DE69737577T2 - Faseroptisches Kabel mit erhöhtem Quetschwiderstand - Google Patents

Description

• Gegenstand der Erfindung sind faseroptische Kabel, insbesondere Kabel, deren Struktur und Form derart sind, dass ihr Quetschwiderstand insbesondere im Vergleich zu den herkömmlich konzipierten Kabeln mit kreisrundem Querschnitt sehr deutlich verbessert ist.
• Die faseroptischen Kabel sind wohl bekannt und haben sich seit einigen Jahren aufgrund der beträchtlichen Übertragungsmöglichkeiten der optischen Fasern sehr geringer Größe insbesondere im Bereich der Telekommunikationen rasch fortentwickelt. Diese Fasern müssen dennoch mechanisch durch die Kabelstruktur geschützt werden gegen die Beanspruchungen, die mit den radialen, das Kabel beaufschlagenden Kräften verbunden sind, beispielsweise Quetschen, Stöße usw. Aus diesem Grund wurden diese Fasern enthaltende Kabelstrukturen entwickelt, um sie mechanisch je nach der Umgebung, in der sie sich befinden, zu schützen.
• Die bekannten faseroptischen Kabel haben verschiedene Strukturen. Insbesondere aus der WO 92/01962 ist ein faseroptisches Kabel bekannt, dessen Fasern in einem zentralen Hohlraum angeordnet sind und dessen Hülle außen mit Rippen versehen ist, die als Antiverschleißflächen dienen. Es ist ebenfalls eine Art Kabel mit Rohren mit einer zentralen Verstärkung bekannt, die mit einer Vielzahl von schraubenförmig oder pseudoschraubenförmig gewickelten Rohren umgeben ist, die ein Bündel optischer Fasern enthält, die sich in dem Rohr bewegen können. Diese Bewegungsfähigkeit der Fasern in dem Rohr gleicht die Längenveränderungen des Kabels aufgrund der thermischen Belastungen oder der Zugkräfte aus. Diese Struktur hat jedoch einen zu großen Platzbedarf im Vergleich zu dem tatsächlichen Platzbedarf der bekannten Fasern und ist beispielsweise an Verteilungskabel in einem Stadtnetzwerk schlecht angepasst, wo ein maximales Fasernanzahl/Kabeldurchmesser-Verhältnis angestrebt wird.
• Man bevorzugt daher die Verwendung von Kabeln mit einem geringen Ausdehnungskoeffizienten, bei denen die Fasern beispielsweise in Form von Bündeln (runde Mikromodule oder flache Streifen) angeordnet sind, welche Bündel praktisch spielfrei in dem inneren zylindrischen Hohlraum des Kabels angeordnet sind.
• Dadurch kann ein gutes Fasernanzahl/Kabelaußendurchmesser-Verhältnis erzielt werden. Der Querschnitt der Kabel ist kreisrund und kann eventuell metallische oder nichtmetallische Verstärkungen in seiner Hülle integrieren, deren Anzahl zwei sein kann und die über zwei diametral entgegengesetzte Mantellinien ausgebildet sind. Das sehr eingeschränkte radiale Spiel, das zwischen den Fasern und dem inneren Hohlraum des Kabels verbleibt, bewirkt, dass bei Beaufschlagung mit Quetschkräften oder Stößen die induzierte Verformung des inneren, die Fasern enthaltenden Hohlraums erhebliche Druckbeanspruchungen auf diese ausübt, was zu zusätzlichen Schwächungen oder gar Brüchen führt.
• Die Hülle muss daher verstärkt werden, um ihre Verformung bei der Beaufschlagung mit den vorgenannten Kräften maximal zu begrenzen.
• Die zur Reduzierung dieser Verformungen angewandten Lösungen wie Verwendung von metallischen Bewehrungen, Stoffen mit einem starken Elastizitätsmodul, Wandverdickungen usw. weisen jedoch Nachteile auf.
• Die Anmelderin hat sich somit um eine Lösung für dieses Problem bemüht, damit ein faseroptisches Kabel, in welcher Umgebung es sich auch befinden mag, einen erhöhten Widerstand gegenüber den Beanspruchungen, denen es ausgesetzt werden könnte, aufweist, und sich als besonders widerstandsfähig gegenüber punktuellen Stößen oder Quetschungen, denen es insbesondere bei den Verlegearbeiten ausgesetzt werden könnte, erweist.
