herstellen von Hartlot-, Weichlot- und Schweißverbindungen. Bei einer bevorzugten Anordnung weist die Station 42 eine Einrichtung zum Weichlöten der Naht 38 auf.

Ein Lotvorrat steht in einem Sumpf oder Bad 44 zur Verfügung und wird in herkömmlicher Weise, beispielsweise mittels einer nicht gezeigten Pumpe einem Lötkopf 46 zugeführt, der eine Öffnung 47 hat. Das Lot wird vorzugsweise unter ausreichend hohem Druck durch den Lötkopf 46 und die Öffnung 47 zugeführt, um eine Lottülle zu bilden, über die das rohrförmige Glied 14 und die Naht 38 geführt werden. Durch die Bewegung des rohrförmigen Gliedes über die Lottülle und die Oberflächenspannung wird Lotmittel in die von den Rändern 4o gebildete Nahtgrenzfläche getrieben. Das Lot wandert durch Kapillarwirkung in die Naht 38 und füllt diese im wesentlichen aus. Wenn das Lot hartgeworden ist, ist das rohrförmige Glied 14 vollkommen abgedichtet. Durch Abdichten des rohrförmigen Gliedes auf diese Weise kann dem rohrförmigen Glied ein verhältnismäßig hoher Grad an hermetischer Abdichtung verliehen werden. Zum Versiegeln der Naht 38 und zum Abdichten des rohrförmigen Gliedes 14 kann beliebiges,,geeignetes Lotmittel einschließlich Silberlot, Hochtemperaturlot, Tieftemperaturlot, wie Blei-Zinn-Lot, Blei-Antimon-Lot, Zinn-Antimon-Lot usw. verwendet werden.

Wenn das rohrformige Glied 14 über den Lötkopf 46 bewegt worden ist, läuft es über eine Abstreifvorrichtung 48, die überschüssiges Lot entfernt und einen Federabstreifer oder ein sonstiges Abstreifglied aufweisen kann.

Während der Formgebung und Abdichtung des rohrförmigen Gliedes wird mindestens eine optische Faser 18 und ein Puffermaterial 30 innerhalb eines Schutzmantels oder einer Kapillareinrichtung 1? angeordnet. Der Rohrformungsvorgang erfolgt vorzugsweise um den Schutzmantel oder die Kapillareinrichtung 17 herum, die die Aufgabe hat, eine Beschädigung der mindestens einen Faser 18 und des Puffermaterials 30 durch den Abdichtvorgang zu verhüten und zu vermeiden, daß Puffermaterial in die Naht rinnt und den Dichtungsvorgang beeinträchtigt. Wenn das Lot hart und das rohrförmige Glied 14 abgedichtet worden ist, wird mindestens eine optische Faser 18 und das Puffermaterial 30 in das rohrförmige Glied eingeführt. Unter "eingeführt" oder "eingesetzt" ist hier zu verstehen, daß die Faser bzw. das Puffermaterial von der Kapillareinrichtung freigegeben und im abgedichteten rohrförmigen Glied abgesetzt bzw. niedergelegt wird. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das Puffermaterial 30 unmittelbar stromaufwärts von der Einführungsstelle mindestens einer optischen Faser 18 in das rohrförmige Glied gleichfalls in das rohrförmige Glied eingeführt.

Zu der Kapillareinrichtung oder dem Schutzmantel 17 zum Einführen der mindestens einen optischen Faser 18 und des Puffermaterials 30 in das rohrförmige Glied 14 gehört eine erste Kammer oder ein Kanal 20, durch den die optische Faser oder Fasern 18 geführt ist/sind, und eine konzentrische zweite Kammer oder ein zweiter Kanal 32 zum Einführen des Puffermaterials 30. Die Kammer bzw. der Kanal 20 hat an einem ersten Ende eine Druckdichtung 22 mit einer Einlaßöffnung 24, durch die die optische Faser oder Fasern 18 in den Kanal 20 eintreten. Am entgegengesetzten Ende des Kanals 20 ist eine Auslaß-

Öffnung 26 vorgesehen, die gemeinsam mit dem Kanal 20 die optische Faser oder Fasern 18 führt und die Faser bzw. Fasern im rohrförmigen Glied I^ niederlegt oder freigibt, und zwar vorzugsweise nachdem das Lotmittel hart und das rohrförmige Glied abgedichtet worden ist. Ein Vorteil der Freigabe der Faser oder Fasern im rohrförmigen Glied nach der Beendigung des Abdichtvorganges besteht darin, daß die Gefahr einer Beschädigung der Faser oder Fasern infolge des Dichtungsvorganges minimal ist. Bei einem bevorzugten Verfahren zum Zusammensetzen dieser Art von Faseroptikkabel für die Nachrichtenübertragung wird die Faser oder Fasern 18 stromabwärts von der Stelle, an der das Puffermaterial 30 in das rohrförmige Glied I^ injiziert oder eingeführt wird, in das rohrförmige Glied Ik eingesetzt. Es kann zwar jedes beliebige Verfahren angewandt werden, jedoch wird die Faser oder Fasern 18 vorzugsweise dadurch im rohrförmigen Glied 14- abgesetzt, daß sie mittels einer hier nicht gezeigten beliebigen Einrichtung auf beliebige Weise von einem Ende gezogen wird bzw. werden.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umgibt die Kammer bzw. der Kanal 32 zum Einführen des Puffermaterials JO in das rohrförmige Glied den Kanal 20 konzentrisch. Das Puffermaterial 30 tritt vorzugsweise unter Druck durch eine Einlaßöffnung 3k in den Kanal 32 ein, der eine Auslaßöffnung oder Ausgangsdüse 36 hat, durch die das Puffermaterial 30 in das rohrförmige Glied fließt. Der Kanal 32 erstreckt sich über eine ausreichend große Distanz um sicherzustellen, daß das Puffermaterial 30 nicht in das rohrförmige Glied fließt, ehe das Lotmittel hartgeworden ist. Durch Abwarten, bis das Lot hart und das rohrförmige Glied Ik abgedichtet ist, ehe das Puffermaterial 30 in das rohrförmige Glied Ik injiziert wird, wird die Gefahr, daß das Pulvermaterial den Abdichtvorgang beeinträchtigt oder umgekehrt auf ein Minimum eingeschränkt und eine verbesserte Abdichtung erzielt. Wenn Puffermaterial 30 vor Beendigung des Abdichtvorganges oder vor dem Hartwerden des Lots eingeführt würde, könnte es in die Naht fließen und den DichtungsVorgang dadurch nachteilig beeinflussen, daß

