DE4126464C2 - Muffe, für bewehrte Kabel, vorzugsweise Lichtwellenleiterkabel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Muffe mit einer äußeren Umhüllung aus schrumpfbarem Material für die Aufnahme von Spleißen be­ wehrter Kabel, vorzugsweise Lichtwellenleiterkabel, wobei die Muffe in Längsrichtung flexibel und zugfest ausgebildet ist und die in beiden Eingangsbereichen der Muffe abgesetzten Be­ wehrungen der zu verbindenden Kabel mit einer den gesamten, mit Verbindungs-, Längsausgleichs- und Schutzelementen verse­ henen Spleiß überdeckenden Verbindungsspirale zugfest verbun­ den sind.

Aus der europäischen Patentschrift EP 0 083 101 B1 ist eine Muffe für bewehrte Kabel, zum Beispiel beim Einsatz im Unter­ wasserbereich bekannt. Dort wird auch eine Umhüllung aus schrumpfbarem Material verwendet. Der gesamte Aufbau der Muf­ fe ist jedoch starr in Längsrichtung und deshalb ergeben sich beim Verlegen im Ablauf über Rollen gewisse Schwierigkeiten. Aus diesem Grunde können diese Verlegearbeiten nur von gut ausgebildeten und geübten Monteuren unter Benutzung von Spe­ zialvorrichtungen ausgeführt werden.

Aus DE 81 10 108 U1 ist ein Lichtwellenleiter-Luftkabel mit zugfester Spannfeldmuffe bekannt. Hier wird ein Stützrohr als Spleißraum verwendet, das einen wesentlich größeren Durchmes­ ser aufweist als das Lichtwellenleiter-Luftkabel. Das Stütz­ rohr und ein Teil der Bewehrung beider Kabelenden werden von einer Verbinderspirale überzogen.

Aus DE 24 37 791 B2 ist eine Verbindungsmuffe bekannt, deren Spleißstelle und eine die Zugkräfte aufnehmende Spiralarmatur von einem Schrumpfschlauch umgeben ist. Außerdem ist zwischen dem Schrumpfschlauch und der Spiralarmatur eine rohrförmige Stützhülse angeordnet.

In DE 34 28 615 A1 wird außerdem eine Muffe für Lichtwellen­ leiterkabel beschrieben, in der Lichtwellenleiterspleiße und Reservelängen von Lichtwellenleitern angeordnet werden kön­ nen.

Aufgabe der Erfindung ist nun, eine Muffe zu schaffen, mit der die bei der Muffe gemäß EP 0 083 101 B1 auftretenden Schwierigkeiten vermieden werden, das heißt, sie sollte so ausgebildet sein, daß sie den flexiblen Eigenschaften der Ka­ bel besser angenähert ist. Die gestellte Aufgabe wird nun mit einer Muffe der eingangs gestellten Art dadurch gelöst, daß über der Verbindungsspirale eine Deckspirale angeordnet ist, daß der Spleiß innerhalb des als Schutzrohr ausgebildeten Schutzelements angeordnet ist und daß ein Schrumpfschlauch über dem Längsausgleichselement und dem Schutzrohr dicht auf­ geschrumpft ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen

