DE4403936A1 - Optisches Kabel mit einem in einer Kammer angeordneten Stapel aus Bandleitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein optisches Kabel mit mindestens einem eine Kammer aufweisenden Kammerelement, wobei in der Kammer ein Stapel aus jeweils mehrere Lichtwellenleiter ent­ haltenden Bandleitungen angeordnet und außen am Stapel eine Einlage vorgesehen ist.

Ein optisches Kabel dieser Art ist aus der EP 0 394 618 A2 bekannt, wobei am Boden der jeweiligen Kammer ein polsterndes Band vorgesehen ist, das beispielsweise aus Kautschukmasse besteht und auf das der Lichtwellenleiterstapel aufgesetzt wird.

Aus der DE 41 21 744 A1 (GR 91 P 1318 DE) ist es bekannt, einen Lichtwellenleiterstapel durch eine Schutzhülle all­ seitig zu umschließen.

Die jeweils in den Eckbereichen eines Bändchenstapels liegen­ den Lichtwellenleiter werden beim Einbringen (z. B. durch den Verseilvorgang) und auch in Gebrauch (z. B. durch Biegevor­ gänge) mechanischen Beanspruchungen unterworfen, die zu Dämp­ fungserhöhungen führen können ("microbending").

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einem besonders guten Schutz der Lichtwellenleiter innerhalb des Stapels vor mechanischen Beanspruchungen zu erreichen. Diese Aufgabe wird bei einem optischen Kabel der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Einlage aus einer Verbundfolie besteht. Auf diese Weise können die vielfältigen an einen Schutz der Lichtwellenleiter zu stellenden Anforderungen in besonders einfacher und vorteilhafter Weise erfüllt werden.

Insbesondere lassen sich damit z. B. die unterschiedlichen Anforderungen an den mechanischen Schutz (was eine harte Folie erfordert) gewährleisten als auch z. B. schützende polsternde Eigenschaften realisieren.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Verbundfolie mindestens zwei Materialien auf, von denen eines eine wesentlich größere Steifigkeit bzw. Zugfestigkeit aufweist, als das zweite.

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Außenschicht der Verbundfolie bessere Gleit­ eigenschaften (d. h. einen niedrigeren Reibungsbeiwert) auf­ weist als die Innenschicht. Dadurch ist es möglich, das Bewe­ gungsverhalten des Bandstapels zu optimieren und zugleich die Gleiteigenschaften für den Stapel aus Bandleitungen in vor­ teilhafter Weise zu verbessern.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform der Erfin­ dung weist die Verbundfolie mindestens eine Schicht aus pol­ sterndem Material auf, während die zweite Schicht demgegen­ über härter und weniger kompressibel ist. Dadurch ist es mög­ lich, z. B. bei Verformungen während des Verseilvorgangs oder auch etwa bei der Verlegung des Kabels auftretende Kräfte zumindest zum Teil vom Bändchenstapel fernzuhalten.

Die Polsterschicht sollte dabei weicher gewählt werden als die die Lichtwellenleiter umgebende Schutzhülle der Bändchen.

Sonstige Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprü­ chen wiedergegeben.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachfolgend anhand von Zeichnungen naher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Ein optisches Kabel im Querschnitt als Ausfüh­ rungsbeispiel für den Einsatz einer gemäß der Erfindung gestalteten Verbundfolie,

Fig. 2 bis 7 im Querschnitt Ausführungsformen der Verbund­ folie gemäß der Erfindung,

Fig. 8 ein optisches Kammerelement in Frontansicht mit einer einen Bandstapel einhüllender erfindungsge­ mäßen Verbundfolie,

Fig. 9 und 10 die Ausbildung der erfindungsgemäßen Verbund­ folie als Deckel in einem U-förmigen Kammerele­ ment

Fig. 11 ein U-förmiges Kammerelement mit einer mäander­ förmig gefalteten erfindungsgemäßen Verbundfolie und

Fig. 12 eine mit einer Beschichtung versehene Bandlei­ tung.