es das Lot daran hinderte, durch Kapillarwirkung in die Grenzfläche der Naht zu wandern.

Das Puffermaterial 30 wird vorzugsweise unter Druck in den Kanal 32 eingeführt, so daß es beim Einfließen in das rohrförmige Glied Ik dieses im wesentlichen anfüllt und die optische Faser oder Fasern 18 im wesentlichen umgibt. Das Puffermaterial 30 trägt zur Lagebestimmung der Faser oder Fasern innerhalb des rohrförmigen Gliedes Ik bei. Zur Zufuhr des Puffermaterials 30 unter Druck durch den Kanal 32 kann jede beliebige,hier nicht gezeigte Vorrichtung verwendet werden. Teilweise wird das Puffermaterial 30 durch die Bewegung des rohrförmigen Gliedes 1^· und der Faser oder Fasern 18 veranlaßt, durch die Ausgangsöffnung 36 zu fließen. Die Bewegung des rohrförmigen Gliedes I^ und der Faser oder Fasern 18 in Richtung des Pfeiles A erzeugt eine Saugkraft auf das Puffermaterial 30, die dazu beiträgt, das Puffermaterial 30 durch die Auslaßöffnung 36 und in das rohrförmige Glied 1^· zu ziehen.

Zwar kann das Pucffermaterial 30 im wesentlichen in jeder beliebigen Form und bei jeder beliebigen Temperatur in den Kanal 32 eingeführt werden; es hat sich aber als wünschenswert erwiesen, das Puffermaterial 30 in erhitztem Zustand in den Kanal 32 einzuführen. Dieser erhitzte Zustand verbessert das Fließvermögen des Puffermaterials 30, was es fluider macht. Vermutlich kann das Puffermaterial aufgrund dieser verbesserten Fließfähigkeit aus der Ausgangsdüse 36 in das rohrförmige Glied mit geringerer Saugkraft als normalerweise nötig gezogen werden. Es kann jede beliebige, hier nicht gezeigte Heizvorrichtung zum Erwärmen des Puffermaterials 30 entweder vor oder nach seinem Eintritt in den Kanal 32 verwendet werden.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Kapillareinrichtung 17 haben die Kanäle 20 und 32 nicht die gleiche Erstreckung· Vorzugsweise sind die Auslaßöffnungen 26 und 36

so angeordnet, daß das Puffermaterial 30 stromaufwärts von der Stelle der Freigabe der optischen Faser oder Fasern 18 im rohrförmigen Glied in dieses eintritt.

Das rohrförmige Glied Ik kann, wenn nötig, durch ein Gesenk oder eine Matrize 50 für Feinzug geführt werden, um das rohrförmige Glied I^ exakt auf die gewünschte Abmessung zu bringen. Die Matrize für Feinzug 50 weist vorzugsweise ein Gesenk auf. Wenn eine Matrize für Feinzug benutzt wird, wird die optische Faser oder Fasern 18 vorzugsweise unmittelbar vor oder gemeinsam mit dem durch die Matrize 50 geführten rohrförmigen Glied 14 in das rohrförmige Glied eingesetzt.

Vermutlich wird durch das Einführen des Puffermaterials 30 und der Faser bzw. Fasern 18 in der vorstehend beschriebenen Weise die Größe der zum Einführen des Puffermaterials 30 und der Faser bzw. Fasern 18 in das rohrförmige Glied 14 benötigten Kräfte verringert. Durch das Verringern dieser Kräfte ist die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung oder des Knickens der optischen Faser oder Fasern 18 während des Einführens auf ein Minimum reduziert.

Fig. 5 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 80 zum Herstellen eines Kabelkerns bzw. Kabelader 11. Wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1-3 wird ein Band 12 aus Metall oder einer Metallegierung durch eine Flußmittelauftragstation 15 gezogen, um auf die Ränder k-0 des Bandes Flußmittel aufzutragen, und dann durch ein Umformgesenk 16, um das rohrförmige Glied 1**· zu schaffen, welches danach über eine Station ^Z geführt wird, um die Naht 38 zu schließen.