Bei der Erfindung handelt es sich nun um eine Muffe in flexi­ bler und zugfester Ausführung, die zum Beispiel für die Verwendung als Seekabelverbindungsmuffe herangezogen werden kann. Eine solche Muffe eignet sich zum Beispiel auch zur Verbindung von Lichtwellenleiterkabeln mit einer elektrisch leitenden und durchzuverbindenden Hülle. Hierfür werden gemäß der Erfindung zugfeste Verbinderspiralen, noch biegefähige Metallrohre, Schrumpfschläuche und Dehnelemente verwendet. Die Dehnele­ mente bestehen zum Beispiel aus balgförmig oder wellrohr­ förmig ausgebildeten Rohrelementen. Um nicht alle Lichtwel­ lenleiterfasern des Lichtwellenleiterkabels mit exakt glei­ cher Länge spleißen zu müssen, werden die einzelnen Licht­ wellenleiterfasern in einer Kassette abgelegt, in der ein Längenausgleich durch mehr oder weniger starke Wellungen möglich ist. Gemäß der Erfindung werden auch, um das auf­ wendige Spleißen der Bewehrungsdrähte zu vermeiden, diese beidseitig abgesetzten Bewehrungen über den Lichtwellen­ leiterverbindungsspleiß hinweg mit einer Verbindungsspirale zugfest verbunden. Diese Verbindungsspirale ist zweckmäßi­ gerweise im mittleren Bereich auf eine relativ große Schlag­ länge ausgezogen. Dabei sollte das Verhältnis von Schlaglän­ ge zum mittleren Durchmesser im mittleren Muffenbereich größer als 20, und in den Eingangsbereichen ca. 8 betragen. Dadurch ist die Dehnung bei Zugbelastung reduziert und vor allem die Kompressionsbelastung des Spleißschutzrohres so gering, daß dieses bei vernünftigen Abmessungen nicht verformt wird. Hier­ zu eignet sich zum Beispiel ein Kupferrohr mit einem Außen­ durchmesser von 18 mm und einer Wanddicke von 1 mm. Das me­ tallene Spleißschutzrohr bildet zugleich die leitende Verbin­ dung für die Kupferhüllen der zu verbindenden Kabel. Es ist auch ein hermetischer Schutz gegen Wasserstoffpermeation ge­ geben. Dies ist besonders wichtig bei Lichtwellenleiterkabeln, da Wasserstoff zu Dämpfungserhöhungen der Lichtwellenleiterfa­ sern führen kann. Außerdem wird bei Dehnung unter Zuglast die Lötstelle durch einen metallenen Faltenbalg entlastet.

Die Erfindung wird nun anhand von zwei Figuren näher erläu­ tert.

Fig. 1 zeigt die fertigmontierte Muffe.

Fig. 2 zeigt einen Teilquerschnitt der Muffe.

Aus Fig. 1 wird ersichtlich, daß die fertigmontierte Muffe 30 gemäß der Erfindung kaum dicker ist als die zu verbin­ denden Kabel 22 bzw. 23, so daß sie ohne Schwierigkeiten über die normalen Rollenabläufe der Verlegeeinrichtungen ge­ führt werden kann. Die Muffe 30 ist mit einem dichten, auf­ geschrumpften Schrumpfschlauch 9 versehen. Die Muffe 30 ist entsprechend des inneren Aufbaues auch so flexibel gestaltet, so daß auch in dieser Hinsicht eine Verbesserung im Ablauf über die Verlegerollen erfolgt. Durch den Abbruch 27 in der Fig. 1 wird angedeutet, wie weit in etwa die Darstellung der Einzelheiten im Inneren der Muffe 30 in Fig. 2 erfolgt.

