DK170188B1 - Kommunikationskabel med vandstandsende foranstaltninger - Google Patents

Description

i DK 170188 B1

Opfindelsen angår et kommunikationskabel med vandstandsende foranstaltninger i kablets kerne.

Inden for kabelindustrien er det velkendt, at ændringer i 5 omgivelsestilstande fører til forskelle i damptryk mellem indersiden og ydersiden af en plastkabelkappe. Dette tjener generelt til at sprede fugt på en ensrettet måde fra kablets yderside til kablets inderside. Til sidst vil dette føre til et uønsket højt fugtniveau inden i kablet, 10 især hvis en kabelkappe er den eneste barriere imod fugtens indtrængning. Høje niveauer af kondenseret fugt inden i kabelskærmsystemet kan have en ødelæggende virkning på et metallederkabels transmissionskarakteristikker.

15

Desuden kan vand trænge ind i kablet som følge af beskadigelse af kablet, hvilket ødelægger dets integritet.

F.eks. kan gnaverangreb eller mekaniske slag medføre åbninger i kablets skærmsystem, hvilket tillader, at vand 20 trænger ind, og, hvis det ikke styres, bevæger sig i kablets længderetning ind i f.eks. splejsningshuse.

På det sidste er fiberoptiske kabler trængt meget ind på kommunikationskabelmarkedet. Selvom tilstedeværelsen af 25 vand i sig selv i en optisk fiber ikke nødvendigvis er ødelæggende for dets ydelse, kan vandets passage langs kablets indre til forbindelsespunkter eller terminaler eller tilhørende udstyr inden i f.eks. bokse forårsage problemer, især i frostomgivelser, og bør forhindres.

30

Kabler til at transmittere kommunikationssignaler skal imødekomme industristandarder med hensyn til vandstandsende foranstaltninger. F.eks. kræver én industristandard, at der ikke er nogen vandtransmission under et vandtryk 35 på en meter i en time gennem et én meter langt kabel.

DK 170188 B1 2

Tidligere blev en række teknikker anvendt til at forhindre indtrængningen af vand gennem et kabelskærmsystem og langs kernen. F.eks. er en metal skærm, som ofte anvendes , til at beskytte et metallederkabel mod lyn og gnaveran-5 greb, forsynet med en tæt langsgående søm. Dannelse af en ψ· skærm omkring kabelkernen kræver anvendelsen af relativt lave fremstillingshastigheder. Desuden er anvendelsen af en metalskærm ødelæggende for et fiberoptisk kabels øvrige samlede dielektriske egenskaber.

10

Eftersom lynnedslag kan frembringe huller i en metalskærm er det ikke usædvanligt at indføre yderligere foranstaltninger til at forhindre indtrængningen af vand i kernen. Vandstandsende materialer har været anvendt til at fylde 15 kabelkernen og dække dele af kabelskærmsystemet for at forhindre bevægelse i dets længderetning af eventuelt vand, som trænger ind i kablet. Selvom anvendelsen af et fyldmateriale, i form af et fedtstof forårsager produktionsrutineproblemer, hæmmer liniehastigheder som følge 20 af behovet for omhyggeligt at fylde kabelkernens mellemrum og frembyder problemer for personalet i felten under f.eks. splejsningsoperationer, anvendes det fortsat til at forhindre indtrængning af vandet i kernen. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

For nylig indeholdt mange kommercielt tilgængelige kabler 2 desuden en vandopsvulmelig tape. Tapen blev anvendt til 3 at forhindre vandets bevægelse gennem skærmsystemet samt 4 dets bevægelse i kablets længderetning til f.eks. bokse 5 og termineringspunkter. En sådan tape er generelt lamine- 6 ret, idet den indeholder et vandopsvulmeligt pulver, som 7 er indesluttet imellem to non-woven tekstiler. En sådan 8 tape tilvejebringer en passende vandbeskyttelse for kab 9 let, den er relativt billig og tyk. Hvis tapen er for , 10 tyk, forøges kablets diameter, hvilket derved forårsager 11 problemer ved terminering af kablet med standarddimensionerede dele.

DK 170188 B1 3

Problemet med kabelstørrelse forårsaget af fyldige tape er blevet overvundet. I en udførelsesform er angivet et kabel med vandstandsende foranstaltninger. En langstrakt substratdel, som omfatter et imprægneret ikke-metallisk, 5 non-woven, vævslignende materiale i form af en tape er indskudt mellem en kerne og en kappe. Tapematerialet er relativt sammentrykkeligt og har tilstrækkelig porøsitet til at tillade indføring af et passende imprægneret materiale, således at den tilvejebringer forøgede vandstands-10 ende egenskaber. Imprægneringsmaterialet kan omfatte en film af vandopsvulmende materiale eller et såkaldt super-absorberede materiale.

I et andet tidligere kendt kabel er et vandstandsende 15 garn indskudt imellem et kernerør og en ydre overflade af en kappe på kabelskærmsystemet. Garnet strækker sig lineært langs kablet eller kan være svøbt i skruelinie omkring en del af skærmsystemet. Garnet kan være et garn, som er sammensat af et superabsorberende fibermateriale, 20 som ved berøring med vand svulmer op og forhindrer bevægelsen af vand i kablet.

Selvom de før nævnte arrangementer tilvejebringer udmærkede vandstandsende egenskaber har de generelt været an-25 vendt til at supplere en sammensætning af et stof såsom f.eks. et gelelignende fedt, som udfylder kernen. Disse forbindelser er noget smudsige at påføre og kræver et rensningsmiddel, f.eks. et opløsningsmiddel for at fjerne fyldmassen og at lette splejsning. Desuden skal man være 30 omhyggelig, således at disse midler ikke ugunstigt påvirker farvemateriale eller coatingmateriale på den optiske fiber. Hvad der efterspørges er et kabel, i hvilket kernen ikke er forsynet med et fedtlignende materiale, men derimod indeholder andre foranstaltninger til at 35 standse vandstrøm langs kablet.