Wenn das rohrförmige Glied abgedichtet und das Dichtungsmaterial, z.B. Lot hartgeworden ist, wird Puffermaterial 30 und die Faser bzw. Fasern 18 im wesentlichen gleichzeitig mittels einer Kapillareinrichtung oder eines Schutzmantels 81 eingeführt. Die Kapillareinrichtung 81 weist vorzugsweise einen

einzigen Kanal 86 auf, der an einem ersten Ende eine Druckdichtung 82 mit einer Einlaßöffnung 8b hat, durch die die Faser bzw. Fasern 18 in den Kanal 86 eintreten. An einer Seitenwand des Kanals 86, vorzugsweise in der Nähe der Druckdichtung 82 ist eine Einlaßöffnung 87 vorgesehen, die zur Zufuhr von Puffermaterial 30 in den Kanal 86 dient. Bei einer bevorzugten Anordnung liegt die Druckdichtung 82 und die Einlaßöffnung 87 im wesentlichen rechtwinklig zueinander. An dem der Druckdichtung 82 entgegengesetzten Ende des Kanals ist eine Auslaßöffnung 88 vorgesehen.

Der Kanal 86 erstreckt sich so weit in das rohrförmige Glied, daß die Faser bzw. Fasern 18 und das Puffermaterial 30 in das rohrförmige Glied I^ abgegeben werden, nachdem das Lotmittel hart und das rohrförmige Glied 14 vollkommen abgedichtet worden ist. Wie zuvor wird durch Abwarten bis das Lot hartfgeworden ist und das rohrförmige Glied 14 vollkommen abgedichtet ist, ehe das Puffermaterial 30 im rohrförmigen Glied 14 freigegeben wird, jegliche Gefahr einer Beschädigung des Puffermaterials 30 oder einer Beeinträchtigung des Dichtungsvorganges durch in die Naht 38 eindringendes Puffermaterial auf ein Minimum eingeschränkt.

Es ist zwar jede beliebige geeignete Technik anwendbar, jedoch wird die Faser bzw. Fasern 18 vorzugsweise dadurch im rohrförmigen Glied 14 abgesetzt, daß sie von einem Ende mittels einer nicht gezeigten Einrichtung auf beliebige Weise gezogen wird bzw. werden. Das Puffermaterial 30 wird vorzugsweise unter Druck in den Kanal 86 eingeführt, so daß es das rohrförmige Glied Ik im wesentlichen ausfüllt und die optische Faser bzw. Fasern 18 im wesentlichen umgibt. Das Puffermaterial 30 wird auch vorzugsweise in erhitztem Zustand in den Kanal 86 eingeführt, so daß die Fließfähigkeit des Puffermaterials 30 verbessert ist. Eine verbesserte Fließfähigkeit des Puffermaterials 30 ist deshalb erwünscht, weil die Faser bzw. Fasern im wesentlichen mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt werden

wie das rohrförmige Glied 3Λ und das Puffermaterial 30 mit größerer Geschwindigkeit fließen muß, da es das rohrförmige Glied anfüllen soll. Vermutlich wird durch dies verbesserte Fließvermögen auch die Größe der Kraft verringert, die auf das Puffermaterial ausgeübt werden muß, um es zum Fließen in das rohrförmige Glied I^ zu veranlassen. Das Puffermaterial 30 wird teilweise durch Saugkraft, die durch die Bewegung des rohrförmigen Gliedes 14 und der Faser bzw. Fasern 18 verursacht wird, zum Fließen durch die Öffnung 86 veranlaßt.

Wenn eine Matrize für Feinzug 50 benutzt werden muß, ist die Auslaßöffnung 88 vorzugsweise im wesentlichen in der Nähe derselben angeordnet. Wiederum weist die Matrize für Feinzug 50 vorzugsweise ein Gesenk auf. Durch Anordnen der Auslaßöffnung 88 an dieser Stelle kann vermutlich die Größe der zum Einsetzen des Puffermaterials 30 und der Faser bzw. Fasern 18 in das rohrförmige Glied I^ nötigen Kräfte verringert werden.

Für gewisse Anwendungsfälle ist es nicht nötig, daß die optische Faser oder Fasern innerhalb der Kabelader von Puffermaterial umgeben ist bzw. sind. Fig. 6 zeigt eine alternative Vorrichtung 100 zum Herstellen eines solchen Kabelkerns bzw. Kabelader 11·· Die Vorrichtung 100 ist ohne weiteres anpaßbar, um eine oder mehrere optische Fasern zwanglos in ein diese eng umgebendes rohrförmiges Glied einzuführen.

Wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen wird ein Band 12 aus Metall oder Metallegierung durch eine Flußmittelauftragsstatlon 15 gezogen, um auf die Ränder ^O des Bandes Flußmittel aufzubringen, und dann durch ein Umformgesenk 16, um das rohrförmige Glied I^ zu bilden, welches dann über eine Station 42 geleitet wird, um die Naht 38 abzudichten.

