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Nachrichtenkabel mit mindestens einem Lichtwellenleiter
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Nachrichtenkabel mit mindestens
einem als Hohlader ausgeführten Lichtwellenleiter, bei welcher eine Licht leitende
Faser mit überlänge in einem mechanisch festen, aus Kunststoff bestehenden Schlauch
angeordnet ist, der mit einer tixotropen Masse gefüllt ist.
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Lichtwellenleiter - im folgenden der Einfachheit halber als "LWL"
bezeichnet - im Sinne der Erfindung sind fertige Gebilde aus Glasfasern, die ohne
zusätzliche Bearbeitung zur Übertragung von Lichtwellen geeignet ind. Solche LWL
sollen in der Nachrichtentechnik als Ersatz der bisher üblichen metallischen Leiter
dienen. Gegenüber den metallischen Leitern haben sie eine Reihe von Vorteilen. LWL
sind sehr breitbandig und dämpfungsarm, so daß über einen LWL mehr Kanäle bei vergrößertem
Verstärkerabstand als bei metallischen Leitern übertragen
werden
können. Sie sind gut biegbar und haben kleine Durchmesser, so daß der Kabel querschnitt
verringert werden kann. Ferner treten keine Beeinflussungen durch äußere elektrische
und magnetische Störfelder auf.
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Der Grundstoff zur Herstellung der LWL ist billig und in ausreichender
Menge auf der ganzen Erde vorhanden.
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Die zur Fortleitung des Lichts eingesetzten sehr dünnen Glasfasern-sind
sowohl gegenüber hohen Zugkräften als auch gegen Biegung um kleine Radien sehr empfindlich.
Zu hohe Zugkräfte führen nicht nur zur Erhöhung der Dämpfungswerte der Glasfasern,
sondern auch leicht zum Zerreißen derselben. Wenn eine Glasfaser mit einem zu kleinen
Radius gebogen wird, tritt im Bereich der Krümmung ein Teil des zu übertragenden
Lichts aus der Glasfaser aus, was ebenfalls zu einer Dämpfungserhöhung führt.
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Außerdem besteht auch dann die Gefahr der Zerstörung der Glasfaser,
da das relativ spröde Material leicht bricht.
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Es ist daher beispielsweise bekannt geworden, zur Herstellung eines
LWL eine Glasfaser wellenförmig mit großem Schlag in einen Schlauch aus zugfestem
Kunststoff einzubringen (GB-PS 1,506,967). Durch auf einen solchen als "Hohlader"
bezeichneten LWL ausgeübte, nicht zu große Zugbeanspruchungen, wie sie beispielsweise
bei der Herstellung einer Kabelseele auftreten, wird der Schlauch belastet und gedehnt,
während die wellenförmig verlaufende Glasfaser lediglich gestreckt wird. In einer
Hohlader ist die empfindliche Glasfaser prinzipiell gegen mechanische Beanspruchungen
geschützt. Verbessert wird der Schutz der Glasfaser noch durch die tixotrope Masse,
mit der der Schlauch gefüllt ist und welche die Glasfaser innerhalb des Schlauches
in ihrer Wellenform gleichmäßig festlegt. Tixotrope Massen sind im bewegungslosen
Zustand hochviskos und werden bei Aufbringung von Scherkräften niederviskos.
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Die Hohlader selbst ist während der Fertigung eines Kabels mit LWL
und auch in dem fertigen Kabel nicht gegen mechanische Beanspruchungen geschützt,
die in radialer und axialer Richtung auf sie einwir'-en.
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Insbesondere dann, wenn eine solche Hohlader mit anders aufgebauten
Kabelelementen, wie-beispielsweise herkömmlichen koaxialen Leitungen oder unsymmetrischen
Paaren, in einer Kabelseele vereinigt wird> können erhebliche Querkräfte auftreten,
durch welche die Hohlader zerstört wird. Die Gefahr der Zerstörung besteht auch
dann, wenn ein mindestens eine Hohlader aufweisendes Kabel beispielsweise zwischen
Masten aufgehängt oder als sogenanntes Fessel seil zur Versorgung von Hubschraubern
verwendet wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Nachrichtenkabel mit
mindestens einem als Hohlader ausgeführten LWL anzugeben, dessen Aufbau sicherstellt,
daß die Hohlader ohne wesentlichen Zusatzaufwand gegen Beschädigungen geschützt
ist.