DK 170188 B1 4

Den kendte teknik omfatter også et kabel, i hvilket kernen er vandstandset uden at ty til gelelignende fyldmaterialer. F.eks. er der i en artikel fra The Sumitomo Electric Technical Review kendt en central anbragt forstærk-5 ningsdel, som har et antal optiske fibre anbragt derom.

En vandstandsende streng er anbragt i mellemrummene imellem de optiske fibre og forstærkningsdelen og et vandstandsende garn er anbragt imellem de optiske fibre og et vandstandsende tape, som er anbragt i forbindelse med et 10 kernerør. Desuden er der i en brochure fra Lopp-Textrina AG, som synes at have en publikationsdato fra den 1. januar 1988 kendt et kommunikationskabel, som indeholder kobbertråde med et i midten anbragt vandstandsende garn og et opsvulmeligt non-woven er anbragt imellem kobberle-15 derne og et hus. De før nævnte alternativer til en kerne fyldt med en fyldforbindelse behøver ikke at være de billigste, behøver ikke at resultere i en optimal pladsbesparelse og kan være begrænset i deres anvendelse til især kabeludformninger såsom et slået kabel.

20

En anden overvejelse ved udformningen af lyslederkabler er en som vedrører kobling af lysledere inden for kernen til kabelskærmsystemet. Naturligvis bør den optiske fiber være passende koblet i længderetningen til kabelskærmsy-25 stemet, således at de optiske fibre, når der påføres trækkræfter til kablet, i måske deres relativt korte ende vil bevæges med skærmsystemet. For at undgå uacceptable høje mikrobøjningstab og/eller for at dæmpe spændinger bør de optiske fibre være afkoblet fra skærmsystemet i 30 det mindste i en retning på tværs af kablet.

Hvad den kendte teknik synes at mangle er et kabel, i hvilket kablets kerne er forsynet med en simpel vand- * standsende foranstaltning i stedet for mange foranstalt-35 ninger, som kræver yderligere fremstillingstrin og udgifter. En sådan efterspurgt foranstaltning bør være én, i hvilken de optiske fibre i det væsentlige er afkoblet fra DK 170188 B1 5 skærmsystemet i mindst én retning på tværs af kablet.

WO-A-86/06178 angiver et fiberoptisk kabel, der inkluderer en kerne med en eller flere optiske fiberenheder. Som 5 det ses i fig. 2 kan kernen være fyldt med et egnet, vandspærrende fyldmateriale.

Europæisk patentansøgning EP-A-0 269 778 angiver en absorberende kabelbevikling, samt en proces for fremstil-10 ling af samme.

Tysk brugsmodel DE-U-8 130 044 angiver en kerne af et kommunikationskabel generelt dannet i form af en stjerne-firsnoning. En tom kerne er omsluttet af fire kerner med 15 ledere og plastisolationsmateriale. Den tomme kerne består af en papirstreng, der let kan forsynes med op-svulmeligt pulver.

I tysk offentliggørelsesskrift DE-A-33 309 57 er der vist 20 et kabel, der inkluderer en kernesamling, der består af individuelle bundter og/eller coatings forsynet med en kappe med en forsegling under kappen for at modvirke vandgennemtrængning. Forseglingen består af non-woven absorberende beviklinger omkring de individuelle bundter 25 og/eller coatinger. Det tyske dokument fastslår, at opfindelsen deri varierer fra konventionel anvendelse af non-woven absorberende materiale gennem dets forsegling af spalten alene og anviser midler, hvormed beviklingen med non-woven absorberende materiale er tilstrækkelig til 30 at forsegle det samlede tværsnit af bundtet. Beviklingen over de individuelle bundter kan være enten med lang slaglængde som vist i fig. 2 eller kompakt som vist i fig. 3. 1

Ifølge nærværende opfindelse er tilvejebragt et kabel som defineret i krav 1.

DK 170188 B1 6

De før nævnte problemer med den kendte teknik er blevet overvundet ved kabler ifølge opfindelsen. Et kabel ifølge opfindelsen indeholder en kerne, som kan indeholde op- * t tiske fibre eller metalliske ledere. Kablet kan også in-5 deholde et kernerør, som omslutter kernen, og en plastkappe, som omslutter kernerøret. Vandstandsende foranstaltninger inden i kernerøret er således, at de optiske fibre i kernen bliver i det væsentlige afkoblet fra skærmsystemet i mindst en retning på tværs af kablets 10 længdeakse. Foranstaltningerne er således, at de optiske fibre er tilstrækkeligt koblet til skærmsystemet i en langsgående retning til, at de kan bevæges væsentligt med skærmsystemet, når der tilføres trækkræfter til kablet.

15 En i længderetningen forløbende vandstandsende del inden i kernerøret kan antage mange former. Den kan f.eks. omfatte et laminat omfattende et pulver indesluttet mellem to tapes. Eller den kan omfatte et substrattape, som er imprægneret med et materiale, som holdes i en non-woven, 20 vævslignende tape i suspension uden den bliver påvirket.