Wenn das rohrförmige Glied abgedichtet und das Dichtungsmaterial, d.h. Lot hartgeworden ist, wird die Faser bzw. Fasern

18 im rohrförmigen Glied mittels einer Kapillareinrichtung oder eines Schutzmantels 102 eingesetzt bzw. freigegeben. Die Kapillareinrichtung 102 weist einen einzigen Kanal 108 auf, der an einem ersten Ende eine Dichtung IQk mit einer Einlaßöffnung 106 hat, durch die die optische Faser bzw. Fasern 18 in den Kanal 108 eintreten. An dem der Dichtung 10²J-entgegengesetzten Ende des Kanals 108 ist eine Auslaßöffnung 110 vorgesehen. Der Kanal 108 erstreckt sich so weit in das rohrförmige Glied, daß die Faser bzw. Fasern 18 beim Austritt aus der Auslaßöffnung 110 im rohrförmigen Glied freigegeben werden, nachdem das Lot hartgeworden und das rohrförmige Glied Ik vollkommen abgedichtet ist. Die Kapillareinrichtung bzw. der Schutzmantel 102 grenzt die Möglichkeit, daß die optische Faser bzw. Fasern durch den Abdichtungsvorgang beschädigt wird, auf ein Minimum ein.

Zwar kann jedes beliebige Verfahren angewandt werden, doch wird die Faser bzw. Fasern 18 vorzugsweise dadurch im rohrförmigen Glied 14· abgesetzt, daß sie von einem Ende mittels einer hier nicht gezeigten Einrichtung auf beliebige Weise gezogen wird. Die Vorrichtung 100 kann, wenn nötig, mit einer Matrize für Feinzug versehen sein, die hier nicht gezeigt ist, um der Kabelader 11' eine bestimmte äußere Abmessung zu geben.

Es ist erwünscht, die Kapillareinrichtung bzw. den Schutzmantel 17, 81 bzw. 102 aus einem Werkstoff herzustellen, der bestimmte Eigenschaften hat. Zunächst sollte der Werkstoff nicht mit dem Metall bzw. der Metallegierung verbindbar sein, aus denen das rohrförmige Glied Ik geschaffen wird. Wäre das Material verbindbar oder könnte es haften, dann könnte durch den Abdichtvorgang die Kapillareinrichtung am rohrförmigen Glied Ik ankleben. Zweitens sollte das Material den Temperaturen standhalten, die beim Abdichtvorgang auftreten und sollte also gute Hochtemperatureigenschaften haben. Schließlich sollte das Material hohe Festigkeitsmerkmale haben und eine verhält-

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nismäßig geringe Wärmeleitfähigkeit. Wenn ein Material vorgesehen wird, das eine verhältnismäßig niedrige Wärmeleitfähigkeit hat, wird nur wenig oder im wesentlichen keine Wärme, die beim Abdichtvorgang entsteht, an die optische Faser bzw. Fasern und/oder einen möglicherweise vorgesehenen Füllstoff übertragen. Zu den geeigneten Werkstoffen, aus denen die Kapillareinrichtung oder der Schutzmantel hergestellt sein kann, gehören hochtemperaturbeständige Legierungen, wie hochlegierte oder einen hohen Nickelgehalt aufweisende Nickellegierungen, keramische Stoffe,hochlegierte' rostfreie-.Stähle,Saphir,Isoliermaterial und zusammengesetzte Stoffe, die ein Außenmaterial von verhältnismäßig geringer Wärmeleitfähigkeit und ein Innenmaterial von höherer Wärmeleitfähigkeit als das Außenmaterial aufweisen. Es ist offenkundig, daß die vorstehend genannten Stoffe nur als Beispiele dienen und in keiner Weise einschränkend sind, denn es können auch andere geeignete Stoffe verwendet werden.

Bei gewissen Hochtemperaturbedingungen kann es erwünscht sein, die Kapillareinrichtung oder den Schutzmantel mit einer Kühlanordnung zu versehen. Auf diese Weise kann jede optische Faser und/oder jedes Puffermaterial zusätzlich vor Wärme geschützt werden, die beim Abdichtungsvorgang erzeugt wird. Für Kühlen kann auf beliebige herkömmliche Weise gesorgt werden. So könnte z.B. die Kapillareinrichtung oder der Schutzmantel an eine äußere Kühlvorrichtung 112 angeschlossen sein, die eine beliebige bekannte Kühlvorrichtung aufweist. Eine Kühlung könnte für jeden beliebigen oder jeden Kanal der Kapillareinrichtung oder des Schutzmantels vorgesehen sein. Wenn eine Kühlung erwünscht ist, wäre es von Vorteil, die Kapillareinrichtung oder den Schutzmantel aus einem zusammengesetzten Werkstoff herzustellen, wie oben erwähnt. Das Innenmaterial mit der höheren Wärmeleitfähigkeit könnte dabei mit der Kühlvorrichtung verbunden sein, während das Außenmaterial seine Schutzfunktion ausübt.

Die Kabelader 11 oder 11' kann jede beliebige gewünschte Anzahl optischer Fasern 18 enthalten. In einem bevorzugten Aus-

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führungsbeispiel sind ein "bis sechs optische Fasern innerhalb der Kabelader angeordnet. Vorzugsweise weist jede optische Faser 18 einen lichtleitenden Glasstab auf. Jedoch kann in dem Kabel jede beliebige_/ geeignete,optische Faser verwendet werden.

Es kann zwar zum Absetzen der Faser bzw. Fasern im rohrförmigen Glied I^ jedes beliebige,geeignete Verfahren angewandt werden, jedoch wird bevorzugt, die Faser bzw. Fasern dadurch anzuordnen, daß sie von einem Ende mitsamt dem restlichen Kabelkern gezogen werden,ohne daß ein nennenswerter Bremszug aufgebracht wird. Da jede Faser bei der Formgebung des rohrförmigen Gliedes im wesentlichen ohne Zwang bleibt, unterliegt jede Faser im wesentlichen einer Nullspannung im gleichen Zeitpunkt, in dem das rohrförmige Glied I^ infolge des Kabeladerformungsvorganges sich in der Nähe seiner .maximalen elastischen Spannung befindet. Dadurch kann jede Faser nach dem Abladen unter statische Kompression gesetzt werden, so daß eine Zunahme plastischer Formänderung im Mantel entsprechend der statischen Nettokompression auferlegt werden könnte, ohne die Faser bzw. Fasern 18 zu knicken.

