DE3310003C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Nachrichtenkabel gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein solches Kabel geht aus der DE-OS 27 28 658 hervor.

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 sind. Solche LWL sollen in der Nachrichten­ technik 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 Kabelquerschnitt verringert werden kann. Ferner treten keine Beeinflussungen durch äußere elektrische und magnetische Störfelder auf. Der Grundstoff zur Herstellung der LWL ist billig und in ausreichender Menge auf der ganzen Erde vorhanden.

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. Außerdem besteht auch dann die Gefahr der Zerstörung der Glasfaser, da das relativ spröde Material leicht bricht.

Die DE-OS 24 30 857 zeigt ein optisches Kabel, bei dem mehrere aus Faserbündeln bestehende Elemente um einen aus verschäumtem Polyäthylen bestehenden Kern verseilt und von einer Schicht aus verschäumtem Polyäthylen umgeben sind. Durch den nachgiebigen Kern können die Faserbündel bei radialer Belastung etwas ausweichen und die äußere Schicht stellt auch einen Schutz dar. Größere Zug- und Biegebelastungen führen aber auch bei diesem Kabel zur Zerstörung der Fasern, zumal die einzelnen Faserbündel direkt aneinanderliegen und bei solchen mechanischen Belastungen gegeneinanderdrücken.

Es ist daher beispielsweise bekanntgeworden, zur Herstellung eines LWL eine Glasfaser wellenförmig mit großem Schlag in einen Schlauch aus zugfestem Kunststoff einzubringen (GB-PS 15 06 967). 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 mechanishe Beanspruchungen geschützt. Verbessert wird der Schutz der Glasfaser hier 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 Schwerkräften niederviskos.

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 einwirken. 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 Fesselseil zur Versorgung von Hubschraubern verwendet wird.

Die DE-OS 25 28 991 beschreibt ein Übertragungskabel mit Hohladern, die um einen mit einer weichen Schicht umgebenen zentralen Kern verseilt sind. Die weiche Schicht des Kerns erlaubt ein geringfügiges Ausweichen der Hohladern bei radialer Belastung. Ein weitergehender Schutz derselben ist aber weder gegen Quer- noch gegen Längskräfte gegeben, insbesondere weil die Hohladern in Umfangsrichtung direkt aneinanderliegen.

Bei dem bekannten Kabel nach der eingangs erwähnten DE-OS 27 28 658 sind mehrere LWL mit mindestens einem Stützelement verseilt. Das Stützelement ist kaum verformbar und damit weder als Polsterschicht noch als axial dehnbares Element zu gebrauchen. Es soll vielmehr insbesondere bei Biege- und Scherbeanspruchung des Kabels wirksam werden und bei der Herstellung desselben auftretenden Druck von den LWL fernhalten. Der einzelne LWL ist bei diesem bekannten Kabel also nicht wirksam geschützt. An den LWL angreifende Zugkräfte können zu ihrer Zerstörung führen, da sie nicht dehnbar sind. Radiale Belastungen können zum Bruch der LWL führen, da sie nicht ausweichen können. Auch bei Biegungen um kleine Radien besteht die Gefahr der Zerstörung der LWL.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Nachrichtenkabel mit mindestes einer Hohlader anzugeben, dessen Aufbau sicherstellt, daß die Hohlader ohne wesentlichen Zusatzaufwand gegen Beschädigungen geschützt ist.

Diese Aufgabe wird entsprechend den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Der LWL ist in dem Schlauch mit Überlänge angeordnet, so daß er 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 den LWL 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 der LWL nicht über zu kleine Radien gebogen werden.

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.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnun­ gen dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Nachrichtenkabels,

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Elements mit Hohlader,

Fig. 3 einen Schnitt durch Fig. 2 längs der Linie III-III.