Når den udsættes for vand reagerer imprægneringsmaterialet ved at svulme op og bevirke, at tapen forhindrer passagen af vand gennem skærmsystemet mod kernen og dets bevægelse i kablets længderetning. 1 en udførelsesform 25 omfatter imprægneringsmaterialet en film af vandopsvulme-lig eller såkaldt superabsorberende materiale. 1 en anden udførelsesform kan tapen behandles med en pasta omfattende et superabsorberende materiale. Imprægneringsmaterialet kan være en polyacrylsyre med en forsæbning i et 30 relativt stort område, eller den kan være en polyacryl-amid. Desuden kan imprægneringsmaterialet omfatte blandinger af salte af polyacrylsyre eller polyacrylamid eller copolymere eller derivater af acrylsyre og acrylamid.

Desuden kan de vandstandsende foranstaltninger inden i 35 kernen omfatte et eller flere garner såsom f.eks. KEVLAR® garn, som er blevet imprægneret med et superabsorberende materiale eller som omfatter superabsorberende fibre.

DK 170188 Bl 7

Desuden kan de vandstandsende foranstaltninger i kernen omfatte en vandstandsende tape, som kan gå til anlæg mod en indre overflade af kernerøret, og vandstandsende garn eller garner.

5

Desuden kan kablet ifølge opfindelsen indeholde supplerende vandstandsende dele anbragt uden for kernen. En vandstandsende tape kan være anbragt imellem kernerøret 6 og kappen. Alternativt kan garner såsom KEVLAR garn, som 10 er blevet imprægneret med et vandstandsende materiale, være svøbt omkring kernerøret.

Opfindelsen skal i det følgende nærmere beskrives med henvisning til tegningen, hvorpå: 15 fig. 1 viser et perspektivisk billede af et kommunikationskabel med en kerne, som indeholder en vandstandsende del med en række lag af omslutningssystemet fjernet og med nogle af lagene overdrevet i tykkelse af tydeligheds-20 grunde, fig. 2 viser et tværssnitsbillede af kablet i fig. 1, som viser nogle elementer af kablet mere detaljeret, 25 fig· 3 og 4 viser et perspektivisk og snitbillede af en anden udførelsesform for kablet ifølge opfindelsen, fig. 5 viser et perspektivisk billede af en anden udførelsesform for kablet i fig. 1, 30 fig. 6 viser et snitbillede af kablet i fig. 5, fig. 7-8 viser perspektivisk og i snit en yderligere udførelsesform for kablet ifølge opfindelsen, som omfatter 35 et vandstandsende garnsystem inden for kernen, og DK 170188 B1 8 fig. 9-10 viser et perspektivisk billede og et snitbillede af en yderligere udførelsesform for kablet i fig. 7 og 8.

5 I fig. 1 og 2 ses et kommunikationskabel 20, som har en længdeakse 21. Det omfatter en kerne 22 omfattende en eller flere enheder 24-24 af optiske fibre 25-25, som kan være omsluttet af et ydre lag af f.eks. polyvinylchlorid (PVC). Hver af enhederne 24-24 er omsluttet med et binde-10 bånd 27. Kernen 22 indeholder en vandstandsende del 26, som er anbragt i et kernerør 28 af omslutningssystemet 32. I den viste udførelsesform er den vandstandsende del 26 rørformet og anbragt i nærheden af kernerøret 28.

15 Den vandstandsende del 26 er i en udførelsesform i formen af en tape 30, som kan omfatte en substrattape, som kan være fremstillet af et hydrophobisk materiale, og som er blevet behandlet med et vandstandsende materiale. Fortrinsvis er det behandlede tape hydrophilisk. Et hydro-20 philisk materiale er et materiale, som har stærk affinitet for vand, idet det let absorberer vand. Som det ses er tapen 30 blevet svøbt omkring enhederne 24-24 på en måde, som eventuelt kan indeholde en overlappet søm. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Kernerøret 28 er indesluttet af en metalskærm 34 og en 2 ydre plastkappe 38. Omslutningssystemet 32 indeholder og 3 så to diametralt modstående forstærkningsdele 36-36. Des 4 uden kan en yderligere tape 39 være svøbt omkring en ydre 5 overflade af kernerøret 28. Tapen 39 er en vandstandsende 6 tape, som kan være den samme som tapen 30.

7 » 8 I en udførelsesform er tapen 30 et spinbonded, non-woven 9 polyestermateriale og omfatter en banestruktur, som ér ^ 10 sammensat af tilfældigt anbragte fibre, som er bundet 11 primært ved trådoverkrydsningerne. Kontinuiteten af banens fibre vil, selvom det ikke er nødvendigt for opfindelsen, forsyne banen med en forøget traskstyrke. Fibrene DK 170188 B1 9 kan være fremstillet af et hvilket som helst plastformstof eller et andet passende materiale, som har den egenskab, at det opretholder sin form ved tilstedeværelsen af temperaturer, som findes under ekstruderingen af kerne-5 røret 28. Banestrukturens fibre er anbragt således, at deres luftceller eller lommer dannes.

Et polyethylenterephthalat-fiberprodukt fremstillet i en banestruktur som ovenfor beskrevet er blevet identifice-10 ret under det registrerede varemærke "Reemay" af E.I. du Pont de Nemours og Company, Incorporated of Wilmington, β

Delaware. For nylig er Reemay banestrukturen blevet til rådighed i en række tykkelser og dentiteter fra Reemay,

Inc. of Old Hickory, Tennessee. Egenskaberne ved Reemay 15 tapes er yderligere defineret og beskrevet i Bulletin R-1, fra marts 1986 under titlen "Properties and Processing of Reemay Spunbonded Polyester" fra E.I. du Pont de Nemours og Company, Wilmington, Delaware.

20 Selvom en spinbonded polyestertape anvendes i en foretrukket udførelsesform, er andre også acceptable. F.eks. kan tapen, som skal imprægneres, være et nylon-spinbonded stof, non-woven glas, smelteblæst, non-woven stof, et polypropylen, spinbonded stof af polyurethan eller 25 f.eks. TCF-cellulosestof.