Gemäß einer Alternative kann gegebenenfalls die. optische Faser bzw. Fasern 18 innerhalb der Kabelader 11 bzw. 11' schraubenlinienförmig gewunden sein.

Das Puffermaterial 30 kann einen beliebige^nicht härtenden

Hohlraumfüllstoff aufweisen. Die Temperatur, auf die das Puffermaterial erwärmt wird, hängt von dem gewählten Füllstoff und seinen Viskositätsmerkmalen ab. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Puffermaterial 30 ein Gel auf, welches anfangs bei einer Temperatur im Bereich von ca. 35⁰C bis ca. 150⁰C,vorzugsweise bei ca. 100⁰C, in den entsprechenden Kanal eingeführt wird.

Die Verwendung von Puffermaterial 30 ist höchst erwünscht bei einem Kabel, welches starken Biegebeanspruchungen oder hohen hydrostatischen Belastungen ausgesetzt werden kann. Das Puffermaterial 30 hat hauptsächlich zwei Funktionen. Zunächst schmiert es die Faser bzw. Fasern 18 um Haftreibung und Mikrobiegungen zu verhüten. Zweitens sorgt es dafür, daß die Faser bzw. Fasern 18 eine Umgebung mit hydrostatischem Umgebungsdruck erhalten.

Das Band 12, welches zur Verformung in ein rohrförmiges Glied 14· benutzt wird, hat vorzugsweise anfangs eine größere Breite als es dem Außenumfang des mittels der Anordnung des Umformgesenks l6 geschaffenen Rohres entspricht. Die Anfangsbreite ist ca. 5% bis ca. 15$>vorzugsweise ca. 10^,größer als der Außenumfang des Rohres. Wenn mit einem solchen Band begonnen wird, unterliegt die Naht 38, die bei der Formung des Rohres entsteht, einer bedeutenden Kompression und bleibt deshalb selbst dann im wesentlichen geschlossen, wenn es zu einem Zurückfedern kommt. Wenn eine Verbindung mit gegenseitiger mechanischer Verriegelung erwünscht ist, können die Ränder ^O des Bandes 12 auf beliebige Weise so gestaltet sein, daß längs der Naht 38 bei der Formgebung des Rohres ein mechanisches Verschließen entsteht.

Das Material, aus dem das Band 12 und das rohrförmige Glied I^ besteht, sollte eine gewisse Leitfähigkeit, Festigkeit und ein bestimmtes Verhältnis von Dicke zu Durchmesser aufweisen. Ferner sollte der Werkstoff hohe elektrische Leitfähigkeit haben, da das rohrförmige Glied 14 vorzugsweise im endgültigen Kabel als Leiter dient. In der Verkabelung kann nämlich das rohrförmige Glied I^ benutzt werden, um Strom zwischen nichtgezeigten Verstärkern zu übertragen, die ca. 25 km weit auseinanderliegen können.

Da das rohrförmige Glied 14 vorzugsweise die einzige Metallkomponente des Kabels ist, sollte der Werkstoff hohe Festig-

keit haben. Vorzugsweise hat der Werkstoff eine bedeutende Streckgrenze und eine ziemlich hohe Fließdehnung. Das rohrförmige Glied sollte aus solch einem Werkstoff geformt werden, dessen Streckgrenze ausreicht, um das rohrförmige Glied bei jedem Grad an Kabelbiegung in einem im wesentlichen elastischen Zustand zu halten. Wenn nämlich ein rohrförmiges Glied zur Verfügung steht, welches in einem im wesentlichen elastischen Zustand und im wesentlichen nie in plastischem Zustand gehalten ist, ist das Risiko minimal, daß die Glasfaser bzw» Glasfasern durch Zugbeanspruchung brechen.

Ein Werkstoff von verhältnismäßig hoher Fließdehnung ist wichtig, da mit ihm der Gesamtdurchmesser des Kabels verringert werden kann. Die Fließdehnung des Materials, aus dem das rohrförmige Glied besteht, bestimmt auch, wieviel von der Bruchfestigkeit einer äußeren, die Last abstützenden Schicht benutzt werden kann, ohne das rohrförmige Glied dauerhaft zu beanspruchen und die optische Faser bzw. Fasern zu brechen.

Der für die Herstellung des rohrförmigen Gliedes .1^ benutzte Werkstoff sollte auch imstande sein_p gewisse Aufwickelkräfte bei der Herstellung und Verlegung auszuhalten. Deshalb ist ein Verhältnis von Dicke zu Durchmesser K nötig, welches gute Bildsamkeitsmerkmale anzeigt. Wenn der Werkstoff diese Merkmale nicht hat, kann das rohrförmige Glied sich fälteln oder kräuseln oder ausbauchen, während das Rohr geformt wird. Wenn das an der Innenfläche des rohrförmigen Gliedes geschieht, kann die optische Faser bzw. Fasern 18 Mikrobiegungen gegen Winkeloberflächen erfahren, und im Ergebnis kann es zu einer starken Erhöhung der Dämpfung kommen.

