DE3342274A1

DE3342274A1 - Nachrichtenkabel mit lichtwellenleitern und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE3342274A1
Application number: DE19833342274
Authority: DE
Inventors: Georg Dipl.-Ing. 3167 Burgdorf Maltz; Karl-Heinz 3008 Garbsen Marx
Original assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Current assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Priority date: 1983-11-23
Filing date: 1983-11-23
Publication date: 1985-05-30
Also published as: DE3342274C2

Description

Nachrichtenkabel mit Lichtwellenleitern und Verfahren
zu seiner Herstellung Die Erfindung bezieht sich auf ein Nachrichtenkabel mit Lichtwellenleitern, die gemeinsam mit fadenförmigen, zugfesten Elementen in der Seele des Kabels angeordnet sina, bei welchem die Kabelseele von einer rundum geschlossenen Hülle umgeben ist, über der ein äußerer Kunststoffmantel angebracht ist, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung des Kabels.
Lichtwellenleiter (LWL) sind fertige Gebilde aus Glasfasern, die ohne zusätzliche Bearbeitung zur Übertragung von Lichtwellen geeignet sind. Solche LWL sollen in der Nachrichtentechnik als Ersatz der bisher üblichen metallischen Leiter dienen. Gegenüber den metallischen Leitern haben sie eine Reihe von Vorteilen. Die LWL sind sehr breitbandig und dämpfungsarm, so daß über einen Leiter mehr Kanäle bei vergrößertem Verstärkerabstand 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.
Zum Einsatz der LWL für Übertragungszwecke der Fachrichtentechnik müssen dieselben in Kabeln verarbeitet werden. Hierbei muß sichergestellt sein, daß weder während der Herstellung noch beim Transport oder der Verlegung der Kabel eine Beschädigung der LWL eintritt. Da dieselben spröde sind und nur eine sehr geringe Dehnbarkeit aufweisen, ist für diese Fälle eine relativ große Sorgfalt erforderlich.
Durch die DE-OS 25 19 684 ist ein Nachrichtenkabel bekanntgeworden, bei dem die LWL in Abständen mit Folien fest verbunden sind. Diese Folien sind in einem Metallmantel festgelegt, der als gewelltes Rohr ausgeführt ist. Zwischen zwei Festpunkten hängen die LWL durch, so daß sie bei einer Dehnung des Metallmantels - beispielsweise durch Biegen beim Auftrommeln oder beim Ziehen des Kabels mittels eines Ziehstrumpfs - dieser Dehnung in weiten Grenzen ohne Zerstörung folgen können. Der Metallmantel stellt für die Kabel seele einen guten mechanischen Schutz dar und er schützt dieselbe auch gegen Feuchtigkeit.
Die Art der Anbringung der LWL im Metallmantel erfordert aber eine aufwendige Sonderfertigung. Das bekannte LWL-Kabel ist dadurch nicht wirtschaftlich herstellbar. Ein wirksamer Schutz der LWL gegen starke Zugbelastungen ist außerdem nicht vorhand Ein Nachrichtenkabel, wie es eingangs beschrieben ist, geht aus der DE-OS 27 43 260 hervor. Bei diesem bekannten LWL-Kabel ist die rundum geschlossene Hülle als gewellter Metallmantel ausgeführt. Die LWL sind in dem Metallmantel ungeradlinig, bei spielsweise wellenförmig, angeordnet und gemeinsam mit geradlinig verlaufenden, zugfesten Elementen in der Kabelseele untegebracht. Ein solches LWL-Kabel läßt sich relativ einfach in einem einzigen Arbeitsgang herstellen. Zugkräfte werden von den zugfesten Elementen aufgefangen, während der gewellte MeLailmantel einen guten Schutz der Kabelseele gegen radiale Belastungen darstellt. Der gewellte Metallmantel ist allerdings wegen des großen Materialbedarfs sehr aufwendig und die Abzugsgeschwindigkeit bei der Herstellung des LWL-Kabels ist durch diesen Metallmantel relativ niedrig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein LWL-Kabel anzugeben, das bei einfachem Aufbau und geringem Materialeinsatz für die rundum geschlossene Hülle mit hoher Abzugsgeschwindigkeit gefertigt werden kann und das allen Anforderungen bezüglich der bei der Fertigung und der Montage auftretenden Zug-Biegebelastungen genügt.
