DE4040715A1 - Optisches kabel mit einer vielzahl von lichtwellenleitern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein optisches Kabel mit einer Vielzahl von Lichtwellenleitern, die jeweils gruppenweise zu Bändchen zusammengefaßt sind, wobei mehrere derartige Bändchen jeweils einen Bändchenstapel bilden und mehrere derartige Bändchen­ stapel im Bereich der Kabelseele vorgesehen sind und wobei die Kabelseele von einem Außenmantel umschlossen ist.

Aus der EP-A1 03 56 786 ist ein optisches Kabel bekannt, bei dem ein mit etwa rechteckförmigen Kammern versehenes Kernele­ ment vorgesehen ist. Derartige, auch als Kammerkabel bezeich­ nete Strukturen werden vielfach zusammen mit Bandleitungen eingesetzt, d. h. es sind mehrere Lichtwellenleiter zu einem Bändchen mit etwa rechteckförmigen Querschnitt zusammengefaßt. Mehrere derartige Bändchen werden zu einem Bändchenstapel ver­ einigt, wobei dieser Stapel an die jeweils etwa rechteckförmig ausgebildete Kammer durch seine ebenfalls rechteckförmig aus­ gebildete Außenkontur angepaßt ist. Innerhalb der Kammer ist lediglich ein kleiner Spalt gelassen, um eine gewisse Beweg­ lichkeit des Bändchenstapels zu gewährleisten, wobei jedoch verhindert werden soll, daß es zu einem Positionswechsel, d. h. zu einer Verdrehung oder einem Umkippen des Bändchenstapels kommen kann.

Mit zunehmender Anzahl von Bändchen innerhalb eines Stapels werden die Trennwände zwischen den einzelnen Kammern nach außen hin immer breiter und erhalten einen etwa keilförmigen Querschnitt. Dieser hier vorhandene Raum ist gemäß der EP-A1 03 56 786 in gewissen Umfang so nutzbar, daß dort nach außen offene zusätzliche Vertiefungen angebracht werden (mit etwa dreiecksförmigen Querschnitt), die für andere Zwecke, beispielsweise für die Anbringung elektrischer Leiter oder dergleichen nutzbar sind. Für die Einfügung weiterer Licht­ wellenleiter, z. B. in Form von Bändchenstapeln sind diese Querschnitte jedoch nicht geeignet, weil sie zum einen relativ klein sind und zum anderen im wesentlichen eine dreiecksförmige Gestalt aufweisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzei­ gen, wie in einfacher Weise eine hohe Packungsdichte der Bänd­ chenstapel erreicht und gleichzeitig sichergestellt werden kann, daß die Lichtwellenleiter vor unerwünschten hohen mecha­ nischen Beanspruchungen geschützt werden. Gemäß der Erfindung wird dies bei einem optischen Kabel der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß die Bändchenstapel in einer mehrschichti­ gen Anordnung derart in der Kabelseele positioniert sind, daß die Außenkontur der mehrschichtigen Anordnung stufenförmig ver­ läuft und daß die Innenkontur des Kabelmantels so geformt ist, daß sie im wesentlichen der gestuften Außenkontur der mehr­ schichtigen Anordnung folgt.

Da sich die Innenkontur des Kabelmantels an die stufenförmige Außenkontur der verschiedenen Lagen der Bändchenstapel anpaßt wird verhindert, daß eines der Bändchenstapel etwa einen Posi­ tionswechsel durchführt also beispielsweise umkippt, was zu unerwünschten mechanischen Beanspruchungen der Lichtwellenlei­ ter führen würde. Gleichzeitig ist aber noch sichergestellt, daß eine gewisse Beweglichkeit zwischen der als mehrschichtige Anordnung ausgebildeten Kabelseele auf der einen Seite und im Kabelmantel auf der anderen Seite gewährleistet ist. Etwaige Spalte zwischen benachbarten Bändchenstapeln oder zwischen Bändchenstapeln und der Innenkontur des Kabelmantels sind so klein zu wählen, daß zwar noch ein Gleiten und eine gewisse Verschiebbarkeit der Bändchenstapel gegeneinander und gegen den Außenmantel möglich bleibt, während ein Umkippen also ein Po­ sitionswechsel eines Bändchenstapels verhindert wird.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachfolgend an­ hand von Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 im Querschnitt ein optisches Kabel nach der Erfindung,

Fig. 2 in vergrößerter Darstellung den Aufbau eines Bändchen­ stapels und

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsge­ mäßen Kabels.