Ein bevorzugtes Bandmaterial hat eine Leitfähigkeit im Bereich von ca. 25 bis 102$ IACS, eine Streckgrenze im Bereich von ca. 207 bis ca. 621 N/inm², vorzugsweise im Bereich von ca. 345 bis ca. 414 N/mm², eine Fließdehnung im Bereich von ca. 0,0017 bis 0,0095 und ein Verhältnis von Dicke zu Durchmesser

von ca. 0,02 bis 0,50. Eine Reihe von Metallen und Legierungen besitzt die nötige Kombination aus Festigkeit, Leitfähigkeit und Verhältnis zwischen Dicke und Durchmesser und ist deshalb verwendbar. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der Werkstoff für das Band 12 und das rohrförmige Glied 14 eine Kupfer-Zirkonlegierung auf, die als CDA 15100 bezeichnet und von der Olin Corporation hergestellt wird. Die Kupferlegierung Cl5100 hat eine Leitfähigkeit von ca. 95f° IACS, eine Streckgrenze von ca. 428 N/mm², eine Fließdehnung von ca. 0, 003^ und ein Verhältnis von Dicke zu Durchmesser von ca. 0,15.

Da das Band durch eine Flußmittelauftragstation, ein Umformgesenk und/oder eine Matrize für Feinzug gezogen wird, ist ein geringfügig härterer Werkstoff erwünscht„ um das Brechen des Bandes zu vermeiden. Der gewählte Werkstoff sollte eine Härte von mindestens etwa Viertelhart aufweisen. Die Kupferlegierung C15100 kann gehärtet bzw. (verformungs)verfestigt werden,um dieser Anforderung zu entsprechen. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat die Kupferlegierung Cl5100 eine Härte im Bereich von ca. mindestens viertelhart bis ca. federhart. Es hat sich erwiesen, daß ein rohrförmiges Glied aus der Kupferlegierung Cl5100 in diesem Härtebereich besonders geeignet ist für Anwendungsfälle, bei denen eine Außenschicht oder Schichten durch Herstellungsverfahren mit hohen Temperaturen um die Kabelader geschaffen wird.

Nach dem Zusammensetzen der Kabelader 11 oder 11* mit der Vorrichtung 10, 80 oder 100 kann die Kabelader von einer oder mehreren Zusatzschichten umgeben werden. Z.B. kann um das rohrförmige Glied Ik eine Dielektrizitätsschicht 56 hergestellt werden. Ein typisches Kabel hat eine solche Dielektrizitätsschicht, wenn das rohrförmige Glied I^ als elektrischer Leiter benutzt werden soll. Die Dielektrizitätsschicht SS kann in beliebiger^ bekannter Weise unter Verwendung einer beliebigen bekannten Vorrichtung geschaffen werden. So kann

die Dielektrizitätsschicht 56 um die Kabelader mit Hilfe einer Extrusionsanordnung 72 in bekannter Weise extrudiert werden. Vorzugsweise weist die Dielektrizitätsschicht 56 ein Hochdruckpolyäthylen auf, wenn auch jeder beliebige Werkstoff verwendbar ist. Die Dielektrizitätsschicht nimmt vorzugsweise nicht teil an der Telemetrie des Systems sondern wirkt nur als Isolator. Allerdings kann sie, wenn gewünscht, auch so ausgelegt sein₉ daß sie an der Telemetrie des Systems teilnimmt. Wenn das rohrförmige Glied 1^4- nicht die Aufgäbe eines elektrischen Leiters hat, kann die Dielektrizitätsschicht 56 weggelassen sein.

Wie Fig. 4· zeigt, kann das Kabel mit einer lasttragenden Schicht 58 versehen sein. Wenn eine Dielektrizitätsschicht 56 vorgesehen ist, ist die lasttragende Schicht vorzugsweise um diese herum hergestellt. Die lasttragende Schicht dient als primäres Zugelement im Kabel, wenn auch ein Bruchteil der Gesamtlast vom rohrförmigen Glied I^ getragen wird. Diese Schicht hat außerdem die Aufgabe einer äbriebbeständigen Schicht, die die Kabelader 11 vollkommen bedeckt und schützt. Als Material für diese Schicht eignet sich jeder beliebige Stoff, z.B. Polyäthylen, Polyamide, Polyimide, Epoxiharze und andere ähnliche Kunststoffe. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist diese Schicht eine gegenläufig-schraubenlinienförmige Anordnung aus Kunststoffäden auf, die in einer Matrix aus hitzehärtbarem Epoxiharz enthalten sind. Die Herstellung dieser Schicht kann in beliebiger, bekannter Weise mittels einer geeigneten Herstellungsvorrichtung 7^ erfolgen, z.B. durch Herstellung eines Ringes mit einer entsprechenden Mätrizenanordnung.

Das Kabel ist XM allgemeinen mit einer äußeren Abdeckung 60 versehen, die als Barriere gegen das Eindringen von Wasser dient und äußere Schneid- oder Abriebkräfte ablenkt. Die äußere Abdeckung 60 kann aus einem beliebigen Werkstoff, z.B. einem elastomeren Werkstoff hergestellt sein. Die äußere Abdeckung 60 kann in bekannter Weise mittels einer beliebigen^

bekannten Vorrichtung hergestellt werden, z.B. kann sie in bekannter Weise mittels einer beliebigen,bekannten Extrusionsvorrichtung 76 extrudiert werden. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Abdeckung 60 eine Schicht aus schwarzem Polyurethan auf. Fig. k zeigt ein Ausführungsbeispiel eines fertig zusammengesetzten Kabels 70.

