DE3403442C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine druckgasdichte Durchführung für ein optisches Kabel, das einen Mantel und einen Fa­ serträger mit wendelförmigen Nuten, in die wenigstens ein Lichtwellenleiter verlegt ist, enthält.

Bei Durchführungen von Informations- und Versorgungslei­ tungen zwischen zwei benachbarten Bereichen ergibt sich ein Problem, wenn beispielsweise eine große Druckdiffe­ renz besteht, mit Schutzgasen gearbeitet wird oder die Gefahr des Entweichens giftiger Dämpfe besteht. Nicht nur im Labor, sondern vor allem auch in der Industrie sind besondere Sicherheitsvorkehrungen notwendig, um etwa bei der Zerstörung eines Kabels im äußeren Bereich, Druck­ gasdichtigkeit gegen einen unter Überdruck stehenden be­ nachbarten Bereich zu erzielen. Diese Aufgabe ist beim Einsatz von optischen Kabeln neu zu lösen.

Aufgrund der begrenzten mechanischen Belastbarkeit der Lichtwellenleiter wird man nur in den seltensten Fällen mit Lösungen das Auslangen finden, die in der konventio­ nellen Kabel-Technologie angewendet werden. Bei einer be­ kannten druckgasüberwachten Anordnung optischer Kabel (DE-GM 81 13 501) werden abgedichtete Verbindungsmuffen vorgestellt. Es werden auch druckfeste Durchführungen für Lichtwellenleiter gezeigt. Unter Verwendung von Hülsen oder Topfeinsätzen, mit Rohren und Deckeln kombiniert, werden Hohlräume geschaffen und in ihnen die freiliegen­ den Lichtwellenleiter mit Harz vergossen. Durch diese Maßnahmen soll Druckgasdichtigkeit in der Längsrichtung des optischen Kabels erreicht werden. Es ist aber offen­ sichtlich, daß bei einer größeren Anzahl von Lichtwellen­ leitern, wie beispielsweise in der dortigen Fig. 4 dar­ gestellt, Probleme auftreten können. Während des Gieß­ vorganges kommt es zu Durchbiegungen der einzelnen Licht­ wellenleiter. Damit treten erhöhte Dämpfungsverluste bei der Nachrichtenübertragung auf. Weiter kann es in der Mitte eines solchen freigeführten Leiterbündels zur Bil­ dung von Hohlräumen kommen. Daher ist eine Durchführung, der in diesem Gebrauchsmuster beschriebenen Art, weniger geeignet, höheren Drücken standzuhalten.

Aufgrund der optimalen mechanischen Entlastung der Licht­ wellenleiter werden vielfach sogenannte "Kammerkabel" eingesetzt. Es besteht im wesentlichen aus einem Faser­ träger mit wendelförmigen Nuten, in die die Lichtwellen­ leiter lose verlegt werden. Eine Bewicklung dient der Festigkeit und ein Mantel dem äußeren Schutz. Beim Ein­ satz eines optischen Kabels dieser Bauart ist die Ver­ wendung von Durchführungen der im obigen Gebrauchsmuster beschriebenen Art wenig sinnvoll. Die Vorteile der guten Führung der Glasfasern würden bei deren freien Verlegung im zu vergießenden Abschnitt zunichte gemacht.

Die Abdichtung von Kammerkabeln in Längsrichtung ist grundsätzlich sehr schwierig. Die Offenlegungsschrift DE 30 23 398 zeigt ein Seekabel der beschriebenen Art, bei dem versucht wird, mit Hilfe von Abdichtstopfen in den Nuten diese zu dichten. Die bei Wassereintritt er­ folgversprechende Möglichkeit ist jedoch bei Gasen unter hohem Druck nicht anwendbar. Die Offenlegungsschriften DE 31 45 845 und DE 32 25 228 lehren, die Nuten des Fa­ serträgers mit einer thixotropen Masse zu füllen. Sie dient aber in erster Linie dem mechanischen Schutz der verlegten Lichtwellenleiter und ist ebenfalls nicht ge­ eignet, das Kammerkabel in Längsrichtung druckgasfest zu verschließen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, für optische Kabel, die einen Mantel und einen Faserträger mit wendel­ förmigen Nuten, in die wenigstens ein Lichtwellenleiter verlegt ist, enthalten, druckgasdichte Durchführungen zur Verfügung zu stellen.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Faserträger mit den Lichtwellenleitern freigelegt und zwecks Bildung einer Durchführung mit einem aushärtenden Material zu einem Block vergossen ist. Es wird auf ein­ fache Weise ohne eine größere Zahl zusätzlich zu mon­ tierender Teile Druckgasdichtigkeit sicher erreicht. Vor­ teilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen festgehalten.

Zur Erläuterung der Erfindung wird nachfolgend auf Zeich­ nungen Bezug genommen. Es zeigen:

Fig. 1 den Querschnitt durch ein Kammerkabel bekannter Bauart,

Fig. 2 einen Querschnitt durch das Kammerkabel nach dem Absetzen und

Fig. 3 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Durch­ führung mit dem Kammerkabel.

In Fig. 1 ist der Querschnitt durch das vollständige optische Kabel dargestellt, das im Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird. Der Mantel 1 und die Be­ wicklung 2 schützen die Lichtwellenleiter 3 nach außen hin. Der Faserträger 4 kann, wie in diesem Falle, ein Zentralelement 5 zur Zugentlastung enthalten. In seinen wendelförmig verlaufenden Nuten 4 a sind die Leiter 3 lose verlegt.