Fortrinsvis virker tapen 30 ifølge opfindelsen også som en termisk barriere, ikke blot under kernerørets 28 eks-trudering, men også under kappens 38 ekstrudering. Når 30 kappen 38 er ekstruderet over skærmen 34, er varme til rådighed for overføring til den optiske fiberkerne. Kablets 20 tape 30 har evnen til at isolere imod den varme, som forårsages ved ekstruderingen af kernerøret og kappen.

En anden vigtig egenskab ved substrattapen er stivheden af tapens materiale. Inden for visse grænser er det, når 35 DK 170188 B1 10 substrattapens materiale gøres gradvis stivere, stadig lettere at forme tapen i længderetningen omkring enhederne 24-24, uden rynkning. Det er imidlertid vigtigt, at materialet har en tilstrækkelig hukommelse, således at 5 det forsøger at fjedre udefter for at gå i forbindelse - med kernerørets 28 indre overflade. Som en ønskelig konsekvens opnås en minimal samlet diameter for kablet, hvilket vil imødekomme alle de nødvendige krav.

10 Stivheden af substrattapens materiale styres ved en kombination af faktorer, f.eks. antallet af optiske fibre pr. enhedsvolumen, tykkelsen af materialet, dimensionen af de optiske fibre og graden og typen af binder, som anvendes i materialet. Hvis materialets tykkelse vokser, 15 vokser materialeudgifterne pr. overfladeareal af dækket kabel naturligvis. Hvis man øger antallet af optiske fibre pr. volumen eller forøger mængden af binder, er der tilbøjelighed til at nedsætte materialets evne til at forhindre varmeoverførsel. Således skal mindst fire fak-20 torer, tapens 30 formbarhed, tapens pris, tapens isolationsevne og dens vandstandsende evne tages i betragtning og afbalanceres ved tilvejebringelse af det rette materiale til brug på et. bestemt kabel.

25 1 en udførelsesform kombinerer den spinbondede polyester tape de termiske, kemiske og mekaniske egenskaber ved polyesterfibre med en spinbonded struktur til tilvejebringelse af en tape, som er egnet i et kommunikationskabel«

Disse egenskaber omfatter en relativ høj trækstyrke og 30 forlængelse, udmærket overrivningsstyrke og modstand imod temperaturer op til over 232 °C.

For at gøre substrattapen opsvulmelig ved berøring med fugt er den imprægneret med et egnet vandopsvulmeligt ma-35 teriale, som herefter betegnes som et superabsorberende materiale.

DK 170188 B1 11

Superabsorptionsmidler er hydrophiliske materialer, som kan absorbere og tilbageholde vand uden opløsning i fluidet, som absorberes. Se J.C. Djock og R.E. Klern (Review of Synthetic and Starch-Graft Copolymer Suberabsorbent" 5 udgivet for The Absorbent Products Conference, som blev afholdt den 16.-17. november 1983 i San Antonio, Texas. Egenskaber såsom enzymstabilitet, bionedbrydelighed, absorbtionsevne og optagelseshastighed anvendes til at karakterisere et superabsorberende materiale. Et af de 10 første superabsorberende materialer var en forsæbet, stivelsespåført polyacrylnitril copolymer. Se USA patentskrift nr. 3 425 971. Det ovennævnte patent angiver forsæbede stivelsespåførte polyacrylonitril copolymere med vandig basis.

15

De to hovedsuperabsorbtionsmidler, som er tilgængelige i dag, er cellulose eller stivelsespåførte coplymere og syntetiske superabsorbtionsmidler. Der er to brede hovedklasser af syntetiske superabsorbtionsmidler. Disse er 20 polyelektrolytterne og ikke-elektrolytterne. Polyelektro-lytterne er de mest betydningsfulde og falder i fire klasser - polyacrylsyre-superabsorbtionsmidler, polymale-inanhydrid-vinylmonomer-superabsorbtionsmidler, polyacry-lonitril-baserede-superabsorbtionsmidler og polyvinyl-25 alkohol-superabsorbtionsmidler. Af disse er polyacrylsy- re- og polyacrylonitril-baserede-superabsorbtionsmidler de mest almindelige. Med hensyn til cellulose-påført copolymer-superabsorbtionsmidler aftager kapaciteten af de syntetiske superabsorbtionsmidler med voksende salt-30 holdighed.

Polyacrylsyre-klassen af superabsorbtionsmidler omfatter både homopolymere og copolymere af acrylsyre og acrylat-estere. Monomere enheder er sædvanligvis polymeriseret 35 for at frembringe en vandopløselig polymer, som så gøres uopløselige ioniske og/eller covalent tværbinding. Polymerens tværbinding kan opnås med en multivalent kation, DK 170188 B1 12 stråling eller med et tværbindingsmiddel. Produktets absorbtionsevne fastlægges ved antallet af ioniserbare grupper, især carboxylater, og tværbindingstætheden.

5 Tværbindingstætheden påvirker ikke blot absorbtionsevnen, * men også den tid, som er nødvendig for at absorbere, samt styrken af den dannede gel. Desto højere tværbin-dingstæthed desto stærkere gel dannes generelt. Tiden til at nå absorbtionskapaciteten aftager, når tværbindings-10 tætheden vokser, og absorbtionskapaciteten aftager.

En spinbonded tape 30 kan være imprægneret med en hvilken som helst af flere vandstandsende superabsorberende materialer. I en udførelsesform er den imprægneret med et su-15 perabsorberende materiale, som er afledt fra en vandig opløsning omfattende acrylatpolymerisk materiale, som kombinerer acrylsyre og natriumacrylats virkemåder og vand.