• Ein Hauptgegenstand der vorliegenden Erfindung besteht somit in einem faseroptischen Kabel mit Quetschwiderstand, eine Vielzahl im Innern einer Hülle befindlicher optischer Fasern umfassend, bei dem die Außenseite der Hülle vier aus ihrer Masse geformte Wülste aufweist, die über die gesamte Länge des Kabels ausgebildet sind und längs der Mantellinien des Kabels vier diametral entgegengesetzte Rippen bilden, die über die Tangente an dem kreisrunden Teil der Hülle hinausragen, und von denen zwei diametral entgegengesetzte Wülste metallische oder nichtmetallische Verstärkungen umschließen.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung eines nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Figuren ersichtlich, die Schnittansichten von faseroptischen Kabeln darstellen. 1 und 3 sind Schnittansichten des erfindungsgemäßen Kabels. 2 veranschaulicht die Beaufschlagung eines herkömmlich konzipierten kreisrunden Kabels mit Kräften. 4 stellt schematisch ein Kabel dar, das von den Ansprüchen nicht erfasst wird.
• Das in 1 dargestellte Kabel 1 weist in seiner Mitte eine Anordnung von acht Mikromodulen 2 aus optischen Fasern auf. Eine Außenhülle 4 umhüllt die Mikromodule.
• Die Außenseite der Hülle 4 ist nicht kreisrund, sondern besitzt längs von diametral entgegengesetzten Mantellinien vier Wülste 5, die über die gesamte Länge des Kabels ausgebildet sind. Die aus der Masse der Hülle geformte Wülste bilden sozusagen Außenrippen, die über die Tangente an dem kreisrunden Teil der Hülle hinausragen und ein abgerundetes Außenprofil haben. Innerhalb eines oder mehrerer dieser Wülste können eventuell metallische oder nichtmetallische Zugverstärkungen 6 vorgesehen werden, beispielsweise aus Harzaramid, die bei der Kabelextrusion in der Hülle an den Wülsten eingebettet werden. In einer Variante können ebenfalls Zugelemente oder Kupferdrähte in den Wülsten untergebracht werden. Diese Elemente können als Leiter dienen oder den minimalen Krümmungsradius des Kabels begrenzen.
• Durch diese Anordnung lässt sich eine große Dicke der Hülle 4 vermeiden, bei der eine der Aufgaben darin besteht, gegenüber dem Quetschen Widerstand zu bieten. Aufgrund der Wülste lässt sich somit die Dicke der Hülle verringern, was das Gewicht des Kabels entsprechend erleichtert und den thermischen Ausdehnungskoeffizienten verringert.
• Bei der Beaufschlagung des Kabels mit einer Druckkraft – in 1 durch das Vorhandensein einer Platte 3, die mit einer Kraft F gepresst wird, dargestellt –, ist die stabile Position des Kabels diejenige, die in 1 dargestellt ist. Wenn es mit der Kraft gemäß einer anderen Mantellinie beaufschlagt wird, wird es spontan kippen, um die Stellung wie dargestellt wieder einzunehmen.
• Bei gleicher Dicke der Hülle ist der in 3 dargestellte Fall der Beaufschlagung mit der Kraft deutlich günstiger unter anderen positiven Auswirkungen als derjenige, der in 2 dargestellt ist, denn er verursacht ein Biegungsmoment an dem unteren Punkt A. Daraus ergibt sich bei einer gleichen Kraft eine niedrigere Durchbiegung unter Belastung als im Fall der 3 im Vergleich mit derjenigen der 2.
• Nach demselben Prinzip könnte die Außenform fast quadratisch sein, wie in 4 dargestellt, was jedoch von den Ansprüchen nicht erfasst wird.
• Für eine maximale Effizienz muss der Abstand X wie in 1 ersichtlich positiv oder mindestens gleich Null sein.

Claims (3)

1. Faseroptisches Kabel (1) mit erhöhtem Quetschwiderstand, eine Vielzahl im Innern einer Hülle befindlicher optischer Fasern umfassend, wobei die Außenseite der Hülle (4) vier aus ihrer Masse gegossene Wülste (5) aufweist, die über die gesamte Länge des Kabels (1) ausgebildet sind und längs von Mantellinien des Kabels vier diametral entgegengesetzte Rippen bilden, die über die Tangente an dem kreisrunden Teil der Hülle hinausragen, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Wülste zwei diametral entgegengesetzte Wülste (5) umfassen, die metallische oder nichtmetallische Verstärkungen (6) umschließen.
2. Faseroptisches Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wülste (5) ein rundes Außenprofil haben.
3. Faseroptisches Kabel nach Anspruch 1, bei dem zwei diametral entgegengesetzte Wülste (5) metallische oder nichtmetallische Elemente umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden anderen Wülste (5) metallische oder nichtmetallische Elemente umfassen, die als Leiter dienen können oder den minimalen Krümmungsradius des Kabels begrenzen können.