In Fig. 1 ist ein optisches Kabel OC dargestellt, das ein zugfestes Kernelement TE1 und eine darauf angebrachte Kunst­ stoffschicht TE2 aufweist. In einer ringförmigen Anordnung sind Kammerelemente CE11, CE12 usw. angeordnet, wobei zur Vereinfachung der Darstellung nur zwei dargestellt sind. In Wirklichkeit ist der ganze Umfang mit derartigen Kammerele­ menten gefüllt. Die Kammerelemente CE11, CE12 weisen im wesentlichen einen U-förmigen Querschnitt auf und bestehen aus extrudierten Kunststoffmaterial. Sie sind auf die Außen­ fläche der Kunststoffschicht TE2 mit gleicher oder wechseln­ der Schlagrichtung aufgeseilt. Außen ist ein ein- oder mehr­ schichtiger Mantel MA angebracht, wobei zusätzlich hier nicht näher dargestellt Bewicklungen oder Bespinnungen vorgesehen sein können, um die offenen Kammerelemente nach außen abzu­ schließen.

Es ist auch möglich, nicht nur eine Lage von Kammerelementen vorzusehen, sondern mehrere Lagen übereinander gestaffelt aufzuseilen. Schließlich ist es auch möglich, anstelle einzelner selbständiger Kammerelemente CE11, CE12 usw. einen zentralen Kunststoffkörper vorzusehen, der auf das zugfeste Element TE1 aufextrudiert wird und entsprechende rechteckige Kammeröffnungen aufweist. Ein Beispiel für eine derartige Kammerstruktur ist in der eingangs genannten EP 0 394 618 A2 dargestellt. Die Kammeröffnungen vergleichbar CA11 und CA12 sind dabei als rechteckförmige Ausschnitte in dem zentralen, auf das zugfeste Element TE1 aufextrudierte Kammerkörper als im wesentlichen rechteckig Ausschnitte ausgebildet.

In den jeweiligen Kammern CA11, CA12 usw. ist jeweils ein Stapel ST1 bzw. ST2 aus Lichtwellenleiter-Bändchen vorgese­ hen, wobei im vorliegenden Ausführungsbeispiel vier derartige Bändchen BL1-BL4 dargestellt sind. Jedes dieser Bändchen enthält eine Anzahl von Lichtwellenleitern LW, die durch eine gemeinsame Umhüllung (Schutzschicht) zu dem jeweiligen Bänd­ chen zusammengefaßt sind. Ein derartiger Bändchenstapel ist insbesondere hinsichtlich seiner jeweiligen in den Ecken angeordnet er Lichtwellenleiter sehr empfindlich gegen mecha­ nische Beanspruchungen. Es ist deshalb vorteilhaft, den Sta­ pel ST1, ST2 usw. entsprechend gegen mechanische Beanspru­ chungen zu schützen. Hierzu wird eine Einlage EL11 (bei der Kammer CA11) bzw. EL12 (bei der Kammer CA12) verwendet. Diese Einlagen EL11 bzw. EL12 umschließen bei den dargestellten Ausführungsbeispielen den Kammerstapel ST1 bzw. ST2 vollstän­ dig, wobei die Einlage jeweils um den Stapel vollständig her­ umgeschlungen ist und sich die Enden der Einlage EL11 bzw. EL12 am äußeren Ende des Stapels ST1 bzw. ST2 überlappen. Hierzu wird beim Einfahren des Bändchenstapels ST1 bzw. ST2 die jeweilige Einlage EL11 bzw. EL12 um den Stapel herumge­ faltet und zu einem ihn allseitig umschließenden Gebilde mit überlappenden Enden geformt.

Es ist auch möglich, den Bändchenstapel ST1 bzw. ST2 fortlau­ fend mit einem schmalen Folienstreifen aus Verbundmaterial zu umwickeln, so daß eine den Stapel schraubenlinienförmig um­ schließende Schutzumhüllung durch die jeweilige Einlage ge­ halten wird. Dieses Aufwickeln kann schraubenlinienförmig mit Überlappung erfolgen, so daß Teile der jeweiligen Einlage an ihren Seitenkanten überlappend aufeinander zu liegen kommen. Es ist aber auch möglich, die Steigung jeweils so groß zu wählen, daß es zu keiner Überlappung der Bandkanten der jeweiligen Einlage kommt.

Bei dem Stapel ST2 ist zwischen den Enden der Einlage EL12 außen noch eine Polsterschicht PS2 vorgesehen, die es gestat­ tet, Druckkräfte, die von außen kommen, zumindest zum Teil abzufangen und so ihre Weiterleitung an die Lichtwellenleiter des Stapels ST2 zumindest teilweise zu verhindern. Diese Pol­ sterschicht PS2 besteht zweckmäßig aus einem weichen Kunst­ stoffmaterial, wie z. B. Schaumstoff oder einem dauerplasti­ schem Material oder weichem Silikon. Das Kunststoffmaterial kann auch teilvernetzt sein.