20 Imprægneringsmaterialet for en udførelsesform omfatter et natriumsalt af polyacrylsyre, i hvilket alle carboxyl-grupperne eventuelt kan reagere med natrium. Den er med andre ord forsæbet helt eller delvist. Forsæbningsniveauet, som kan falde inden for et relativt stort område, af-25 hænger af ønskede egenskaber. Efter tapen 30 er blevet imprægneret, tørres superabsorbtionsmidlet til frembringelse af en film på tapen. Den imprægnerede tape 30 har en o densitet omkring 0,037 til 0,061 kg/m , hvilket omfatter densiteten af den ubehandlede tape forøget 60-80%, dvs.

30 tilføjelsen, med den behandlende materiale.

I en anden udførelsesform imprægneres en Reemay spinbonded polyestertape med en vandig opløsning omfattende acrylat og acrylamid polymerpulvere blandet med vand.

35 Tapen har imprægneret med en sådan forbindelse en densitet, som kan repræsentere en forøgelse op til omkring 80% af densiteten af den ubehandlede tape. I hver af de netop DK 170188 B1 13 beskrevne udførelsesformer er imprægneringsmaterialet en blanding af vand eller et andet flydende medium og et superabsorbtionsmiddel, i hvilket blandingen omfatter omkring 4-24% faststoffer, når imprægneringsmaterialet er 5 en vandig opløsning og påført.

I almindelighed kan tapen 30 imprægneres med (1) et materiale omfattende polyacrylsyre, eller (2) et materiale omfattende polyacrylamid eller (3) blandinger af (1) og 10 (2), eller salte deraf, eller (4) copolymere af acrylsyre og acrylamider og salte deraf, samt andre lignende superabsorbtionsmidler .

Som svar på berøring med vand svulmer det superabsorbe-15 rende materiale i en kabelkonstruktion fordelagtigt op for at blokere strømmen af vand, inklusiv den i en længderetning. Det superabsorberende materiale danner også en gel og ændrer viskositeten af det indtrængende vand ved kontaktpunktet med det superabsorberende materiale, hvil-20 ket gør den mere viskøs og derfor udvikler mere modstand mod vandstrømmen. Som følge heraf er kablet ifølge opfindelsen i stand til at imødekomme industristandarder med hensyn til vandstrømning i kablets længderetning fra et indgangspunkt.

25

Substrattapen for en imprægneret tape 30 besidder også specifikke egenskaber såsom porøsitet og tykkelse, som forbedrer dets anvendelse som et vandstandsende element for et kabel, især for et kommunikationskabel. Behovet 30 for, at tapen er fremstillet af et materiale, som har høj porøsitet er af betydning. Det har vist sig, at substrattapens vandopsvulmelighed vokser, når tapens porøsitet vokser. Porøsitet kan måles ved luftpermabilitet i enheder kubikfod pr. minut ved et angivet vandtryk. Ved 124 3 2 35 Pa er typiske porøsiteter i området 0,5 til 5,1 m /m x s.

DK 170188 B1 14

Eftersom et Reemay tape er så porøst og hermed i det væsentlige cellular i struktur, er det klart, at tapen er i stand til at optage en væsentlig mængde imprægneringsmateriale. Som følge deraf berører indtrængende vand et 5 væsentligt område af imprægneringsmaterialet, som er Λ vandstandsende. Der er en overraskende hurtig reaktion imellem det vandstandsende materiale og vandet, hvilket bevirker, at det vandstandsende materiale svulmer op og spærrer for yderligere bevægelse af vandet i kablets 10 længderetning.

Porøsiteten af den ubehandlede substrattape aftager med voksende tykkelse. 1 en udførelsesform er Reemay tapen benævnt 2014, som ved 124 Pa har en porøsitet på 4,1 3 2 15 m /m x s. Reemay tape markedsført under kodebetegnelsen 2 2014 har en densitet på 0,037 kg/m , en tykkelse på 0,02 cm og er dannet af hovedsagelig rette polyethylentereph- thalatfibre. Reemay tape, som har en kodebetegnelse 2024 o har en densitet på 0,078 kg/m , en tykkelse på 0,030 cm, 3 2 20 en porøsitet på 1,5 m /m x s ved 124 Pa og er desuden udformet af hovedsagelig rette polyethylenterephthalatfi-bre. Reemay tape med en kodebetegnelse på 2415 har en densitet på 0,037 kg/m , en tykkelse på 0,036 cm, en po- 3 '2 røsitet på 3,6 m /m x s ved 124 Pa og er dannet af 25 krympede polyethylenterephthalatfibre.

Det er klart, at en række andre sorteringer og tykkelser af Reemay spinbonded polyestertape eller andre lignende materialer kan anvendes. Materialedensiteter på op til 2 30 omkring 0,074 kg/m er praktiske værdier. En praktisk materialetykkelse kan være i området fra 0,013 cm til 0,030 cm. Disse værdier begrænser på ingen måde opfindelsen, men repræsenterer de nu foretrukne områder. 1

Selvom substrattapens porøsitet er relativ høj, er porøsiteten af den imprægnerede tape om mulig relativ lav.

Hvis derfor tapen 39 er anbragt i nærheden af kabelkappen DK 170188 B1 15 uden nogen skærm derimellem finder en gennemtrængning af den smeltede plastkappe ikke sted.