In Fig. 1 ist ein optisches Kabel mit OC1 bezeichnet, in dessen Kabelseele eine Vielzahl von Bändchenstapel BS1, BSn angeordnet ist. Jeder dieser Bändchenstapel BS1-BSn stellt eine selbstän­ dige Einheit dar, wobei eine Möglichkeit der Ausgestaltung in Fig. 2 angedeutet ist. Dort sind vier Bändchen BD1-BD4 über­ einandergestapelt, wobei jedes Bändchen jeweils vier Licht­ wellenleiter LW1-LW4 enthält. Die Lichtwellenleiter sind innerhalb des Bändchens in ein weiches Kunststoffmaterial ein­ gebettet, welches die insgesamt bandförmige Außenstruktur er­ gibt. Außen ist eine Schutzhülle SH1 angebracht, die einen etwa rechteckförmigen, vorzugsweise quadratischen Querschnitt auf­ weist. Die Schutzhülle SH1 besteht aus aufextrudierten Ma­ terial, wobei die verbleibenden Zwischenräume im Inneren zweck­ mäßig mit einem Gleitmittel (z. B. ölhaltige weiche Füllmasse oder Pulver) gefüllt ist. Die Struktur der Schutzhülle SH1 sollte so steif gewählt werden, daß bei einem gewissen Druck von außen es noch zu keiner nennenswerten Verformung kommt. Die Größe des Drucks, die dabei zugrundezulegen ist hängt u. a. da­ von ab, welche Druckspannungen eventuell bei der Verseilung auftreten.

Es ist auch möglich mit einzelnen Bändchenstapeln zu arbeiten, die außen keine eigene Schutzhülle aufweisen. In diesem Fall ist es zweckmäßig durch andere geeignete Mittel für einen Zu­ sammenhalt des Bändchenstapels zu sorgen, beispielsweise da­ durch, daß der Bändchenstapel BS1 (aus den Bändchen BD1-BD4) mit einer dünnen Folie umwickelt wird oder daß durch weich­ elastische Klebematerial-Zwischenschichten zwischen den einzel­ nen Bändchen BD1-BD4 für den Bändchenstapel BS1 ein gewisser Zusammenhalt gewährleistet wird.

Bei der Fertigung werden die verschiedenen Bändchenstapel BS1-BSn von entsprechenden Vorratsspulen abgezogen und zu­ sammengeführt, wobei sie gemeinsam - wie durch den Pfeil PF angedeutet - verseilt werden. Es kann vorteilhaft sein, die Verseilung im SZ-Verfahren durchzuführen, d. h. mit wechselnden Schlagrichtungen. Die Außenkontur der aus den Bändchenstapeln BS1-BSn bestehenden Kabelseele ist gestuft ausgebildet, wobei im vorliegenden Beispiel die einzelnen Stufen etwa die Ab­ messungen eines halben Bändchenstapels aufweisen. Diese Stufen entstehen dadurch, daß die aufeinanderfolgenden Schichten oder Lagen jeweils ähnlich einem Mauerwerk-Verband mit ihren Stoß­ stellen gegeneinander versetzt sind. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die Beweglichkeit im gewissen Umfang gewährleistet bleibt, die Kabelseele als Ganzes jedoch dennoch ein weitgehend geschlossenes Gebilde darstellt. Zwischen den einzelnen Bänd­ chenstapeln BS1-BSn können kleine Spalte bzw. etwas Spiel vor­ gesehen sein, jedoch nur in der Größenordnung von wenigen Pro­ zenten der Außenabmessungen eines Bändchenstapels (beispiels­ weise zwischen 1 und 5%). Somit zeigen zwar die einzelnen Bändchenstapel gegeneinander eine gewisse Beweglichkeit, während jedoch ein Positionswechsel, d. h. ein Umkippen eines einzelnen Bändchenstapels in eine andere als die dargestellte Position verhindert ist. Es kann zweckmäßig sein, zwischen den einzelnen Bändchenstapel und zwischen der Kabelseele und dem Außenmantel ein Gleitmittel (z. B. in Form eines thixotropierten Öles oder eines Pulvers) vorzusehen.

