DE3637812A1 - Kabelspleiss fuer optische kabel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kabelspleiß für zwei jeweils mit einer Bewehrung versehene optische Kabel, bei denen die Be­ wehrungselemente auf eine den Spleißbereich überdeckende druckfeste Unterlage aufgelegt sind.

Ein Kabelspleiß dieser Art ist aus der EP-B1 00 91 633 be­ kannt. Dabei stoßen die Bewehrungselemente im Spleißbereich stumpf aneinander und sind über ein Klebematerial im Stoßbe­ reich miteinander verbunden. Insbesondere für hohe Zugkräfte, wie sie beispielsweise bei Seekabeln auftreten können, müssen aufwendige zusätzliche Maßnahmen vorgesehen werden, um die notwendige Zugfestigkeit der Spleißstelle zu erreichen. Diese zusätzlichen Maßnahmen führen aber zu einer weitgehend uner­ wünschten Vergrößerung des Kabeldurchmessers und zu einer Versteifung an der Spleißstelle.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in möglichst ein­ facher Weise einen Kabelspleiß zugfest und mit möglichst ge­ ringer Vergrößerung des Außendurchmessers auszubilden. Diese Aufgabe wird bei einem Kabelspleiß der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Bewehrungselemente an beiden Seiten abwechselnd auf unterschiedliche Länge geschnitten und gegen­ seitig kämmend über dem Spleißbereich hinweg auf die druck­ feste Unterlage aufgelegt und dort unter Druck gehalten sind.

Da die Bewehrungselemente abwechselnd auf unterschiedliche Längen geschnitten sind und so praktisch verzahnt den Spleiß­ bereich überdecken, ergibt sich in einfacher Weise ein gleichmäßig verteilter Übergang von Zugkräften von dem einen Kabelteil auf das andere Kabelteil. Während die Zugkräfte sonst erst durch Verkeilen erzeugt werden und undefiniert über Länge und Umfang verteilt sind, ist der Übergang hier völlig gleichmäßig und durch die Druckkraft gesichert. Der Außendurchmesser im Spleißbereich ist nur wenig vergrößert, weil die Bewehrungselemente nicht in der vollen Länge neben­ einander liegen, sondern kämmend ineinander greifen, so daß über den Umfang gesehen praktisch die gleiche Zahl und Anord­ nung von Bewehrungselementen im Spleißbereich vorhanden ist wie im sonstigen nicht durch eine Spleißstelle gestörten Teil des Kabels.

Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen wieder­ gegeben.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachfolgend anhand von Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in Seitenansicht zwei optische Kabel während des Spleißvorganges,

Fig. 2 in vergrößerter Darstellung den kämmenden Verlauf der Bewehrungselemente,

Fig. 3 im Querschnitt einen vollständigen Kabelspleiß nach der Erfindung und

Fig. 4 in schematischer Darstellung eine als federelastische Auflage dienende Drahtwendel.

In Fig. 1 sind zwei durch einen Kabelspleiß CS miteinander zu verbindende optische Kabel OK 1 und OK 2 vorgesehen, deren Kabelseele mit KS 1 bzw. KS 2 bezeichnet ist. Diese Kabelseele besteht zweckmäßig aus etwa rohrförmigen, bereits relativ druckfesten Körpern, in deren Inneren, durch eine Füllmasse längswasserdicht gemacht, einzelne Lichtwellenleiteradern mit einer gewissen Überlänge untergebracht sind. In vorliegendem Beispiel sind zur Vereinfachung der Zeichnung nur zwei Licht­ wellenleiteradern dargestellt und mit LW 11 und LW 12 (für das optische Kabel OK 1) sowie LW 21 und LW 22 (für das optische Kabel OK 2) bezeichnet. Diese Lichtwellenleiteradern werden möglichst dämpfungsarm, insbesondere durch einen Schweißvor­ gang miteinander verbunden; die entsprechenden Verbindungs­ stellen sind mit SP 1 und SP 2 bezeichnet. Nach Abschluß dieses Verbindungsvorganges werden die Enden der beiden Kabelseelen KS 1 und KS 2 einander wieder etwas genähert, so daß im Spleiß­ bereich B die Lichtwellenleiter LW 11 bis LW 22 etwa bogenför­ mig verlaufen und einen gewissen Längenvorrat für eine etwa­ ige Dehnung, z. B. bei der Verlegung, aufweisen. Die Enden der Kabelseelen KS 1 und KS 2 werden zur Erzeugung dieser Überlänge um ein dem Seelendurchmesser D proportionales Maß einander angenähert, wobei dieses Maß etwa bei 0,2% bis 1% des Abstan­ des B der Kabelseelen liegt. Als Beispiel kann angenommen werden, daß für einen lichten Seelendurchmesser D in der Grö­ ßenordnung von 3 mm der Abstand B der Seelenenden etwa 200 mm beträgt, so daß die zur Erzeugung der Überlänge dienende An­ näherung zwischen 0,4 und 2 mm liegen sollte. Für eine Seele mit einem lichten Durchmesser D von 4 mm ergibt sich ein Seelenendenabstand B etwa in der Größe von 300 mm und die An­ näherung liegt somit zwischen 0,6 mm und 3 mm. Eine so er­ zeugte Faserüberlänge ist für die nachfolgenden Belastungs­ fälle auf jeden Fall ausreichend, wenn es gelingt, die wieder aufgebaute Bewehrung im Spleißbereich so gut auszubilden, daß sich keine unzulässige Längung ergibt.