Es kann zwar jedes beliebige Lotmittel zum Abdichten des Leiters in Form des rohrförmigen Gliedes Ik benutzt werden? aber es hat sich gezeigt, daß die Verwendung eines Hochtemperaturlots, z.B. eines Silberlots,wünschenswert ist, wenn zur Schaffung der einen oder mehreren Zusatzschichten um die Kabelader 11 Verfahren mit hohen Temperaturen angewandt werden.

Das erfindungsgemäß hergestellte Faseroptikkabel für die Nachrichtenübertragung kann theoretisch eine im wesentlichen unbegrenzte Länge haben. Es können Kabellängen von ca. 25 km zwischen Verstärkern mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Vorrichtung gemäß der Erfindung hergestellt werden.

Das erfindungsgemäß zusammengesetzte Faseroptikkabel kann jeden gewünschten Durchmesser haben. Besonders geeignet ist die Erfindung jedoch zur Schaffung eines Kabels mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser. Das rohrförmige Glied Ik kann jeden beliebigen Innen- und Außendurchmesser haben. Es kann z.B. einen Innendurchmesser im Bereich von ca. 0,17 cm bis ca. 0,25 cm und einen Außendurchmesser von ca. 0,24 cm bis ca. 0,35 cm haben. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, bei dem das rohrförmige Glied aus der Kupferlegierung Cl5100 besteht, ist der Innendurchmesser des rohrförmigen Gliedes Ik ca. 0,1823 cm und der Außendurchmesser ca. 0,Z6ok cm. Der Gesamtdurchmesser des erfindungsgemäß hergestellten Kabels kann im Bereich von ca. 0,821 cm bis ca. 0,977 cm liegen. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel mit dem rohrförmigen

Glied aus der Kupferlegierung Cl51GO ist der Gesamtdurchmesser des Kabels ca. 0,9267 cm.

Das zur Schaffung des rohrförmigen Gliedes IH- benutzte Band 12 kann von beliebiger Gestalt sein, z.B. kann es trapezförmig sein.

Das Zusammensetzen eines Faseroptikkabels für die Nachrichtenübertragung in Übereinstimmung mit dem Verfahren gemäß der Erfindung hat verschiedene Vorteile. Zunächst kann die optische Faser bzw. Fasern und/oder das Puffermaterial bei verringertem Druck in das rohrförmige Glied eingeführt werden, was die Wahrscheinlichkeit verringert, daß die optische Faser bzw. Fasern brechen, knicken oder beschädigt werden. Zweitens kann das rohrförmige Glied mit einer wirksamen Abdichtung geschaffen werden, die einen hohen Grad an hermetischer Dichtheit gewährleistet. Drittens kann das rohrförmige Glied so geformt werden, daß es einen verhältnismäßig kleinen Durchmesser hat, was den Gesamtdurchmesser des Kabels verringert.

Das erfindungsgemäß hergestellte Kabel ist für Anwendungsfälle zur Nachrichtenübertragung über der Erde, unter der Erde und unter dem Meeresspiegel geeignet. Es könnte z.B. einen Tiefseesensor mit Datenunterstützung und Kraft versorgen. Es könnte auch für Fernsprechverbindungen unter dem Erdboden, oberhalb des Erdbodens und unter dem Meeresspiegel verwendet werden.

Das rohrförmige Glied ist zwar anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels als aus der Kupferlegierung Cl5100 hergestellt beschrieben worden, kann aber aus einem beliebigen Metall oder einer Metallegierung geschaffen werden, sofern sie die gewünschte Leitfähigkeit, Festigkeit und Bildsamkeitsmerkmale haben.

Zum Verschließen des rohrförmigen Gliedes ist hier ein bestimmter Lötvorgang beschrieben wordenj aber es kann jedes beliebige Weichlot-, Hartlot- oder Schweißverfahren angewandt werden. So kann das Verschließen z.B. unter Verwendung einer Schweißvorrichtung von hoher Intensität oder einer Laservorrichtung erfolgen.

Das erste Ausführungsbeispiel der Kapillareinrichtung zur Freigabe des Puffermaterials und der Faser bzw.Fasern im rohrförmigen Glied ist mit konzentrischen Kanälen unterschiedlicher Länge gezeigt; aber die Kapillareinrichtung kann auch so abgewandelt werden, daß die konzentrischen Kanäle im wesentlichen die gleiche Länge haben und das Puffermaterial und die Faser bzw. Fasern im wesentlichen gleichzeitig im rohrförmigen Glied absetzen. Ferner kann die Kapillareinrichtung 17 gegebenenfalls so abgewandelt werden, daß die Kanäle nicht konzentrisch sind. Ferner kann der Kanal bzw. die Kanäle der verschiedenen Kapillareinrichtungen oder Schutzmantelausführungen eine beliebige Querschnittsgestalt und jede beliebige Längsgestalt und Erstreckung haben.

Wenn das Faseroptikkabel gemäß der Erfindung hier auch mit einer Dielektrizitatsschicht, einer lasttragenden Schicht und einer äußeren Abdeckung gezeigt ist, kann doch jede beliebige Anzahl von Schutzschichten um den Kern bzw. die Ader herum geschaffen werden.