Porøsiteten af substrattapen for en imprægneret tape 30 5 skal være afbalanceret i forhold til andre egenskaber. Eftersom tapen f.eks. er indesluttet i et kabel, er det gavnligt, at den har en relativ høj trækstyrke. For en bestemt tapebredde aftager trækstyrken, når tykkelsen aftager. Selvom en større tykkelse er ønskelig for så vidt 10 trækstyrken angår, kan en større tykkelse resultere i mindre porøsitet, i det mindste for de tape, som er kommercielt tilgængelige. Derfor skal disse to egenskaber afbalanceres mod hinanden for at komme frem til en endelig tykkelse. Som før nævnt har det foretrukne 2014 15 Reemay tape en tykkelse på 0,02 cm, hvilket er egnet til anvendelse i kabler ifølge opfindelsen.

Tykkelsen af nævnte tape 30 og 39 er også vigtig udfra et andet synspunkt. For at kablet kan blive termineret med 20 standarddimensioneret maskinel, skal dets diameter holdes inden for et ønsket område. Derfor skal tykkelsen af hvert element i omslutningssystemet tages i betragtning. Derfor etableres tykkelsen, mens porøsiteten og trækstyrken holdes i erindring. Tapen må ikke være for tynd, el-25 lers påvirkes trækstyrken ugunstigt, og hvis den er for tyk, bliver porøsiteten og kablets yderdiameter ugunstigt påvirket.

I en foretrukket udførelsesform er den vandstandsende del 30 i form af en tape 30 et laminat. Laminatet omfatter to cellulosetape, som er non-woven, og som indeholder et superabsorberende pulvermateriale derimellem. Det super-absorberede pulver kan være fremstillet af superabsorberende materialer som før beskrevet med hensyn til den im-35 prægnerede tape. Et laminat foretrækkes på grund af den relativt hurtige reaktion, dvs. en relativ høj opsvulmningshastighed, som frembydes, når den berøres af fugt.

DK 170188 B1 16

De vandstandsende foranstaltninger 1 tapen, som er dannet Inden 1 røret 28, frembyder en dobbelfunktlon. Den vandstandsende tape 30 er anbragt 1 nærheden af kernerøret 28 med de optiske fibre anbragt inden i kernen. For det før-5 ste blokerer de vandets vandring radialt indad imod Ψ transmissionsmediet inden i kernen. For det andet forhindrer de væsentligt vandets langsgående udbredelse langs kablet i f.eks. splejsningskasser.

10 Den strukturelle anbringelse af kablet ifølge opfindelsen tilvejebringer yderligere en anden fordel. Transmissionsmediet, f.eks. de optiske fibre, er væsentligt afkoblet fra kernerøret og hermed fra omslutningssystemet i mindst en retning på tværs af kablets længdeakse. På den anden 15 side er transmissionsmediet koblet tilstrækkeligt til omslutningssystemet i den langsgående retning til at transmissionsmediet bevæges med omslutningssystemet, når der påføres trækkræfter til kablet. Det bør naturligvis være klart, at dette skal fortolkes til at betyde i det væ-20 sentlige hele længden af mediet bevæges med omslutningssystemet; der kan være en kort længde i nærheden af kablets ende, som bliver trukket med i kappen, når der påføres traskkræfter til kablet.

25 Afkobling udføres ved at bringe de vandstandsende foranstaltninger og andre elementer i kernerøret til at være anbragt således, at der er tilvejebragt tilsigtede tomrum 40-40 i kernen. Dette er i modsætning til kendte kabler, hvor kernene i det væsentlige er helt fyldt med kombina-30 tioner af optiske fibre og vandstandsende eller andre typer af garn.

Andre elementer, som kan være indeholdt i kernen, er i - midten anbragte garner såsom et garn 42 i et kabel 43 som 35 vist i fig. 3 og 4. Garnet 42 kan f.eks. være imprægnerede KEVLAE® af garn med et antal optiske fibre 44-44 anbragt derom. Garnet og de optiske fibre er indesluttet i DK 170188 B1 17 et kernerør 46 og en plastkappe 48. I denne udførelses-form er de optiske fibre slået. De optiske fibre, garnet og kernerøret er således, at der er tilvejebragt væsentlige tilsigtede tomrum 40-40 i kernerøret.

5

Hvad der er vigtigt er, at forholdet mellem elementernes tværsnitsareal inden i kernerøret og kernerørets tværsnitsareal er mindre end en forudbestemt værdi. Med andre ord overstiger summen af tværsnitsarealerne af de optiske 10 fibre og af f.eks. den vandstandsende tape og/eller garnet, og andre elementer inden i kernerøret i forhold til det af kernerøret begrænsede areal ikke en værdi, som tillader væsentlig tværgående bevægelse af de optiske fibre inden i kernerøret.

15

Det er vigtigt ved den her angivne type kabelkonstruktion at tillade, at de optiske fibre, som ved kablets bøjning er anbragt på træksiden af bøjningsaksen, bevæger sig i det mindste hovedsageligt i forhold til den neutrale bøj-20 ningsakse for at mildne spændinger i de optiske fibre. Naturligvis kan de optiske fibre bevæge sig yderligere i delen af kablet under tryk ved bøjning. Som følge af den tilsigtede foranstaltning af væsentlige tomrum tillades det med andre ord, at de optiske fibre underkastes en væ-25 sentlig tværbevægelse inden i kernerøret 28.

I en udførelsesform overstiger forholdet mellem summen af tværsnitsarealerne af de optiske fibre i kernerøret 28 i forhold til tværsnitsarealet begrænset af kernerørets 30 indre væg ikke en forudbestemt værdi på omkring 0,5. Denne styring af dette arealforhold medvirker til at sikre, at mediet inden i kernen afkobles fra omslutningssystemet i den tværgående retning for at undgå mikrobøjning af de optiske fibre og mildne spændinger, som tilføres de op-35 tiske fibre, mens den ikke svækker kobling til omslutningssystemet i en længderetning.