Die Gestaltung bzw. der Aufbau der Einlagen EL11 und EL12 in Fig. 1 sind so zu treffen, daß ein optimaler Schutz des Lichtwellenleiterstapels ST1 bzw. ST2 erreicht wird. Hierzu sind die Einlagen jeweils als Verbundfolien aufgebaut, d. h. sie sind aus mindestens zwei unterschiedlichen Materialien zusammengesetzt. Die als Verbundfolie ausgebildete Einlage EL2 nach Fig. 2 besteht aus einer harten Innenschicht IS2 und zwei darauf aufgebrachten weichen Außenschichten AS21 und AS22. Für die Innenschicht IS2 kommen insbesondere folgende Materialien in Frage: PC, PBT, PA.

Für die weiche Außenschicht AS21 und AS22 sind insbesondere folgende Materialien geeignet, z. B. weicher Silikongummi, verschäumt oder unverschäumt, ungesintertes Teflon, UV-här­ tende Harze, z. B. Acrylharz, 2-Komponenten-Kleber und der­ gleichen.

Es ist hier und bei allen nachfolgenden weiteren Ausführungs­ beispielen zweckmäßig, für die jeweilige Außenschicht Mate­ rialien zu wählen, die besonders niedrige Reibungsbeiwerte aufweisen, zweckmäßig unter einem Wert von µ=0,5. Es ist vor­ teilhaft, den µ-Wert der Außenschichten unter dem µ-Wert der Schutzhülle (Außenhülle) der Bändchen BL1-BL4 zu wählen. Dadurch ist es der Einlage möglich, besonders gut an der Innenwand der jeweiligen Kammer bzw. am Stapel entlangzuglei­ ten, wenn Bewegungsvorgänge (z. B. beim Verseilen oder Verle­ gen). In diesem Zusammenhang ist es besonders zweckmäßig, wenn die Außenschichten AS21 und AS22 aus Polytetraflur­ ethylen (z. B. "Teflon" der Firma DUPONT) bestehen.

Es ist auch möglich, entgegen der Ausführungsform nach Fig. 2 z. B. nur eine weiche bzw. gut gleitende Außenschicht z. B. AS21 vorzusehen und die innere Schicht AS22 wegzulassen.

Die Wandstärke der Außenschichten AS21 und AS22 sollte hier und bei den nachfolgenden Beispielen zweckmäßig zwischen 0,03 und 0,10 mm gewählt werden, während für die Innenschicht IS2 Wandstärken zwischen 0,05 und 0,12 mm zweckmäßig sind. Die Gesamtstärke der Einlage sollte vorteilhaft zwischen 0,1 und 0,3 mm liegen.

In Fig. 3 ist eine als Verbundelement ausgebildete Einlage EL3 dargestellt, die eine weiche und/oder gut gleitfähige Außenschicht AS3 aufweist, deren Materialeigenschaften und Zusammensetzung zweckmäßig analog zu den Schichten AS21 und AS22 nach Fig. 2 gewählt werden. In das somit weiche und ggf. gut gleitfähige Material AS3 sind zugfeste Elemente GF31 und GF32 vorzugsweise mittig eingebettet, welche einen opti­ malen Schutz der Lichtwellenleiterstapel bei der Verseilung und auch im Betrieb des Kabels gewährleisten. Zweckmäßig wer­ den diese zugfesten Elemente GF31 und GF32 als Glasfaser- Kunststoffelemente ausgebildet, d. h. sie bestehen aus einem mit Kunstharz versetzten dünnen Glasfaserstrang. Die Stärke dieser zugfesten Elemente GF31 und GF32 wird zweckmäßig zwi­ schen 0,02 und 0,15 mm gewählt, während die Gesamtwandstärke der Verbundeinlage EL3 zweckmäßig zwischen 0,1 und 0,25 mm gewählt ist.

Die Einbettung der zugfesten Elemente GF31 und GF32 usw. in die Außenschicht AS3 erfolgt zweckmäßig dadurch, daß die Außenschicht AS3 aus einem UV-härtenden Kunststoffmaterial besteht, wobei die Außenschicht AS3 des Verbundelementes EL3 zweckmäßig durch Stranggießen hergestellt und anschließend durch Bestrahlung mit UV-Licht ausgehärtet wird.