Über die fertige Spleißstelle wird eine druckfeste Unterlage gelegt, die insbesondere in Form eines Rohres RO (gestrichelt dargestellt) ausgebildet sein kann. Das Rohr RO wird bereits vor der Verbindung der Lichtwellenleiter auf eine der Kabel­ seelen aufgeschoben. Anstelle eines Rohres können auch z. B. gewölbeartig tragende Schalenstrukturen (z. B. zwei Halbscha­ len) oder sonstige mehrteilige Anordnungen verwendet werden. Die Entfernung des Kabelmantels KM 1 und der zugehörigen Be­ wehrungselemente BW 11 und BW 12 (dargestellt sind zur Verein­ fachung nur je zwei Bewehrungselemente) beim optischen Kabel OK 1 sowie des Kabelmantels KM 2 und der Bewehrungselemente BW 21 und BW 22 beim optischen Kabel OK 2 muß so erfolgen, daß für die Längsverschiebung des überdeckenden Schutzrohres RO noch ausreichend Platz zur Verfügung steht. Das Rohr R 2 wird, wenn die Spleißstelle mit Füllmasse wieder geschlossen ist, in Längsrichtung verschoben und anschließend durch Aufkleben, Herunterziehen, Sicken oder Drücken fest auf die ebenfalls druckfest ausgebildeten Kabelseelen KS 1 und KS 2 aufgesetzt. Das zweckmäßig aus Metall bestehende Rohr RO sollte Wand­ dicken nur in der Größenordnung zwischen etwa 0,1 und 0,5 mm aufweisen, so daß sein Außendurchmesser nur geringfügig (zwi­ schen 0,4 und 1,0 mm) größer ist als der Seelendurchmesser D. Das Metallrohr selbst besteht zweckmäßig aus weichem Edel­ stahl, Kupfer oder Nickel, und sollte länger, vorzugsweise je nach Seelendurchmesser zwischen 1,1mal und 1,5mal so lang gewählt werden wie der Seelenabstand B und somit seitlich auf den druckfesten Kabelseelen KS 1 und KS 2 aufliegen, bzw. in diese eingesteckt werden (bei mehrteiligen Anordnungen).

Die zurückgebogenen Bewehrungselemente BW 11-BW 22, welche vorzugsweise aus hochzugfesten Stahldrähten bestehen, werden nun abwechselnd unterschiedlich lang abgeschnitten, und zwar derart, daß jeweils ein Bewehrungselement am Ende des zuge­ hörigen Kabelmantels KM 1 bzw. KM 2 abgeschnitten wird, während das nächstfolgende so lang gelassen wird, daß es den gesamten Bewehrungs-Spleißbereich A überdeckt. Bei der Vorbereitung ist es wichtig, daß genügend lange Stücke von den Kabelseelen an beiden Kabelenden weggeschnitten werden, um die Enden der Bewehrungselemente BW 11 bis BW 22 überhaupt ausreichend lang überlappen lassen zu können. Bei einer Überlappungslänge von insgesamt 3 m wird vorher auf beiden Seiten je 1,5 m der Kabelseelen KS 1 und KS 2 abgeschnitten. Die Bewehrungselemente BW 11 bis BW 22 werden dann über den gesamten Spleißbereich hinweg ausgelegt, wobei immer abwechselnd ein Bewehrungsele­ ment des einen optischen Kabels OK 1 und dann ein Bewehrungs­ element des anderen optischen Kabels OK 2 ungeschnitten bleibt.