DK 170188 B1 18

Afkoblingen ved anbringelsen af tilsigtede tomrum og styring af ovennævnte arealforhold tillader en væsentlig bevægelse af transmissionsmediet i mindst en tværgående retning, når kablet spændes, som f.eks. ved kablets bøj-5 ning. I virkeligheden tillader dette en frihedsgrad for transmissionsmediet, som mildner imod spændingen, som tildeles mediet for en bestemt spænding eller deformation, som påføres kabelsystemet.

10 1 en anden udførelsesform som vist i fig. 5 og 6 kan den vandstandsende del uden på kernerøret 28 omfatte garner 50-50, som hver strækker sig i skruelinie eller lineært langs kablet. Se USA patentskrift nr. 4 815 813. Det bør også bemærkes af fig. 6, at kernen kan omfatte et antal 15 optiske fiberbånd 52-52, som hver omfatter et plant array, f.eks. af optiske fibre 25-25.

Hvert garn kan f.eks. være et 3183 denier garn, som er blevet behandlet med et vandopsvulmeligt materiale eller 20 fremstillet af vandopsvulmelig fiber. Et sådant garn er kendt fra USA patentskrift nr. 4 366 206. Garn, som er egnet til anvendelse, fremstilles af Hapan Exlan Co.,

Ltd. af Osaka, Japan, under varemærkebetegnelsen "LANSEAL-F" superabsorberende fiber og er kommerciel til-25 gængelig fra Chori America, Inc. Det er klart, at et enkelt garn, som strækker sig i kablets længderetning på lineær eller skrueformet måde afviger meget lidt fra en ønsket binding imellem kappen og et eventuelt underliggende element.

30

Garnet kan strække sig eller svøbes i skruelinieform omkring kabelkernerøret 28, således at hver skruelinievik-let garn krydser periodisk de lineært forløbende forstærkningsdele 36-36. Alternativt kan garnet strække sig 35 lineært eller være viklet i skruelinie i en modsat retning i forhold til retningen af forstærkningsdelene, som kan være viklet i skruelinie.

DK 170188 B1 19 Går man nu til fig. 7 og 8 ses der et kabel, som generelt er betegnet med henvisningstallet 60. Kablet 60 indeholder en kerne 62, som omfatter en eller flere af enhederne 24-24, som hver omfatter et antal optiske fibre 25-25, 5 som i en foretrukket udførelsesform strækker sig lineært uden tilsigtet slåning. De optiske fiberenheder 24-24 er indesluttet af et kernerør 68, som kan være fremstillet af et plastmateriale.

10 Inden i kernerøret 68 er anbragt et antal vandstandsende dele 70-70. Hver af de vandstandsende dele 70-70 kan være et garn 50 således som det tidligere beskrevne i forbindelse med kablet i fig. 5. Hver vandstandsende del 70 kan være forsynet med et binderbånd 71 for at holde garnets 15 fibermateriale intakt.

Som det desuden fremgår af fig. 7 og 8 er kernerøret 68 omsluttet af en kappe 73, som omfatter et plastmateriale.

En vandstandsende del 75 kan være indskudt imellem en ud-20 vendig overflade af kernerøret 68 og kappen 73, hvilken vandstandsende del supplerer den vandstandsende tape eller garnet i kernen. Den vandstandsende del 75 kan omfatte et laminat af to non-woven taper med et pulver derimellem, som i den foretrukne ud førelses form i fig. 1 el-25 ler 2, eller den kan omfatte et tape, som har været imprægneret med et superabsorberende materiale, eller den kan omfatte imprægneret garn eller garn sammensat af superabsorberende materiale. Hvis der kun benyttes vandstandsende garn, er garnet eller garnerne i stand til at 30 standse vandets strømning i længderetningen, og efter opsvulmning desuden standse vandets bevægelse radialt ind ad.

Af yderligere vigtighed er garntypen, hvis en sådan an-35 vendes. Det foretrækkes, at den er sammentrykkelig. Dette bidrager til bevægelsesfrihed for mediet i mindst en tværgående retning.

DK 170188 B1 20

Kablet 60 indeholder også et forstærkningssystem, som kan omfatte diametral modsatte pluraliteter 76-76 af i længderetningen forløbende forstærkningsdele. Hver forstærkningsdel 76 kan omfatte ikke-metalliske dele, hvoraf en 5 er betegnet 77 og kan være relativ stiv, hvorimod hver af ^ de øvrige af antallet af betegnet 79 og er relativ fleksibel.

Arrangementet ifølge opfindelsen står i kontrast med tid-10 ligere kendte arrangementer, i hvilke den fiberoptiske kerne er fyldt i det væsentlige helt med garn imellem de optiske fibre og kernerøret. Tilsyneladende vil de kendte arrangementer resultere i i det mindste en eller anden kobling af de optiske fibre til kernerøret i den tvær-15 gående retning og derved forhindre en væsentlig bevægelse i en tværgående retning, hvis kablet udsættes for spænding som ved bøjning. I kablet ifølge opfindelsen er der væsentlige tomrum mellem de optiske fibre og kernerøret, hvilket er tilvejebragt med hensigt, og hvilket mildner 20 imod kobling i tværplanet.

1 en alternativ udførelsesform for kablet i fig. 7 og 8 indeholder det i fig. 9-10 viste kabel 80 en kerne 62, som kan indeholde et antal bånd 52-52 med optiske 25 fibre, således som i kablet i fig. 5. Båndene 52-52 og et antal vandstandsende garner 70-70 er indesluttet af kernerøret 68. Som supplement er vandstandsende garndele 88-88 anbragt mellem kernerøret 68 og kappen 73. 1 2 3 4 5 6

Kablet 80 i fig. 9-10 indeholder desuden et forstærk 2 ningsdelsystem. Forstærkningsdelsystemet kan indeholde to 3 pluraliteter 76-76, som hver indeholder en stangformet 4 forstærkningsdel 77 og to fleksible tildækninger 79-79. * 5

Hver forstærkningsdel er helt indesluttet af plastkappen 6 og kan eventuelt være i indgreb med kernerøret 68.