Bei dem ähnlich aufgebauten Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 sind in dem Verbundelement EL4 in der weichen Außenschicht AS4 einzelne sehr dünne Verstärkungsfäden GF41, GF42 usw. verteilt angeordnet. Diese Fäden weisen zweckmäßig einen Durchmesser von 0,01 mm bis 0,05 mm auf, wobei zweckmäßig keiner der Fäden an der Außenoberfläche der Einlage EL4 zu liegen kommen sollte. Auch hier besteht die Außenschicht AS4, wie bei den vorher beschriebenen Beispielen aus einem weichen und/oder gut gleitfähigen Material.

In Fig. 5 ist der Aufbau der bandförmigen Einlage EL5 so getroffen, daß auf einer z. B. Verstärkungselemente (analog GF31, GF32 in Fig. 2 bzw. GF41, GF42 in Fig. 4) enthalten­ den Innenschicht IS5 aus hartem und zugfestem Material außen eine den Einsatz IS5 umschlingende weiche und/oder gut gleit­ fähige Folie AS5 aufgebracht ist. Die Enden der Folie AS5 überlappen sich hier. Es ist aber auch möglich, die Folie AS5 auf Stoß auf das zugfeste und steife Innenelement IS5 aufzu­ bringen. Die äußere Folie AS5 wird zweckmäßig z. B. durch Kle­ ben auf der inneren Einlage IS5 befestigt.

Es ist auch möglich, die als Verbundfolie ausgebildete Ein­ lage gemäß Fig. 6 aus einem steifen, ggf. verstärkten Innen­ teil IS6 mit einer dünnen, ggf. als Lack oder Schutzlage auf­ gebrachten Außenschicht AS6 zu versehen.

Schließlich ist es auch gemäß Fig. 7 möglich, als feste und steife Innenlage ein Metallband IS7 vorzusehen, das außen von einer Kunststofflage oder -umhüllung AS7 aus weichen, ggf. gut gleitfähigen Material umgeben ist.

Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 5 bis 7 sind im Gegensatz zu den Ausführungsbeispielen nach Fig. 2 bis 4 keine sehr breiten Folien sondern schmälere Bänder darge­ stellt, die also zweckmäßig den Bandstapel, z. B. ST1 und ST2 in Fig. 1 schraubenlinienförmig auf zuwickeln sind. Dagegen sind die sehr breiten Folien nach den Fig. 2 bis 4 bevor­ zugt für ein Herumschlagen (Einschlagen) des Stapels ST1 bzw. ST2 in Fig. 1 geeignet.

Die Einlage kann in der jeweiligen Kammer in unterschiedli­ cher Weise angebracht sein. So ist es beispielsweise möglich, wie in Fig. 8 dargestellt, am oberen und unteren Ende eines Stapels ST8 aus Lichtwellenleiterbändchen eine Einlage EL81 am oberen Ende des Bändchenstapels ST8 und/oder eine Einlage EL82 am unteren Ende des Bändchenstapels ST8 vorzusehen. Diese Einlagen E81 und E82 können eine Zusammensetzung bzw. einen Aufbau analog den Ausführungsbeispielen nach Fig. 2 bis Fig. 7 aufweisen und bewirken somit neben einem Schutz des Stapels ST8 bei Verwendung entsprechender gut gleitfähi­ ger Außenschichten auch eine Verbesserung der Gleiteigen­ schaften für den Stapel ST8. Es ist auch möglich, den Stapel samt seinen Einlagen E81 und E82 zusätzlich mittels einer weiteren Einlage E83 zu umwickeln bzw. zu umgeben, um so einerseits die Einlagen E81 und E82 besser in ihrer Position und Lage zu sichern und andererseits einen zusätzlichen wei­ teren Schutz für den Bändchenstapel ST8 zu erhalten.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 ist die Einlage EL9 als eine Art Deckel ausgebildet, der den Stapel ST9 mit sei­ nem nach unten gekragten Rand umgibt. Dadurch werden bei ent­ sprechender Abstützung gegen die Seitenschenkel des Kammer­ elementes CE9 diese jeweils zusätzlich außen in ihrer Posi­ tion gegen von außen angreifende Kräfte gesichert und zusätz­ lich eine Verbesserung des mechanischen Schutzes des Stapels ST9 erreicht. Die Einlage EL9 aus Verbundmaterial kann bei entsprechender Auslegung die Gleiteigenschaften verbessern und ggf. wird ein verbesserter Schutz gegen Druckkräfte durch außenliegende Polsterschichten erreicht.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 10 ist in dem Kammer­ element CE10 der zugehörige Bändchenstapel ST10 oben mit einer deckelförmigen Einlage EL10 nach außen hin abgeschlos­ sen, die einen nach außen ragenden Rand aufweist. Der Deckel EL10 bildet ein elastisches Element, innerhalb bzw. unterhalb dem der Stapel ST10 gut gleiten kann und doch mechanisch in seiner Position in gewisser Weise gesichert ist. Der Deckel EL10 bildet in gewissem Umfang ein federndes Element, das in­ nerhalb gewisser Grenzen Bewegungen des Stapels ST10 zuläßt, wobei auch hier bei Verwendung reibungsmindernder Außenflä­ chen gute Gleiteigenschaften für den Stapel ST10 gewährlei­ stet sind.