Um auch im Außenbereich sicherzustellen, daß keines der im gewissen Umfang gegeneinander verschieblichen sonst aber lage­ mäßig fixierten Bändchenstapel seine Position wechselt, also beispielsweise umkippt, ist die Innenkontur des Kabelmantels MI so gestaltet, daß sie der Außenkontur der durch die Bändchen­ stapel BS1-BSn gebildeten Kabelseele folgt. Auch hier kann im Außenbereich wieder ein kleiner Spalt vorgesehen sein (z. B. in der Größenordnung von 0,5 bis 1 mm bzw. zwischen 1 und 5% der Außenabmessungen des Bändchenstapels, wobei auch dieser Spalt bzw. dieses Spiel so zu dimensionieren ist, daß ein Um­ kippen oder ein Positionswechsel eines Bändchenstapels auch im Außenbereich vermieden ist. Die Kabelseele, welche durch die Bändchenstapel BS1-BSn gebildet wird, erfordert dann keine weiteren Einrichtungen zum Zusammenhalten. Es kann lediglich zweckmäßig sein bei der Herstellung eventuell - wenn nicht ein durchgehender Fertigungsprozeß angewandt wird - eventuell außen eine leichte Haltewendel in Form einer dünnen Plastikfolie oder dergleichen vorzusehen, um das die Kabelseele bildende Bündel aus dem Bändchenstapel lagemäßig in der gewünschten Ordnung und Struktur zu halten, bis der Kabelmantel aufgebracht wird.

Für das optische Kabel OC1 können beliebige Arten von Außen­ mänteln verwendet werden; im vorliegenden Fall ist angenommen, daß der Außenmantel zweischichtig ausgebildet ist und zwar eine äußere Mantelschicht MA und eine innere Mantelschicht MI aufweist. Dazwischen können Zug- und/oder Stützelemente ZE - beispielsweise eine Lage von Aramidfasern - vorgesehen sein. Die innere Mantelschicht MI und die äußere Mantelschicht MA werden zweckmäßig durch Extrusion hergestellt, wobei beim werden zweckmäßig durch Extrusion hergestellt, wobei beim Extrusionsvorgang darauf zu achten ist, daß die ebenfalls stufenförmige, an die Struktur der Kabelseele angepaßte Innen­ kontur, d. h. mit entsprechenden Abstufungen erreicht wird. Weiterhin ist darauf zu achten, daß beim Extrusionsvorgang das weiche Extrudat der inneren Mantelschicht MI nicht an den Bändchenstapeln BS1-BSn haften bleibt. Dies kann beispielsweise durch den Einsatz entsprechender Gleitmittel im Bereich der aus den Bändchenstapeln BS1-BSn bestehenden Kabelseele erreicht werden, wobei die Gleitmittel als Trennschicht zwischen der Innenfläche der inneren Mantelschicht MI und den Bändchensta­ peln BS1-BSn wirkt und zugleich auch einen entsprechenden Spalt ergibt. Sollte ohne Gleitschicht gearbeitet werden, dann kann die mechanische Trennung zwischen der beim Extrusionsvorgang noch heißen Innenwand der inneren Mantelschicht MI und den Bändchenstapeln BS1-BSn z. B. durch Aufbringen einer dünnen Folie auf die Außenkontur der Kabelseele erreicht werden. Beim Herunterrecken des Reckkegels, welcher die innere Mantelschicht MI bildet, ergibt sich dann durch einen entsprechenden Druck auf diese Folie ohne zusätzlichen weiteren Aufwand die Formung der Innenkontur entsprechend den Stufungen, wie sie bei der Außenkontur der Kabelseele vorliegen. Eine weitere Herstellungs­ möglichkeit besteht in der Verwendung von Profilextrudern und zwar mit einem Extrusionswerkzeug mit stufenförmig (entspre­ chend der Innenkontur von MI) gestalteten Austrittsspalt.