DK 170188 B1 21

Det bør også bemærkes, at kablet 80 Indeholder vandstandsende garner anbragt 1 nærheden af forstærkningsdelene og svøbt 1 skruelinie omkring kernen. Garnerne krydser de lineært forløbende forstærkningsdele ved et antal steder, 5 som giver mulighed for at garnet opfanger og svulmer og derved blokerer udbredelse af fugt langs forstærkningsdelene. Eller hvis forstærkningsdelene er svøbt i skrueli-nieform omkring kablets længdeakse, kan garnerne strække sig lineært.

10

Kablet 20 i fig. 1 og 2 indeholder et vandstandsende tape, som er anbragt i kernen. Kablet i fig. 7-10 indeholder vandstandsende garner, som er anbragt i kernen. Det bør også bemærkes, at kernen af et kabel kan indeholde en 15 vandstandsende tape og vandstandsende garn eller garner.

Hvad der er vigtigt er, at de vandstandsende kernedele kan være tilvejebragt på en måde, som opretholder de optiske fibres afkobling fra omslutningssystemet i en retning på tværs af kablets længdeakse. Det bør desuden be-20 mærkes, at hvis en tape er anbragt i kernerøret, behøver den ikke at være anbragt koncentrisk tilstødende med kernerøret som vist i fig. 1-2.

Det bør gøres klart, at plastmaterialet for kappen i ud-25 førelsesformerne, som er vist i fig. 3-6 og 9-10 kan afvige fra kernerørene. Eftersom der kun anvendes garn imellem de to afhænger plastmaterialet, hvis dette kunne have en relativ høj binding derimellem, af hvad der ønskes og afhænger af ekstrusionsbetingelser.

30

Det bør naturligvis gøres klart, at de vandstandsende foranstaltninger ifølge opfindelsen kan være indeholdt i andre kabelforstærkningssystemer end de beskrevne. Det kan f.eks. være som vist i USA patentskrift nr.

35 4 765 712. Eller omslutningssystemet kan være det vel kendte krydslagsystem, som er kendt fra USA patentskrift nr. 4 241 979.

DK 170188 B1 22 I udførelsesformerne, som er vist i fig. 3-10, er de optiske fibre, ligesom i kablet i fig. 1, i det væsentlige afkoblet på tværs fra omslutningssystemet. Det vandstandsende system i kernen fylder kun en del af arealet af 5 kernerøret, som ikke er fyldt med de optiske fibre. Des- s uden omfatter det vandstandsende system i kernen en tape eller garn eller begge dele eller et antal tape eller garner, som er tilvejebragt for med hensigt at bevirke, at kernen indeholder tomrum i modsætning til nogle tidli-10 gere kendte systemer, som indeholder garn og tape, og som helt udfylder mellemrumsarealet omkring de optiske fibre, som er anbragt i kernerøret.

15 20 25 1 -0 35

Claims (6)

1. Kommunikationskabel omfattende en kerne (22) med en 5 længdeakse (21) og med mindst ét transmissionsmedium, et kernerør (28), der omslutter nævnte kerne, og et omslutningssystem, der indeholder en kappe, som omfatter et plastmateriale, og som omslutter nævnte kernerør, og et i længderetningen forløbende vandstandsende system (26), 10 der er anbragt inden for kapperøret for at modvirke udbredelse af vand i længderetningen langs kernen, hvilket kabel er kendetegnet ved, at tiltænkte hulrum er tilvejebragt i kernerøret for at bibringe transmissionsmediet en grad af frihed i forhold til det vand-15 standsende system, hvilket mindst ene transmissionsmedium er i det væsentlige afkoblet fra omslutningssystemet (32) i det mindste i en retning på tværs af længdeaksen, mens det i tilstrækkelig grad er koblet til det omslut tende system i længderetningen for at medføre, at det i 20 det mindst ene transmissionsmedium i det væsentlige føres med nævnte omsluttende system, når trækkræfter påføres kablet.

2. Kommunikationskabel ifølge krav 1, kendeteg-25 net ved, at kernerøret er udformet således, at forholdet mellem summen af tværsnitsarealerne af det i det mindste ene transmissionsmedium og af det vandspærrende system (26) inden for kernerøret i forhold til tværsnitsarealet inden for røret ikke overskrider en forudbestemt 30 værdi.

3. Kommunikationskabel ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det omsluttende system inkluderer et styr-keelementsystem (36-36). 35

4. Kommunikationskabel ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det vandstandsende system omfatter en i 24 DK 170188 B1 længderetningen forløbende vandspærrende tape (30), hvilken tape inkluderer et vandspærrende materiale, der er opsvulmeligt ved kontakt med vand for at blokere indtrængning af vand ind i kernen og modvirke udbredelse af 5 i længderetningen langs kablet.

5. Kommunikationskabel ifølge krav 4, kendetegnet ved, at tapen er viklet omkring transmissionsmediet mellem transmissionsmediet og nævnte kernerør. 10

6. Kabel ifølge krav 4, kendetegnet ved, at det vandspærrende element inkluderer en porøs laminat, der omfatter to taper (30, 39), der strækker sig i længderetningen, og som har pulver anbragt derimellem, hvor nævnte 15 pulver svulmer op ved kontakt med fugt. 20 25 1 35 o