Diese Aufgabe wird bei einem LWL-Kabel der eingangs geschilderten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, - daß die Hülle aus einer. mittels einer Längsnaht zu einem Rohr verschlossenen Folie besteht, die auf ihrer im Kabel außen liegenden Seite mit einer Schicht aus einem bei Wärmezufuhr wirksam werdenden Kleber versehen ist und - daß die zugfesten Elemente mit ungeradlinigem Verlauf mittels eines elastisch bleibenden Klebers auf die im Kabel innen liegende Oberfläche der Folie aufgeklebt sind.
Durch das Verkleben der Folie bzw. der Hülle mit den zugfesten Elementen einerseits und dem Kunststoffmantel andererseits ist eine Art "Sandwichkonstruktion" für den die Kabelseele insgesamt umgebenden Mantel gegeben, die mechanisch stabil aber trotzdem gut biegbar ist. Durch diesen Aufbau ist außerdem sichergestellt, daß der Kunststoffmantel beim Ziehen des LWL-Kabels mit einem außen angreifenden Zieh strumpf nicht über die Hülle bzw. die Kabelseele hinweggezogen werden kann. Der ungeradlinige Verlauf: der zugfesten Elemente sorgt außerdem dafür, daß bei einer auf dieselben einwirkenden Zug-Biegebelastung, wie sie bei der Fertigung und der Montage des LWL-Kabels nicht zu vermeiden ist, keine Querstauchkräfte auf die.
Kabelseele einwirken können. Der Verbund aus Kunststoffmantel, Hülle und zugfesten Elementen ist also ein mechanisch sehr stabiles Gebilde, so daß für die Hülle auch eine dünne, d. h.
materialarme, Folie verwendet werden kann. In bevorzugter Ausführungsform wird für die Hülle eine Metallfolie, beispielsweise aus Aluminium, verwendet. Es können aber auch Kunststoff-Folien, beispielsweise aus Polyurethan oder Polystyrol, oder Papierbänder eingesetzt werden.
Bei einer auf das LWL-Kabel einwirkenden Zug-Biegebelastung können die zugfesten Elemente wegen ihres ungerac'inigen Verlaufs und ihrer elastischen Verklebung der Zugbelastung bis zu ihrer geradlinigen Ausrichtung nachgeben, so daß beim Biegen des Kabels keine Knick- bzw. Stauchgefahr besteht. Durch den elastisch bleibenden Kleber werden die zugfesten Elemente bei Fortfall der Zug-Biegebelastung wieder in ihre Ruhestellung zurückgebracht, so daß das LWL-Kabel wieder seine durch die Fertigung gegebene Gestalt annimmt.
Wenn die Hohlräume der Kabelseele zur Herstellung eines längswasserdichten LWL-Kabels mit einer Füllmasse ausgefüllt werden, ist es zweckmäßig, die zugfesten Elemente vor der Füllmasse zu schützen. Hierzu kann auf die zugfesten Elemente eine abdeckende Folie aufgeklebt werden.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch ein LWL-Kabel nach der Erfindung Fig. 2 schematisch und als Ausschnitt eine Vorrichtung zur Herstellung des LWL-Kabels.
Fig. 3 und 4 Draufsichten auf für das LWL-Kabel verwendbare Folien.
Fig. 5 und 6 Querschnitte von zwei unterschiedlich aufgebauten, für die Hülle des LWL-Kabels verwendbaren Folien.
Wie schon erwähnt, können für die zur Hülle verformte Folie unterschiedlichste Materialien verwendet werden. So n diL Folie aus Metall, Kunststoff oder Papicr bsteh. Geeignete Metalle sind beispielsweise Aluminium und Kupfer und als Kunststoffe eignen sich beispielsweise Polyurethan und Polystyrol. Als Papier kann übliches Kabelpapier verwendet werden. Stellvertretend für alle geeignete Materialien wird in der folgenden Beschreibung eine Metallfolie berücksichtigt.
In Fig. 1 ist ein Querschnitt durch ein LWL-Kabel dargestellt, in dessen Kabel seele 1 eine beliebige Anzahl von LWL 2 enthalten ist. Der Aufbau dieser LWL ist beliebig. Es können alle möglichen Arten von LWL einschließlich Polsterelementen in der Kabelseele 1 vorhanden sein. Über der Kabelseele 1 ist eine Hülle 3 angebracht, die als rundum geschlossenes Rohr ausgeführt ist und auf deren Innenseite fadenförmige, zugfeste Elemente 4 aufgeklebt sind. Die zugfesten Elemente 4 sind also mechanisch mit der Hülle 3 verbunden und sie umgeben die Kabelseele 1. Über der Hülle 3 ist ein beispielsweise aus Polyäthylen bestehender äußerer Kunststoffmantel 5 angebracht, der unter Vermittlung einer auf die Hülle 3 aufgebrachten klebfähigen Schicht 6 mit der Hülle 3 verklebt ist.