In Fig. 3 ist eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 dargestellt, wobei zwar auch die Innenseite des (hier nur einschichtig dargestellten) Mantels IM2 des optischen Ka­ bels OC2 die analoge Stufung aufweist wie bei Fig. 1, d. h. entsprechend den Stufungen der jeweiligen Bändchenstapel, z. B. BS31-BS3m die hier nur schematisch als Quadrate gezeichnet sind. Zur Versteifung der ganzen Struktur und zu einer besseren Führung der Bändchenstapel sind zwei sich etwa senkrecht kreu­ zende Zwischenwände oder Stege WA1 und WA2 vorgesehen, so daß vier Sektoren SE1-SE4 gebildet werden. Insgesamt können also 4-m-Bändchenstapel untergebracht werden. Eine derartige Struk­ tur ist ähnlich der eines "Kammerkabels", weshalb auch vorteil­ haft in der Mitte ein hochzugfestes Element CE im Bereich der Stege WA1 und WA2 dargestellt ist. Die sich rechtwinkelig kreu­ zenden Stege WA1 und WA2 bilden das Kernelement des Kammerka­ bels, wobei die sektorförmigen Kammern SE1-SE4 in Längsrichtung des Kabels gesehen helixförmig verlaufen. Jeder dieser Sektoren SE1-SE4 wird bei der Herstellung so mit Bändchenstapeln ge­ füllt, daß eine Außenkontur entsteht, die zwar ungefähr dem eines umschriebenen Kreises entspricht, jedoch fortlaufend ge­ stuft verläuft. Der Herstellungsvorgang einer derartigen Kabel­ struktur läuft ab wie die Herstellung eines Kammerkabels, d. h. es wird zunächst das aus den beiden Wandungen WA1 und WA2 und dem Zentralelement CE bestehende Kernelement durch Extrusion hergestellt. Anschließend werden die 4-m-Bändchenstapel in die vier Sektoren SE1-SE4 eingelegt und zwar so, daß die bereits beschriebene stufenförmige Außenkontur entsteht. Auf das so erhaltene Gebilde wird in einem zweiten Arbeitsgang der Kabel­ mantel bzw. die innerste Schicht IM2 des Kabelmantels durch Extrusion aufgebracht, wobei dieser Extrusionsvorgang so durch­ zuführen ist, daß sich die Innenkontur der Mantelschicht IM2 an die gestufte Kontur der Bändchenstapel anlegt, ohne sich me­ chanisch mit diesen zu verbinden. Eine weitere Möglichkeit be­ steht durch Profilextrusion. Die mit Füllmasse bedeckten Bänd­ chenstapel werden in Gruppen zusammengefaßt und direkt in den Spritzkopf eingeführt. Durch entsprechende Ausformung des Ex­ trusionswerkzeuges wird gleichzeitig der beschriebene Kabel­ querschnitt erzeugt. Für regulier verseilte Kabel sind in der Extrusionslinie rotierende Ab- und Aufwickel vorgesehen. Bei SZ-Verseilung wird der Wechseldrall bei feststehenden Auf- und Abwickeln durch einen oder mehrere Tristen erzeugt.

Der Vorteil der Anordnung nach Fig. 3 besteht auch darin, daß hier durch die stegförmigen Wandungen WA1 und WA2 eine zusätz­ liche Führung für die jeweiligen vielfachen Lagen der Bändchen­ stapel z. B. BS31-BS3n gewährleistet wird.