Nach dem Absetzen der Umhüllung bietet der Querschnitt des optischen Kabels das Bild der Fig. 2. Hier wird auch deutlich, daß die Nuten 4 a des Faserträgers 4 annähernd kastenförmig, vorzugsweise aber so ausgebildet sind, daß sie sich von innen nach außen erweitern. Das trägt wesent­ lich zu einer guten Befüllung und Haftung des Harzes wäh­ rend des Vergießens bei.

Der Aufbau einer erfindungsgemäßen Durchführung, darge­ stellt in Fig. 3, erfolgt beispielsweise folgendermaßen: Der Mantel 1 des Kammerkabels wird auf ca. 20 cm Länge entfernt. In einem mittleren Bereich von 10 bis 15 cm Länge wird auch die Bewicklung 2 abgesetzt. Dadurch liegt der Faserträger 4 mit den Lichtwellenleitern 3 frei. Mit­ tels einer üblichen Schalung 6 a, 6 b wird das Kabel in Position gehalten. Anschließend wird die Durchführung mit Einfüllen des Harzes 9 über einen Trichter 7 fertig­ gestellt. Die Bewicklung 2 sollte ein Stück in das Harz 9 hineinreichen, damit, nach dem Entfernen der Schalung 6 a und 6 b, die Lichtwellenleiter 3 außerhalb der Durchführung geschützt sind. Die Trennwand ist mit 8 bezeichnet und das Kabel ist, ihrer Dicke entsprechend, etwas über sie hinaus abgemantelt, wie deutlich zu sehen ist.

Bei der erfindungsgemäßen Durchführung findet Epoxy als Gießharz 9 Verwendung. Der Faserträger 4 des optischen Kabels besteht vorzugsweise aus aromatischem Polyamid. Das Material ist so fest, daß es auch gegen ein isolie­ rendes Zentralelement 5 aus glasfaserverstärktem Kunst­ stoff (GFK) oder aus durch aromatische Polyamidfasern, wie sie z.B. unter dem Handelsnamen "Kevlar" bekannt sind, verstärktem Kunststoff (KFK) mit einer dünnen Schmelz­ kleberschicht abgedichtet werden kann. Die erwähnte Kombi­ nation aus aromatischem Polyamid und Epoxy-Harz zeichnet sich durch besonders gute Haftung aneinander aus, da beide polare Gruppen in ihrer Molekülstruktur besitzen. Dadurch wird die Gasdichtigkeit auch bei hohen Drücken sicher er­ reicht. Die einzelnen Glasfasern 3 sind in den wendel­ förmigen Nuten 4 a gut gegen mechanische Belastungen ge­ schützt. Dadurch werden zusätzliche Dämpfungsverluste vermieden. Diese Durchführung gewährleistet, daß auch bei völliger Zerstörung des optischen Kabels außerhalb der Abdichtung während 30 Minuten bei 75 Bar kein Leck­ fluß auftritt. Die Prüfung wird an einem 6 m langen Ka­ belstück vorgenommen. Hier erweisen sich bisher bekannte Kabel als ungeeignet, weil entweder die Hüllen um die Lichtwellenleiter nur schwer zu entfernen sind, oder, soweit sie nicht entfernt werden müssen, Hüllstoffe nicht am Gießharz haften, oder, soweit diese Bedingung erfüll­ bar ist, unzulässig große Zusatzdämpfungen im Kabel auf­ treten, weil die Lichtwellenleiter mit ungenügend pol­ sternden Hüllen versehen sind. Auch die als Stand der Technik benannten Kammerkabel mit einer Füllung weich­ bleibender, aber ausnetzender Harze, könnten bei dieser Prüfung nicht standhalten.

Die Ausgestaltung von Durchführungen und Kabeln gemäß der Erfindung ermöglicht es, die Vorteile der Lichtwel­ lenleiter-Technologie nunmehr auch dort zu nützen, wo es bisher aufgrund großer Druckdifferenzen von Gasen und strenger Sicherheitsvorschriften bei Störfällen nicht möglich war.

Claims (7)

1. Druckgasdichte Durchführung für ein optisches Kabel, das einen Mantel (1) und einen Faserträger (4) mit wen­ delförmigen Nuten (4 a), in die wenigstens ein Lichtwel­ lenleiter (3) verlegt ist, enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Faserträger (4) mit den Lichtwellenleitern (3) freigelegt und zwecks Bildung einer Durchführung mit einem aushärtenden Material (9) zu einem Block vergossen ist.

2. Druckgasdichte Durchführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Kabeln mit Bewicklung (2), der Faserträger (4) mit den Lichtwellenleitern (3) nur im Mittelbereich der Durchführung freigelegt und in den Randbereichen die Bewicklung (2) mitvergossen ist.

3. Druckgasdichte Durchführung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtwellenleiter (3) als Bündeladern ausgeführt sind.

4. Druckgasdichte Durchführung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Faserträger (4) aus Polyamid oder Polyester be­ steht.

5. Druckgasdichte Durchführung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Faserträger (4) aus einem aromatischen Polyamid besteht.

6. Druckgasdichte Durchführung nach einem der vorherigen Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als aushärtendes Material (9) Epoxy-Harz Verwendung findet.

7. Druckgasdichte Durchführung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß, bei Faserträgern (4) mit Zentralelement (5), dieser Faserträger (4) gegen das Zentralelement (5) mit einer dünnen Schmelzkleberschicht abgedichtet ist.