Die Fig. 2 verdeutlicht die inneren Einzelheiten der Muffe 30 im Einführungsbereich bezüglich der Bewehrungen 16 und 17, im Bereich des Spleißes mit der Spleißkassette 3 und im Be­ reich der Längsausgleichselemente 6. Zusätzlich ist im unte­ ren Bereich der Figur der Verlauf der spiralförmig aufge­ setzten Bewehrungen erkennbar, wobei die zeichnerische Schnitt­ darstellung vereinfacht mit Kreisen stilisiert ist. In Wirk­ lichkeit müßten sehr langgestreckte elliptische Flächen ein­ gezeichnet sein. Im Eingangsbereich der Muffe 30 wird das zu verbindende Kabel mit seinem Außenmantel 15, zum Beispiel aus Polyethylen, vom aufgeschrumpften Schrumpfschlauch 9 so weit erfaßt, daß eine sichere Abdichtung gewährleistet wird. Die abgesetzte Bewehrung besteht aus einer äußeren Bewehrungs­ drahtlage 16 und einer inneren Bewehrungsdrahtlage 17. In die­ sem Eingangsbereich wird nun über die abgesetzte, äußere Be­ wehrungsdrahtlage 16 die der Erfindung zugrunde liegende Ver­ bindungsspirale 12 mit Hilfe von ringförmigen Halteelementen 14 zugfest aufgebracht. Die Verbindungsspirale 12 ist in die­ sem Bereich eng aufgezogen, wobei die Schlaglänge der Beweh­ rungsdrähte sehr kurz, z. B. 8 mal Innendurchmesser ist. Die Schlaglänge wird im Mittelbereich der Muffe 30 relativ groß, z. B. auf größer 20 mal Innendurchmesser ausgezogen, wie in der Figur zeichnerisch angedeutet ist. Über diese Verbindungsspi­ rale 12 kann nun eine weitere Bewehrungsspirale in Form einer Deckspirale 13 aufgebracht werden, mit der ein zusätzlicher Schutz gegeben ist und mit der eine Torsionskompensation er­ folgt. Aus diesem Grunde ist die Deckspirale 13 vorteilhafter­ weise gegen die Richtung der Verbindungsspirale 12 gewendelt. Als Korrosionsschutz ist in den Freiräumen 26 zwischen den Be­ wehrungsdrähten 16 und 17 und der Verbindungsspirale 12 bzw. der Deckspirale 13 eine Füllmasse, vorzugsweise Polyisobutylen eingebracht. Diese Füllmasse kann auch mit einem grobkörnigen Material, vorzugsweise Schleifmittel oder Sand, vermischt sein, wodurch die Reibung zwischen den einzelnen Bewehrungselementen vergrößert wird. Durch die Verbindungsspirale 12 wird nun ge­ währleistet, daß die Muffe 30 in Längsrichtung relativ flexi­ bel, aber zugfest ist, so daß sie dadurch den flexiblen Eigen­ schaften der Kabel besser angepaßt ist und somit beim Verlege­ vorgang weniger Schwierigkeiten aufwirft. Im Mittelbereich der Muffe sind nun Längsausgleichselemente 6 und entsprechende Schutzelemente in Form einer Spleißkassette 3 angeordnet, wo­ bei diese Spleißkassette 3 mit einem Kassettendeckel versehen ist, so daß sie wie ein Kabelkanal aufklappbar ist. Die Spleißkas­ sette kann auch von einer U-Schiene umschlossen werden, die den Spleißdeckel verschlossen hält und die Enden der Längsaus­ gleichselemente gegeneinander abstützt. Diese Kassette wird mit einer thixotropen Füllmasse 2, z. B. auf Silicon- oder Pe­ trolatbasis oder aus aliphatischen Kohlenwasserstoffen, ausge­ füllt. In diese Spleißkassette 3 wird nun das Kunststoffrohr 20, welches das Maxibündelrohr des Lichtwellenleiterkabels 22 bildet, eingeführt. In diesem Kunststoffrohr 20 verlaufen die Lichtwellenleiterfasern 21, die nun mit den Lichtwellenleiter­ fasern des zweiten Kabels 23 (hier nicht mehr gezeichnet) ge­ spleißt werden. Diese Fasernspleiße 1 werden beispielsweise mit einem Schutzschlauch versehen. Die Spleißkassette 3 befin­ det sich außerdem innerhalb eines Schutzrohres 5, vorzugsweise aus Kupfer, das mit dem Längsausgleichselement 6 verbunden ist. Dieses Längsausgleichselement 6 besteht aus einem Metallrohr 32, an dem ein Wellrohr 31 angesetzt ist. Die Verbindung zwi­ schen diesen beiden Elementen erfolgt vorzugsweise durch Schweißen oder Löten. An das Wellrohr 31 ist am zweiten Ende ein Rohrstutzen 28 über einen Flansch 25 angesetzt, wobei der Innendurchmesser des Rohrstutzens 28 dem Außendurchmesser des Kabelrohres 19 entspricht. Die Verbindung zwischen dem Rohr­ stutzen 28 und dem Kabelrohr 19 erfolgt vorzugsweise durch eine Lötstelle 29. Das Metallrohr 32 des Längsausgleichsele­ mentes 6 ist im Durchmesser dem Polyethyleninnenmantel 18 des zu verbindenden Kabels 18 angepaßt und ist auf dieses aufge­ schoben. Am Ende des Metallrohres sind zur Abdichtung sogenan­ nte O-Ringe auf den Polyethyleninnenmantel 18 des zu verbin­ denden Kabels aufgeschoben, wobei sie zusätzlich mit einem zähen Dichtmittel umgeben sind. Diese O-Ringe können jedoch auch bei geänderter Ausführung zwischen dem Polyethylenin­ nenmantel 18 und dem umgebenden Metallrohr 32 angeordnet wer­ den. Über den gesamten Mittelbereich, bestehend aus dem Schutz­ rohr 5 und den seitlich angesetzten Metallrohren 32 wird ein Schrumpfschlauch 7 aufgeschrumpft, wobei in den Endbereichen zur Abdichtung ein plastisches Dichtungsmittel oder ein Schmelzkleber 10 eingebracht ist. Über den Endbereich des Längsausgleichelementes 6 wird weiterhin ein Knickschutz 11 aufgebracht, der einerseits das Ende des Längsausgleichsele­ mentes 6 aufnimmt und andererseits als Durchmesserausgleich auf die innere Bewehrungsdrahtlage 17 des zu verbindenden Kabels zur Durchmesseranpassung aufgebracht ist. In den Ein­ führungsbereichen können die Bewehrungen 16 bzw. 17 zusätzlich mit Anpassungsspiralen zur Durchmesseranpassung überdeckt wer­ den (nicht gezeichnet). Das Schutzrohr 5, das am Längsaus­ gleichselement 6 angesetzt ist, ist biegsam, wobei es elastisch oder auch plastisch verformbar ist. Die Spleißkassette 3 be­ steht vorzugsweise aus Kunststoff. Die verwendeten Schrumpf­ schläuche dienen zur Dichtung, zur Isolierung und als Korro­ sionsschutz. Zusätzlich können zwischen den einzelnen Drähten der Verbindungsspirale auch weitere Fülldrähte angeordnet wer­ den.