Claims (19)

1. Optische Kabel (OC) mit einer Vielzahl von Lichtwellenlei­ tern, die jeweils gruppenweise zu Bändchen (BD1-BD4) zusammen­ gefaßt sind, wobei mehrere derartige Bändchen jeweils einen Bändchenstapel (BS1) bilden und mehrere derartige Bändchen­ stapel (BS1-BSn) im Bereich der Kabelseele vorgesehen sind, und wobei die Kabelseele von einem Außenmantel umschlossen ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Bändchenstapel (BS1-BSn) in einer mehrschichtigen An­ ordnung derart in der Kabelseele positioniert sind, daß die Außenkontur der mehrschichtigen Anordnung stufenförmig verläuft und
daß die Innenkontur des Kabelmantels (IM) so geformt ist, daß sie im wesentlichen der gestuften Außenkontur der mehrschich­ tigen Anordnung folgt.

2. Optisches Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bändchenstapel (BS1-BSn) eine im wesentlichen recht­ eckige Gestalt aufweisen.

3. Optisches Kabel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bändchenstapel (BS1-BSn) eine im wesentlichen quadrati­ sche Struktur aufweisen.

4. Optisches Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Bändchenstapel (BS1) mit einer Schutzhülle (SH1) um­ geben ist.

5. Optisches Kabel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bändchenstapel (BD1-BD4) innerhalb der Umhüllung (SH1) mit einem gewissen Spiel derart angeordnet sind, daß sie Gleit­ bewegungen aber keine Positionswechsel ausführen können.

6. Optisches Kabel nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Innere der Schutzhülle (SH1) mit einem Gleitmittel gefüllt ist.

7. Optisches Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den einzelnen die Kabelseele bildenden Bändchen­ stapeln (BS1-BSn) ein Gleitmittel vorgesehen ist.

8. Optisches Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Bändchenstapel (BS1-BSn) miteinander zu einem Bündel verseilt sind bzw. in Längsrichtung der Kabelachse ge­ sehen in Form einer Helix verlaufen.

9. Optisches Kabel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verseilung lagenweise erfolgt.

10. Optisches Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Bändchenstapeln (BS1-BSn) ein gewisses kleines Spiel derart vorgesehen ist, daß Gleitbewegungen ermöglicht, jedoch Positionswechsel verhindert sind.

11. Optisches Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenkontur des Kabelmantels (MI) derart ausgebildet ist, daß die Kabelseele als Ganzes gegenüber der Innenkontur beweglich bleibt, jedoch ein Positionswechsel für jedes der Bändchenstapel (BS1-BSn) verhindert ist.

12. Optisches Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kabelmantel mehrschichtig (MA, MI) ausgebildet ist.

13. Optisches Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Kabelmantels Zug- und/oder Stützelement (ZE) vorgesehen sind.

14. Optisches Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Kabelseele mindestens ein Führungssteg (WA1, WA2) gesehen ist, der sich quer durch die Kabelseele hindurch erstreckt und an dem die Bändchenstapel (BS31-BS3m) anliegen.

15. Optisches Kabel nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg zumindest in Teilbereichen eine ebene Fläche als Seitenfläche aufweist, an dem die ebenfalls ebenen Seitenflä­ chen der benachbarten Bändchenstapel (BS31-BS3m) anliegen.

16. Optisches Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg, in Kabellängsrichtung gesehen, wendelförmig ver­ läuft.

17. Optisches Kabel nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zwei sich vorzugsweise senkrecht kreuzende Stege vorgesehen sind.

18. Optisches Kabel nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mitte des oder der Stege ein zugfestes Element (CE) vorgesehen ist.

19. Optisches Kabel nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß zwei sich kreuzende Stege (WA1, WA2) vorgesehen sind, daß in die sogebildeten Quadranten Bändchenstapel eingefügt sind, die den gesamten zur Verfügung stehenden Raum bis zur Innen­ kontur des Kabelmantels (IM2) ausfüllen und daß die Innenkontur des Kabelmantels (IM2) die Bändchenstapel (BS31-BS3m) in einer beweglichen Anordnung hält, jedoch einen Postitionswechsel der Bändchenstapel (BS31-BS3m) verhindert.