Einzelheiten dieser Anordnung sind aus Fig. 2 zu entnehmen, wo links die Bewehrungselemente BW 111 und BW 113 des opti­ schen Kabels OK 1 am linken Ende des Spleißbereichs A enden, während die Bewehrungselemente BW 112 und BW 114 bis zum rechten Ende des Spleißbereichs A durchlaufen. Dagegen sind die Bewehrungselemente BW 212 und BW 214 des optischen Kabels OK 2 so gekürzt, daß sie am rechten Ende des Spleißbereichs A enden und so stirnseitig unmittelbar an den Stoßstellen ST 22 und ST 44 mit den Bewehrungselementen BW 112 und BW 114 des op­ tischen Kabels OK 1 zusammenstoßen. Am linken Ende des Spleiß­ bereichs A stoßen dementsprechend an den Stoßstellen ST 11 und ST 33 die gekürzten Bewehrungselemente BW 111 und BW 113 des linken optischen Kabels OK 1 mit den langen Bewehrungselementen BW 211 und BW 213 des rechten optischen Kabels OK 2 zusammen. Durch diesen kämmenden und gut miteinander verzahnten Über­ gangsbereich A ist bei Anwendung einer entsprechenden Pres­ sung von außen sichergestellt, daß in Längsrichtung verlau­ fende Zugkräfte sicher von einem Kabel, z. B. OK 1, auf das andere Kabel OK 2 übertragen werden, ohne daß es zu einer unzulässigen Beanspruchung der Stoßstelle kommt. Weiterhin ist gewährleistet, daß der Durchmesser im Spleißbereich kaum vergrößert wird, weil lediglich die geringe Wandstärke des Rohres RO zu einer gewissen geringfügigen Durchmesseränderung Anlaß gibt, sofern nicht in die Kabelseele eingesteckte Rohr­ teile verwendet werden.

Die Länge des Überdeckungsbereiches A zwischen den Stoßstel­ len ST 11, ST 33 einerseits und ST 22, ST 44 andererseits sollte zwischen 1 bis 5 m gewählt werden, und zwar je nach Seelen­ durchmesser. Als grobe Regel kann angenommen werden, daß für etwa 1 mm Seelen-Außen-Durchmesser D der Wert für A bei etwa 0,5 m gewählt wird, während für einen Seelen-Außen-Durchmes­ ser von 10 mm eine Länge von A in der Größenordnung von 5 m anzusetzen ist. Allgemein sollte A beim etwa 500fachen des Seelen-Außendurchmessers D liegen.

Die wiederaufgelegten Bewehrungselemente BW 1 bis BW 22 bilden eine geschlossene Lage, die allenfalls im Bereich der rohr­ förmigen Hülse RO über den Umfang eine Gesamtlücke von 1% bis 5%, also etwa von 0,5 mm bis zu einigen wenigen mm bei dicken Kabeln besitzt. Sofern die Bewehrungselemente BW 11 bis BW 22 im eigentlichen Kabel OK 1 und OK 2 in einer Korrosionsschutzmasse eingebettet sind, sollte eine solche Masse auch im Spleißbe­ reich A wieder aufgebracht werden.

Zur Sicherung des Übergangs von Längszugkräften von der einen Bewehrung auf die andere müssen die Bewehrungselemente im Überlappungsbereich A von außen entsprechend unter radial wirkenden Druck gesetzt werden, damit sie aneinander haften (Gewölbeaufbau). Das Anpreßelement, durch welches dieser notwendige Druck erzeugt wird, sollte so gestaltet sein, daß der Durchmesser möglichst wenig vergrößert wird und der Spleißbereich selbst auch möglichst elastisch bleibt.