Wenn dünnere Kabel verwendet werden, kann die Bewehrung be­ reits im Eingangsbereich mit einer Aufdickspirale an den Durchmesser der flexiblen Muffe 30 bzw. deren Elemente ange­ paßt werden. Dieses "Aufdicken" erfolgt soweit, bis der Aderspleiß dann etwa durchmessergleich mit der Aufdickspirale ist (nicht gezeichnet).

Diese neue Muffe kann als Verbindungselement zwischen bewehr­ ten Seekabeln wie auch bei Lichtwellenleitererdseilkabeln in Hochspannungsübertragungsstrecken angeordnet werden.

Claims (24)

1. Muffe (30) mit einer äußeren Umhüllung (9) aus schrumpfba­ rem Material für die Aufnahme von Spleißen (1) bewehrter Ka­ bel (22, 23), vorzugsweise Lichtwellenleiterkabel, wobei die Muffe (30) in Längsrichtung flexibel und zugfest ausgebildet ist und die in beiden Eingangsbereichen der Muffe (30) abge­ setzten Bewehrungen (16, 17) der zu verbindenden Kabel (22, 23) mit einer den gesamten, mit Verbindungs-, Längsaus­ gleichs- und Schutzelementen (3, 5, 6) versehenen Spleiß (1) überdeckenden Verbindungsspirale (12) zugfest verbunden sind, dadurch gekennzeichnet,
daß über der Verbindungsspirale (12) eine Deckspirale (13) angeordnet ist,
daß der Spleiß (1) innerhalb des als Schutzrohr (5) ausgebil­ deten Schutzelements angeordnet ist und
daß ein Schrumpfschlauch (7) über dem Längsausgleichselement (6) und dem Schutzrohr (5) dicht aufgeschrumpft ist.

2. Muffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckspirale (13) eine der Verbindungsspirale (12) entgegenwirkende Schlagrichtung aufweist.