Für die Hülle 3 kann ein dünnes Metallband 7 (Fig. 2) verwendet werden, beispielsweise eine Aluminiumfolie mit einer Dicke von 0,1 bis 0,2 mm. Das Metallband 7 ist einseitig mit der Schicht 6 versehen, welche bei Wärmezufuhr klebfähig wird.
Für die klebfähige Schicht 6 eignet sich beispielsweise ein Copolymer des Äthylens. Die Schicht 6 liegt bei der Hülle 3 außen und bewirkt die Verklebung derselben mit dem Kunststoffmantel 5, wenn dieser in noch warmem Zustand auf die Hülle 3 aufgebracht wird. Als zugfeste Elemente 4 werden vorzugsweise Aramidfäden eingesetzt. Es können jedoch auch andere zugfeste Fäden verwendet werden, wie beispielsweise Glasfäden, Glasgarne, Kohlefasern, Textilfasern und Kunststoff-Fäden.
Bei der Herstellung des LWL-Kabels 10 wird beispielsweise so vorgegangen, daß auf die fertige Kabelseele 1 das Metallband 7 längseinlaufend aufgebracht wird, auf welches vorher in einer Vorfertigung die zug festen Elemente 4 aufgeklebt worden sind, so daß das Metallband 7 dann von einer Spule 8 abgezogen werden kann. Es ist jedoch auch möglich, das Aufkleben der zugfesten Elemente 4 auf das Metallband 7 im gleichen Arbeitsgang durchzuführen, in dem das LWL-Kabel hergestellt wird.
Das Metallband 7 wird mittels einer Längsnaht, in welcher die Bandkanten einander überlappen, zu der rohrförmigen Hülle 3 geformt. Mit einem Extruder 9 wird dann auf das in Richtung des Pfeiles 11 bewegte LWL-Kabel 10 der Kunststoffmantel 5 aufgebracht und gleichzeitig mit der Hülle 3 verklebt. Nach Abkühlung des Kunststoffmantels 5 kann das fertige LWL-Kabel 10 auf eine Spule aufgewickelt werden.
Die Kabelseele 1 kann ebenso wie das Aufkleben der zugfesten Elemente 4 in einer Vorfertigung hergestellt werden. Es ist jedoch auch möglich, die Kabel seele 1 unmittelbar nach ihrer Herstellung mit Hülle 3 und Kunststoffmantel 5 zu versehen, so daß das LWL-Kabel 1 insgesamt mit allen Einzelteilen der Kabelseele 1 und des "Sandwichmantels in einem Arbeitsgang hergestellt werden kann.
Die zugfesten Elemente 4 werden auf das Metallband 7 ungeradlinig aufgeklebt. Sie können dabei entsprechend Fig. 3 einen wellenförmigen bzw. sinusförmigen Verlauf haben. Es ist jedoch auch möglich, die zugfesten Elemente 4 entsprechend Fig. 4 abschnittsweise geradlinig verlaufen zu lassen und die Abschnitte mit Ausbauchungen 12 zu verbinden, welche für den ungeradlinigen Verlauf sorgen. Prinzipiell können die zugfesten Elemente 4 in jeder denkbaren ungeradlinigen Anordnung mit dem Metallband 7 verklebt werden.
Die "UngeradlinigReit" der zugfesten Elemente 4 darf nur relativ gering sein, damit sie ihrer eigentlichen Aufgabe, Zugkräfte aufzunehmen, nachkommen können Der Grad der Ungeradlinigkeit wird einerseits dadurch begrenzt, daß beim Biegen des Kabels, beispielsweise beim Aufwickeln desselben auf eine Spule, keine Stauchur.g der Kabelseele in Längsrichtung bzw. keine Verformung des runden Qurchnitt der Kabel seele eintritt. Die andere Grenze ist dadurch gegeben, daß der Kabelmantel bis zum geradlinigen Ausrichten der zugfesten Elemente 4 nicht überdehnt werden darf.
Zur Festlegung der zugfesten Elemente 4 auf dem Me£allb'7 wird ein Kleber 13 verwendet, der dauernd elastisch bleibt.