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Claims

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Faseroptikkabels für die Nachrichtenübertragung

Patentansprüche

1. Verfahren zum Herstellen eines Faseroptikkabels für die Nachrichtenübertragung,

dadurch gekennzeichnet, daß ein Band aus Metall oder einer Metallegierung und mindestens eine optische Faser vorgesehen wird, daß eine ein Rohr formende Gesenkeinrichtung vorgesehen wird, daß das Band durch die Gesenkeinrichtung gezogen und zu einem rohrförmigen Glied geformt wird, und daß mindestens eine optische Faser in das rohrförmige Glied eingesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß ein Material zum Abpolstern der mindestens einen optischen Faser vorgesehen wird, und daß dies Puffermaterial so in das Glied injiziert wird, daß es die mindestens eine optische Faser im wesentlichen umgibt und in ihrer Lage bestimmt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß bei dem das
Glied formenden Schritt ein Glied mit einer Naht geschaffen wird, und daß die Naht zur Schaffung eines geschlossenen
rohrförmigen Gliedes geschlossen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß das Einsetzen der Faser und Injizieren des Puffermaterials nach dem . Schliessen vorgenommen wird, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der mindestens einen optischen Faser auf ein Minimum eingeschränkt wird und das Puffermaterial die Abdichtung der Naht nicht beeinträchtigt,

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4,

dadurch gekennzeichnet, daß beim Schließen die Naht verlötet wird, wodurch dem rohrförmigen Glied ein gewünschter Grad an hermetischer Dichtheit verliehen wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, daß um das rohrförmige Glied eine Dielektrxzitatsschicht geschaffen wird, daß um die Dielektrizitätsschicht eine lasttragende Schicht geschaffen wird, und daß um die lasttragende Schicht eine äußere Abdeckung geschaffen wird.

7· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede der optischen Fasern in einem eingezwängten Zustand in dem rohrförmigen Glied abgesetzt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kapillareinrichtung zum Niederlegen der mindestens einen Faser in dem rohrförmigen Glied und zum Schützen der mindestens einen Faser während des Abdichtvorganges vorgesehen wird, die aus einem Werkstoff geschaffen ist, der beim Schließen nicht an dem rohrförmigen Glied haftet und eine verhältnismäßig geringe Wärmeleitfähigkeit hat, so daß die während des Schliessens erzeugte Wärme die mindestens eine optische Faser nicht beeinträchtigt, und daß das rohrförmige Glied um die Kapillareinrichtung geschaffen wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, daß das Puffermaterial durch die Kapillareinrichtung fließend in das rohrförmige Glied geleitet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9

dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Glied einen rohrförmigen elektrischen Leiter aufweist.

11. Vorrichtung zur Herstellung eines Faseroptikkabels für die Nachrichtenübertragung,

gekennzeichnet durch eine Gesenkeinrichtung (16) zum Formen eines rohrförmigen Gliedes (1*0 aus einem Band (12) aus Metall oder einer Metallegierung, und eine Einrichtung zum Absetzen mindestens einer optischen Faser (18) in dem rohrförmigen Glied (1*0.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11,

dadurch gekennz eichnet, daß die Absetzeinrichtung eine Einrichtung aufweist, mittels der Puffermaterial (30) in dem rohrförmigen Glied (1*0 abgesetzt wird, welches jede optische Faser (18) umgibt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12,

dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Glied (1*0 eine Naht (38) hat, und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die die Naht unter Schaffung eines geschlossenen rohrförmigen Gliedes (1*0 schließt, wobei die Absetz^reinrichtung jede optische Faser während des .Schließens schützt.

l*f. Vorrichtung nach einem ..der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Absetzeinrichtung aus einem Material hergestellt ist, welches mit dem rohrförmigen Glied (1*+) nicht verbindbar ist und eine verhältnismäßig niedrige Wärmeleitfähigkeit hat,sowie minde-

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stens einen Kanal zum Anbringen der mindestens einen optischen Faser (18) aufweist, wobei während des Schließvorganges erzeugte Wärme die mindestens eine optische Faser (18) nicht beeinträchtigt.

15· Vorrichtung nach Anspruch 14,

dadurch gekennzeichnet, daß das Material aus der aus temperaturbeständigen . Legierungen, rostfreien Stählen, Keramiken und Isolierstoffen bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14. oder 15,

dadurch gekennzeichnet, daß das Material ein zusammengesetztes Material aufweist, welches eine Außenschicht aus einem Material mit verhältnismäßig niedriger Wärmeleitfähigkeit und eine Innenschicht hat, die ein zweites Material aufweist, dessen Leitfähigkeit höher ist als die des ersten Materials.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Schließeinrichtung eine Lotquelle und eine Lötkopfeinrichtung (46) gehört, die eine Löttülle bildet, wobei das rohrförmige Glied und die Naht (38) über die Tülle bewegbar sind und das Lot durch Kapillarwirkung in die Naht (38) eindringt und das rohrförmige Glied (14) verschließt.

18. Vorrichtung nach feinem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, mit der eine Dielektrizitätsschicht (56) um das Glied geschaffen wird, eine Einrichtung» mit der eine lasttragende Schicht (58) um die Dielektrizitätsschicht geschaffen wird und eine Einrichtung, mit der eine äußere Abdeckung (60) um die lasttragende Schicht geschaffen wird.