Wie die fertige Spleißverbindung nach Fig. 3 zeigt, ist auf den Bewehrungselementen BW 11-BW 22 eine federelastische (möglichst dauerelastische) Auflage FA, welche die nötige Anpreßkraft in radialer Richtung erzeugt, vorgesehen. Neben federnden (mehrteiligen) Schellen, rückstellbaren (wärme­ schrumpfenden) Hülsen, z. B. aus Memory-Metall, kommen hierfür vor allem stark federnde Drahtwendeln in Frage, wie sie für andere Anwendungsfälle bei den sogenannten "Schutz- oder Ab­ spannspiralen" eingesetzt werden. Es wird dabei eine Struktur verwendet (vgl. Fig. 4), die aus einem schraubenlinienförmig gebogenen Federstrahldraht (Drahtwendel DW) besteht, der ent­ sprechend auffedernd durch Herumschlingen um die Spleißstelle im Gegenschlag von Hand auf die fertige Bewehrung BW 11-BW 22 (welche entsprechend Fig. 2 kämmend verzahnt ist) aufgebracht wird und dann den gesamten Spleißbereich vollständig über­ deckt. Die Länge dieser federelastischen Auflage FA, also z. B. der Drahtwendel DW nach Fig. 4 sollte so gewählt sein, daß sie über den eigentlichen Überlappungsbereich A (zwischen den Stoßstellen STL und STR) hinausreicht und zwar um einen Wert zwischen dem 1,3fachen bis 2fachen von A. Der ursprüng­ liche Innendurchmesser dieser federelastischen Auflage FA wird so gewählt, daß er kleiner ist als der Außendurchmesser bei der wiederaufgelegten kämmenden Bewehrung, wodurch sichergestellt ist, daß es zu einer federnden Festklemmung der einzelnen Bewehrungselemente im Überlappungsbereich A und beiderseits davon kommt. Die federelastische Auflage FA soll­ te (in ihrem angestrebten Endzustand) um 10% bis 20% enger sein als der Durchmesser der kämmenden Bewehrung. Bei einer entsprechenden Zugbelastung übernehmen auf diese Weise die einzelnen Bewehrungselemente die Zugkraft (soweit sie nicht bereits durch die federelastische Auflage FA weitergeleitet wird), ohne daß es zu einem Gleiten kommt. Die Verwendung einer Drahtwendel DW hat auch den Vorteil, daß die Vergröße­ rung des Durchmessers in besonders engen Grenzen gehalten werden kann und der gesamte Bereich weiterhin in größerem Umfang elastisch bleibt.

Die vorteilhaft aus mehreren parallelen Lagen bestehende, und in Fig. 4 zur Vereinfachung der Zeichnung nur einlagig und mit sehr langem Schlag gezeichnete Drahtwendelanordnung DW bildet eine zweite, annähernd gleich dicke, kürzer geschlage­ ne und lückende Bewehrungslage, die von Hand aufgewunden wird. Das Aufweiten bewirkt das Lücken der Lage. Die Drähte der Drahtwendelkombination sind zweckmäßig beim 0,8- bis 1,2 fachen der Stärke der stärkeren Bewehrungsdrähte BW 11 bis BW 22 zu wählen. Auch auf die Drahtwendel DW bzw. die feder­ elastische Auflage AF wird Korrosionsschutzmasse aufgebracht und über die Gesamtanordnung kann die bereits vorher über ein Kabelende geschobene Abdichtung aufgebracht werden, bei­ spielsweise in Form eines Schrumpfschlauches SR (vgl. Fig. 3), einer dichtenden Bewicklung oder dergleichen. Diese äußere Abdichtung SR muß am Kabelmantel KM 1 des optischen Kabels OK 1 beginnen und am Kabelmantel KM 2 des optischen Kabels OK 2 enden und diese Mäntel (sowie die gesamte feder­ elastische Auflage FA) auch noch ausreichend fest und weit überdecken, so daß eine völlige Abdichtung und auch eine gewisse zusätzliche Verbesserung der Zugeigenschaften erzielt wird. Der Schutzmantel SR sollte zweckmäßig innen mit Schmelzkleber versehen sein, so daß die Gesamtanordnung aus­ reichend wasserdicht wird. Die Gesamtanordnung nach Fig. 3 weist im Spleißbereich nur eine Durchmesservergrößerung in der Größenordnung zwischen 30% und 50% gegenüber den Originalkabeln OK 1 und OK 2 auf.