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Diese Aufgabe wird bei einem Kabel der eingangs geschilderten Art
gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Hohlader mit langem Schlag mit einem
in Quer- und in Längsrichtung elastisch nachgebenden Strang verseilt ist und daß
Hohlader und Strang in eine rohrförmige Hülle aus mechanisch widerstandsfähigem
Isoliermaterial eingebettet sind.
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Die das Licht leitende Faser ist in dem Schlauch mit Überlänge angeordnet,
so daß sie in der Hohlader - wie schon erwähnt - gegen mechanische Beschädigungen
geschützt ist, die durch axiale, aber auch durch radiale Beanspruchung entstehen
können. Durch die Verseilung mit dem Strang ergibt sich auch für die Hohlader insgesamt
ein wirksamer mechanischer Schutz. Die Verseilung bedeutet eine Verlängerung der
Hohlader gegenüber einer gestreckten Ausführung, so daß ein weitgehender Schutz
gegen Zugbeanspruchungen gegeben ist. Bei einer Zugbeanspruchung wird unter gleichzeitiger
Dehnung des Strangs nur die Hohlader gestreckt, ohne daß dies Einfluß auf die Faser
selbst hat. Nach Fortfall der Zugbeanspruchung gelangt die Hohlader durch den elastischen
Strang wieder in ihre
Ausgangslage zurück. Da die Verseilung von
Hohlader und Strang mit langem Schlag erfolgt, ist außerdem sichergestellt, daß
die Hohlader und damit auch die Faser nicht über zu kleine Radien gebogen werden.
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Der Strang selber besteht aus elastischem Material. Er dient für die
Hohlader somit als Polsterschicht und damit auch als Schutz gegen radiale Belastungen.
Durch den Strang kann nämlich die Hohlader radialen Belastungen ausweichen, wobei
der elastische Strang zusammengedrückt wird und damit Platz für die Hohlader macht.
Insgesamt ist die Hohlader somit schon durch die Verseilung mit dem elastischen
Strang gegen mechanische Belastungen sowohl in radialer als auch in axialer Richtung
geschützt. Durch die Einbettung in die rohrförmige Hülle ist dann noch ein Schutz
gegeben, der insbesondere gegen gröbere Beanspruchungen in radialer Richtung wirksam
ist.
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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen
dargestellt.
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Es zeigen: Figur 1 eine schematische Ansicht eines Nachrichtenkabels.
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Figur 2 eine Seitenansicht eines Elements mit Hohlader.
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Figur 3 einen Schnitt durch Figur 2 längs der Linie III - III.
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Mit 1 ist ein Nachrichtenkabel bezeichnet, in dessen Seele eine Reihe
von Verseilelementen 2 vorhanden ist. Bei diesen Verseilelementen kann es sich um
herkömmliche Verseilelemente mit metallischen Leitern, wie beispielsweise koaxialen
Leitungen oder symmetrischen Paaren, handeln.
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Mindestens eines der Verseilelemente 2 weist entsprechend der Erfindung
einen LWL auf, der zur Übertragung von optischen Signalen geeignet ist.
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Dieser LWL ist im Verbund aller Verseilelemente 2 untergebracht und
wird dementsprechend bei der Herstellung des Kabels und auch bei dessen Transport
und Verlegung genauso mechanisch beansprucht, wie die anderen Verseilelemente. Wegen
der oben geschilderten mechanischen Empfindlich-
keit der für den
LWL werwendeten Faser ist ein besonderer Schutz erforderlich. Dieser Schutz ist
durch einen Aufbau gegeben, wie er beispielsweise aus den Figuren 2 und 3 hervorgeht.