Mit 1 ist ein Nachrichtenkabel bezeichnet, in dessen Seele eine Reihe von Verseilelementen 2 vorhanden ist. Bei den Verseilelementen 2 kann es sich um herkömmliche Verseilelemente mit metallischen Leitern, wie beispielsweise koaxialen Leitungen oder symmetrischen Paaren, handeln. Mindestens eines der Verseilelemente 2 weist eine Hohlader 3 mit einem LWL 6 auf, der zur Übertragung von optischen Signalen geeignet ist. Die Hohlader 3 ist im Verbund aller Verseilelemente 2 untergebracht. Sie 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 6 verwendeten Faser ist ein besonderer Schutz erforderlich. Dieser Schutz ist durch einen Aufbau gegeben, wie er beispielsweise aus den Fig. 2 und 3 hervorgeht.

Gemäß Fig. 2 besteht ein Verseilelement 2 aus einer Hohlader 3 und einem Strang 4 aus elastisch nachgiebigem Isolier­ material. 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 Bedarfs­ fall 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.

Die Hohlader 4 besteht aus dem LWL 6 (vorzugs­ weise einer Glasfaser), der in einen Schlauch 7 eingebettet ist, der aus mechanisch widerstandsfähigem Isoliermaterial besteht. Der Hohlraum zwischen LWL 6 und Schlauch 7 ist mit einer tixotropen Masse ausgefüllt. Der LWL 6 ist in dem Schlauch 7 nicht geradlinig, sondern vorzugsweise wellenförmig untergebracht, so daß er gegenüber dem Schlauch 7 eine Überlänge hat. Der Strang 4 besteht vorzugsweise aus einem aufgeschäumten Kunststoff, wie beispielsweise Polyurethan oder Polyäthy­ len. Er hat die Eigenschaft, daß er sich nach einer durch Zugbeanspruchung entstandenen Längung wieder in seine Ausgangsposition zurückbe­ gibt, 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 der LWL 6 in keiner Weise auf Längung beansprucht wird, da einerseits lediglich die Hohlader 3 geradliniger ausgerichtet wird und andererseits der LWL 6 in der Hohlader 3 auch noch wellenförmig verläuft. Bei einer Beanspruchung in radialer Richtung wird die Hohlader 3 in das Material des Stranges 4 hineingedrückt, welches auf diese Weise Platz für die Hohlader 3 schafft, so daß gröbere mechanische Beanspruchungen von derselben ferngehalten werden können.

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.

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.

Das in Fig. 3 dargestellte Element besteht beispielsweise aus einer Hohlader 3 mit einem Außendurchmesser von 1 mm, einem Strang 4 mit einem Außendurchmessr 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 sind, liegt zweckmäßig bei einem Mittelwert von 50 mm. Sie soll nicht kleiner als 45 mm sein.

Zur weiteren Verbesserung der Zugfestigkeit des aus Hohlader 3 und Strang 4 bestehenden Verseilelements 2 ist es möglich, innerhalb der Hülle 5 mindestens ein zugfestes Element anzuordnen, wie beispielsweise einen Faden aus Aramid. Dieses zugfeste Element kann an beliebiger Stelle im Querschnitt des Verseilelements 2 angebracht werden, und zwar auch in der Wandung der Hülle 5.

Claims (5)

1. Nachrichtenkabel mit mindestens einer optischen Hohlader, in welcher ein Lichtwellenleiter mit Überlänge in einem mechanisch festen, aus Kunststoff bestehenden Schlauch angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Hohlader (3) mit langem Schlag mit einem in Quer- und in Längsrichtung elastisch nachgebenden Strang (4) verseilt ist und
• - daß Hohlader (3) und Strang (4) in eine rohrförmige Hülle (5) aus mechanisch widerstandsfähigem Isoliermaterial eingebettet sind und mit dieser ein Verseilelement bilden.

2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß um Hohlader (3) und Strang (4) vor Aufbringen der Hülle (5) eine Haltewendel gewickelt ist.

3. Kabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Hülle (5) mindestens ein zugfestes Element angebracht ist.

4. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Hohlader (3) und Strang (4) die gleichen Querschnittsabmessungen haben.

5. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (5) aus Polyäthylen, Polypropylen oder Polyamid besteht.