Die Erfindung ist mit besonderem Vorteil bei Seekabeln ein­ setzbar, weil hierbei keine massiven und druckfesten Gehäuse­ muffen verwendet werden, welche das Legen stören und zudem druckempfindlich sind. Auch die Flexibilität der Verbindungs­ stelle und der wenig vergrößerte Kabeldurchmesser sind bei der erfindungsgemäßen Konstruktion in diesem Zusammenhang von besonderem Vorteil.

Claims (20)

1. Kabelspleiß (KS) für zwei jeweils mit einer Bewehrung versehene optische Kabel, bei denen die Bewehrungselemente (BW 11, BW 12; BW 21, BW 22) auf ein den Spleißbereich überdecken­ de druckfeste Unterlage (RO) aufgelegt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewehrungselemente (BW 11, BW 12 ; BW 21, BW 22) an beiden Seiten abwechselnd auf unterschiedliche Länge geschnitten und gegenseitig kämmend über dem Spleißbereich hinweg auf die druckfeste Unterlage (RO) aufgelegt und dort unter Druck gehalten sind.

2. Kabelspleiß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die druckfeste Unterlage (RO) in ihrem Außendurchmesser soweit als möglich an den Außendurchmesser (D) der Kabelseele (KS 1, KS 2) angepaßt ist.

3. Kabelspleiß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die druckfeste Unterlage (RO) als ein vorzugsweise metallisches Rohr ausgebildet ist.

4. Kabelspleiß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (RO) durch Aufkleben oder Herunterziehen oder -sicken oder -drücken fest auf den entsprechenden Enden der Kabelseelen (KS 1, KS 2) aufgesetzt ist.

5. Kabelspleiß nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (RO) eine Wanddicke zwischen 0,2-0,5 mm auf­ weist.

6. Kabelspleiß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtwellenleiter (LW 11, LW 12; LW 21, LW 22) im Spleiß­ bereich eine entsprechende Reserve-Überlänge aufweisen.

7. Kabelspleiß nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlänge zwischen etwa 0,2%-1% des Abstandes (B) der Enden der Kabelseelen (KS 1, KS 2) beträgt.

8. Kabelspleiß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Überdeckungslänge (A), mit welcher die Bewehrungsele­ mente kämmend ineinandergreifen, zwischen 0,5 und 5 m gewählt ist, derart, daß für größere Seelendurchmesser (D) auch größere Überdeckungslängen (A) vorgesehen sind.

9. Kabelspleiß nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Überdeckungslänge (A) etwa beim 500fachen des Seelen­ durchmessers (D) gewählt ist.

10. Kabelspleiß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die kämmend ineinandergreifenden Bewehrungselemente (BW 11 bis BW 22) eine weitgehend geschlossene durchgehende Lage bilden, deren Durchmesser etwa gleich oder nur wenig größer ist als der Seelendurchmesser (D).

11. Kabelspleiß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung drahtförmiger Bewehrungselemente (BW 11 bis BW 22) diese mit einer Korrosionsschutzmasse versehen sind.

12. Kabelspleiß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck auf die Bewehrungselemente (BW 11, BW 12) durch eine federelastische Auflage (FA) erzeugt ist.

13. Kabelspleiß nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die federelastische Auflage (FA) die Bewehrungselemente (BW 11 bis BW 22) mindestens über die gesamte Überdeckungslänge (A) erfaßt und klemmend festhält.

14. Kabelspleiß nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der federelastischen Auflage (FA) zwischen dem 1,3fachen und dem 2fachen der Überdeckungslänge (A) der kämmend ineinandergreifenden Bewehrungselemente (BW 11 bis BW 22) beträgt.

15. Kabelspleiß nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Bewehrungselemente (BW 11 bis BW 22) eine vorge­ formte elastische Wendel-Anordnung (DW) aufgebracht ist.

16. Kabelspleiß nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß als federelastische Auflage eine aus rückstellbarem Material, insbesondere aus Memory-Metall, bestehende Hülse vorgesehen ist.

17. Kabelspleiß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß außen auf der Spleißstelle eine, vorzugsweise aufge­ schrumpfte, Schutzhülle (SR) vorgesehen ist.

18. Kabelspleiß nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzhülle (SR) innen mit einem Schmelzkleber versehen ist.

19. Kabelspleiß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spleißstelle an der dicksten Stelle nur einen zwischen 30% und 50% größeren Außendurchmesser aufweist als die miteinander gespleißten Kabel (OK 1, OK 2).

20. Kabelspleiß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Anwendung bei Seekabeln.