3. Muffe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewehrungen (16, 17) in den Einführungsbereichen mit Anpassungsspiralen überdeckt sind.

4. Muffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlaglänge der Verbindungsspirale (12) im mittleren Bereich der Muffe (30) größer ist als an den Eingangsberei­ chen.

5. Muffe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Schlaglänge zu mittlerem Durchmesser der Verbindungsspirale (12) im mittleren Bereich der Muffe (30) größer als 20 und in den Eingangsbereichen kleiner als 15, vorzugsweise 8 ist.

6. Muffe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Spleißes (1) mit den Verbindungs-, Längsausgleichs- und Schutzelementen (3, 5, 6) etwa gleich dem Durchmesser der Bewehrung (16, 17) der zu verbindenden Kabel (22, 23) ist.

7. Muffe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verbindung von Lichtwellenleiterkabeln die ein­ zelnen Lichtwellenleiterfaserspleiße (1) in einer geschlosse­ nen, aufklappbaren Spleißkassette (3) angeordnet sind.

8. Muffe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spleißkassette (3) mit einer thixotropen Füllmasse (2) auf Silicon- oder Petrolatbasis oder aus aliphatischen Kohlenwasserstoffen gefüllt ist.

9. Muffe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Füllmasse, vorzugsweise Polyisobutylen, in den Frei­ räumen (26) der Muffe (30) zwischen den Bewehrungsdrähten (16, 17), der Verbindungsspirale (12) und ggf. einer Deckspi­ rale (13) eingebracht ist.

10. Muffe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllmasse mit grobkörnigem Material, vorzugsweise Sand, vermischt ist.

11. Kabelmuffe nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein biegsames Schutzrohr (5) über der Spleißkassette (3) angeordnet ist.

12. Muffe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzrohr (5) elastisch verformbar ist.

13. Muffe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzrohr (5) plastisch verformbar ist.

14. Muffe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzrohr (5) aus Metall, vorzugsweise aus Kupfer, besteht.

15. Muffe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Längsausgleichselement (6) aus einem Metallrohr (32), einem daran angesetzten, vorzugsweise angeschweißten oder an­ gelöteten Wellrohr (31) und einem mit dem Kabelrohr (19) zu verbindenden, vorzugsweise anlötbaren Rohrstutzen (28) be­ steht.

16. Muffe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzrohr (5) mit dem Längsausgleichselement (6) verbunden ist.

17. Muffe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Lichtwellenleiterfaserspleiße (1) mit einem Schutzschlauch versehen sind.

18. Muffe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewehrungen (16, 17) der zu verbindenden Kabel (22, 23) stufenförmig abgesetzt sind, und daß an den Enden der stufenförmig abgesetzten Bewehrung (16, 17) ein Knickschutz (11) angeordnet ist, der sich bis zum Längsausgleichselement (6) erstreckt und vorzugsweise den Anfangsbereich des Schrumpfschlauches (7) des Längsausgleichselementes (6) hül­ senförmig überdeckt.

19. Muffe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsspirale (12) im mittleren Bereich gedehnt ist.

20. Muffe nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß Fülldrähte im gedehnten Bereich der Verbindungsspirale (12) angeordnet sind.

21. Muffe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eingebrachte Korrosionsschutzmittel in den Freiräumen der Muffe (30) mit Haftmitteln, z. B. mit Schleifmitteln bzw. Sand, versehen sind.

22. Muffe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie (30) als Verbindungselement zwischen Seekabeln, vor­ zugsweise mit Lichtwellenleitern, angeordnet ist.

23. Muffe nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß sie (30) als Verbindungselement zwischen Lichtwellenlei­ tererdseilkabeln in Hochspannungsübertragungsstrecken ange­ ordnet ist.

24. Muffe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spleißkette (3) mit einer metallenen U-Schiene um­ schlossen wird, die den Kassettendeckel geschlossen hält und die Enden der Längsausgleichselemente (28) gegeneinander ab­ stützt.