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Gemäß Figur 2 besteht ein Verseilelement mit einem LWL aus einer Hohlader
3 und einem Strang 4, der aus elastisch nachgiebigem Isoliermaterial besteht. Hohlader
3 und Strang 4 sind mit langem Schlag miteinander verseilt und gemeinsam in eine
Hülle 5 eingebettet, die aus einem mechanisch widerstandsfähigen Isoliermaterial
besteht. Im Bedarfsfall kann über den miteinander verseilten Teilen Hohlader 3 und
Strang 4 noch eine Haltewendel aufgebracht werden, die der Einfachheit halber nicht
dargestellt ist. Nach dem Aufbringen einer solchen Haltewendel wird dann die rohrförmige
Hülle 5 aufgebracht.
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Die Hohlader 3 besteht aus einer Faser 6, bei welcher es sich vorzugsweise
um eine Glasfaser handelt, die in einen Schlauch 7 eingebettet ist, der aus mechanisch
widerstandsfähigem Isoliermaterial besteht. Der Hohlraum zwischen Faser 6 und Schlauch
7 ist mit einer tixotropen Masse ausgefüllt. Die Faser 6 ist in dem Schlauch nicht
geradlinig, sondern vorzugsweise wellenförmig untergebracht, so daß sie gegenüber
dem Schlauch eine Oberlänge hat. Der Strang 4 besteht vorzugsweise aus einem aufgeschäumten
Kunststoff, wie beispielweise Polyurethan oder Polyäthylen. Er hat die Eigenschaft,
daß er nach einer durch Zugbeanspruchung entstandenen Längung sich wieder in seiner
Ausgangsposition zurückbegibt, genauso wie nach einer Druckbelastung in radialer
Richtung. Bei Zugbelastung wird dementsprechend der Strang 4 in die Länge gezogen
und auch die Hohlader 3 wird dadurch gestreckt, wobei jedoch die Faser 6 in keiner
Weise auf Längung beansprucht wird, da einerseits lediglich die Hohlader 3 geradliniger
ausgerichtet wird und andererseits die Faser 6 in der Hohlader auch noch wellenförmig
verläuft. Bei einer Beanspruchung in radialer Richtung wird die Hohlader in das
Material des Stranges 4 hineingedrückt, welches auf diese Weise Platz für die Hohlader
schafft, so daß gröbere mechanische Beanspruchungen von der Hohlader ferngehalten
werden können.
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Zusätzlicher mechanischer Schutz für das Gebilde aus Hohlader 3 und
Strang 4 und damit insbesondere für die Hohlader 3 ist die äußere Hülle 5 aus dem
mechanisch widerstandsfähigen Material, welche das Gebilde rundum umgibt. Die Hülle
5 kann vorzugsweise aus Polyäthylen oder Polypropylen oder auch aus Polyamid bestehen.
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In der dargestellten Ausführungsform haben Hohlader 3 und Strang 4
die gleichen Querschnittsabmessungen. Es ist jedoch günstiger, wenn der Strang 4
größere Querschnittsabmessungen als die Hohlader 3 hat.
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Das in Figur 3 dargestellte Element besteht beispielsweise aus einer
Hohlader 3 mit einem Außendurchmesser von 1 mm, einem Strang 4 mit einem Außendurchmesser
von 1,5 mm und einer Hülle 5 mit einem Innendurchmesser von 3,5 mm. Die Schlaglänge,
mit der Hohlader 3 und Strang 4 miteinander
verseilt, liegt zweckmäßig bei einem Mittelwert von 50 mm. Sie soll nicht kleiner
als 45 mm sein.
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Zur weiteren Verbesserung der Zugfestigkeit des aus Hohlader 3- und
Strang 4 bestehenden Verseilelements ist es möglich, innerhalb der Hülle 5 mindestens
ein zugfestes Element anzuordnen, wie beispielsweise einen Kevlarfaden. Dieses zugfeste
Element kann an beliebiger Stelle im Querschnitt des Verseilelements angebracht
werden, und-zwar auch in der Wandung der Hülle 5.