Die deckelförmigen Einlagen EL9 und EL10 nach den Fig. 9 und 10 können natürlich auch zusammen mit anderen Ausfüh­ rungsbeispielen, z. B. als zusätzliche Elemente bei den Kam­ merelementen CE11 und CE12 in Fig. 1 und auch beim Kammer­ element CE8 nach Fig. 8 eingesetzt werden.

Fig. 11 zeigt eine weitere Möglichkeit für die Auslegung der Struktur einer Einlage EL11 innerhalb eines Kammerelementes CE11. Die vier Bandleitungen BL1-BL4 werden von der Einlage EL11a mäanderförmig jeweils umschlossen, wobei die Enden der Einlage EL11a zweckmäßig etwa parallel zu den Seitenwandungen der Kammerelemente des Kammerelementes CE11a verlaufend ange­ ordnet sind. Dadurch ist eine optimale Einbettungen der Bänd­ chen BL1-BL4 möglich, und es sind bei Verwendung entspre­ chend gleitfähiger Außenschichten bei der Einlage EL11a gute Gleiteigenschaften zwischen allen Bändchen gewährleistet. Bei einer derartigen Anordnung ist der Reibungskoeffizient im Inneren des Bändchenstapels ST11a nicht mehr von den Rei­ bungseigenschaften des die Lichtwellenleiterbändchen bilden­ den Einbettungsmaterials abhängig sondern von den Gleiteigen­ schaften der Oberfläche der jeweiligen Einlage EL11a.

Es ist auch möglich, wie in Fig. 12 dargestellt, auf ein Bändchen BL1a eine entsprechende Einlageschicht EL1a auf zu­ bringen, die einen günstigeren Reibungsbeiwert hat, als die eigentliche Schutzumhüllung für die Lichtwellenleiter LW des Bändchens BL1a. Die äußere Schicht EL1a kann zweckmäßig eben­ falls als Verbundfolie ausgebildet sein; es ist aber auch möglich nur eine einfache (einlagige) Schicht EL1a vorzuse­ hen, die auf jeden Fall bessere Gleiteigenschaften aufweisen sollte als das Hüllenmaterial der Bandleitung BL1a. Die Auf­ bringung der zusätzlichen Schicht EL1a kann z. B. durch Kleben erfolgen oder durch Aufbringen einer entsprechenden dünnen Film- oder Folienschicht, z. B. in Form eines Lacks oder eines UV-härtbaren Kunststoffs.

Claims (7)

1. Optisches Kabel (OC) mit mindestens einem eine Kammer (CA11, CA12) aufweisenden Kammerelement (CE11, CE12), wobei in der Kammer (CA11, CA12) ein Stapel (ST1, ST2) aus jeweils mehrere Lichtwellenleiter enthaltenden Bandleitungen (BL1-BL4) angeordnet und außen am Stapel (ST1, ST2) eine Einlage (EL1, EL2) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage (EL11, EL12) aus einer Verbundfolie besteht.

2. Optisches Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbundfolie als Außenschicht ein Material aufweist, dessen Reibungsbeiwert niedrig gewählt ist.

3. Optisches Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbundfolie aus mindestens zwei in ihrer Härte unterschiedlichen Materialien zusammengesetzt ist.

4. Optisches Kabel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbundfolie aus 3 Schichten zusammengesetzt ist.

5. Optisches Kabel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbundfolie eine Innenschicht aufweist, deren Härte und/oder Zugfestigkeit größer gewählt ist, als die der Außen­ schichten.

6. Optisches Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbundfolie mindestes eine Schicht aus Polstermate­ rial aufweist.

7. Optisches Kabel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das polsternde Material weicher gewählt ist als das die Lichtwellenleiter umgebende Schutzhüllen-Material.