Hin solcher dauerelastischer Kleber sorgt dafür, daß die zugfesten Elemente 4 nach Fortfall einer Zugbelastung, durch welche sie geradlinig ausgerichtet werden, wieder in ihre Ausgangsstellung entsprechend den Fig. 3 und 4 zurückgelangen.
Als Kleber ist beispielsweise ein Heißschmelzkleber geeignet, der nach Abkühlung elastisch bleibt und außerdem scherfest ist.
Wenn die Kabel seele 1 insgesamt feuchtigkeitsdicht sein soll, dann werden alle Hohlräume zwischen den LWL 2 und innerhalb des Kabelmantels mit einer Dichtungsmasse ausgefüllt. Es handelt sich dabei in der Regel um vaselinehaltige Massen, die im Sprachgebrauch mit "Petrolat" bezeichnet werden.
Da solche Massen die Eigenschaften der zugfesten Elemente 4 ungünstig beeinflussen können, ist es in diesem Fall zweckmäßig, dieselben gegenüber dem Petrolat bzw. gegenüber der Kabelseele 1 abzudecken. Hierzu wird eine vorzugsweise aus Kunststoff bestehende Folie 14 verwendet, welche auf der Seite des Metallbandes 7, auf welcher die zugfesten Elemente 4 aufgeklebt sind, lückenlos aufgeklebt wird. Das lückenlose Aufkleben ist erforderlich, damit nicht zwischen Metallband 7 und Folie 14 ein Spalt verbleibt, durch welchen Feuchtigkeit vordringen könnte.

Claims

Patentan sprüche 1. Nachrichtenkabel mit Lichtwellenleitern, die gemeinsam mit fadenförmigen, zugfesten Elementen in der Seele des Kabels angeordnet sind, bei welchem die Kabelseele von einer rundum geschlossenen Hülle umgeben ist, über der ein äußerer Kunststoffmantel angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, - daß die Hülle (3) aus einer mittels einer Längsnaht zu einem Rohr verschlossenen Folie (7) besteht, die auf ihrer im Kabel (10) außen liegenden Seite mit einer Schicht (6) aus einem bei Wärmezufuhr wirksam werdenden Kleber versehen ist, und - daß die zugfesten Elemente (4) mit ungeradlinigem Verlauf mittels eines elastisch bleibenden Klebers (13) auf die im Kabel (10) innen liegende Oberfläche der Folie (7) auf geklebt sind.
2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Hülle (3) eine Metallfolie, vorzugnweise eine Aluminiumfolie verwendet ist.
3. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Hülle (3) eine Kunststoff-Folie verwendet ist.
4. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Hülle (3) ein Papierband verwendet ist.
5. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die zugfesten Elemente (4) gegenüber der Kabelseele (1) durch eine auf die mit den zugfesten Elementen (4) ausgerüstete Folie (7) lückenlos aufgeklebte Folie (14) abgedeckt sind.
6. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch qekennzeichnet, daß die zugfesten Elemente (4) wellenförmig auf die Folie (7) aufgeklebt sind.
7 Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch qekennzeichnet, daß die zugfesten Elemente (4) abschnittsweise geradlinig mit dazwischenliegenden Ausbauchungen (12) auf die Folie (7) aufgeklebt sind.
8. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als zugfeste Elemente (4) Aramidfäden verwendet sind.
9. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als zugfeste Elemente (4) Glasfäden oder Glasgarne verwendet sind.
10. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch qekennzeichnet, daß als zugfeste Elemente (4) Kohlefasern verwendet sind.
11. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als zugfeste Elemente (4) Textilfasern oder Kunststoff-Fäden verwendet sind.
12. Verfahren zur Herstellung eines Kabels nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, - daß nach Fertigstellung der die Lichtwellenleiter (2) enthaltenden Kabelseele (1) eine einseitig mit einer bei Wärmezufuhr klebfähigen Schicht (6) versehene Folie (7) längseinlaufend zum Rohr um dieselbe herumgeformt und mittels einer Längsnaht verschlossen wird, auf deren im Kabel (10) innen liegende Seite zugfeste Eluente (4) mit ungeradlinigem Verlauf mittels eines elastisch bleibenden Klebers (13) aufgeklebt sind, und - daR der Kunststoffmantel (5) mit der die Hülle (3) darstellenden Folie (7) unter Vermittlung der klebfähigen Schicht (6) verklebt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß vor Aufbringung der Folie (7) auf die Kabelseele (1) auf die mit den zugfesten Elementen (4) versehene Seite der Folie (7) eine zweite Folie (14) lückenlos aufgeklebt wird.