FI90146C - Fiberoptisk kabel - Google Patents

Description

1 90146

Kuituoptinen kaapeli Tämän keksinnön kohteena on kuituoptinen kaapeli käsittäen yhden tai useampia, useiden rinnakkain sovitet-5 tujen optisten kuitujen muodostamia kuitunauhoja sovitettuina pinoksi ja kuitunauhapinoa ympäröivän suojarakenteen, jossa on poikkileikkaukseltaan yleisesti suorakaiteen muotoinen ontelotila, jossa kuitunauhapino on sovitettu kulkemaan kuitunauhojen pituussuunnassa aaltomaises-10 ti.

Kuitunauhojen käytöllä saavutetaan suuri kuitujen pakkaustiheys verrattuna kaapelin ulkoiseen kokoon, mutta niiden käyttöön liittyy myös ongelmia, jotka liittyvät erityisesti siihen kuitunauhojen ominaisuuteen, että niitä 15 ei voida taivuttaa kuin vain yhden akselin suuntaan ja kiertää vain suurelle spiraalille. Lisäksi kuitunauhoilla täytyy olla ylimääräpituus suojarakenteeseensa nähden. Tämä vaatimus voidaan toteuttaa joko pakottamalla kui-tunauhat kulkemaan aaltomaisesti suojarakenteen sisällä 20 tai saattamalla urat, joihin kuitunauhat sijoitetaan, kul kemaan suojarakenteen pituussuunnassa vaihtosuuntakerra-tusti. Jälkimmäisen rakenteen etuna on, että kaapeli on taivutettavissa joka suuntaan, mutta urarungon tekeminen halutuista materiaaleista on vaikeaa ja kuitunauhojen ker-25 taus uriin on hidasta ja häiriöherkkää sekä edellyttää monimutkaista koneistoa.

Johdantokappaleessa kuvatun kaltainen kuituoptinen kaapeli tunnetaan puolestaan esimerkiksi WO-hakemusjulkaisusta 91/00536. Tässä kaapelirakenteessa kuitunauhapino 30 johdetaan pursotuspään läpi, jossa sen ympärille pursote-taan suojarakenne, jonka keskellä on oleellisesti poikkileikkaukseltaan suorakaiteen muotoinen kammio kuitunauhapinoa varten. Tämän jälkeen suojarakennetta joudutaan läm-pökäsittelemään, jotta se saadaan kutistumaan siinä mää-35 rin, että sen sisällä oleva kuitunauhapino asettuu aalto- 2 90146 maiseen muotoon. Tällä tavoin kuitunauhapinossa oleville kuiduille saadaan ylimääräistä pituutta verrattuna itse suojarakenteen pituuteen. Tämä on välttämätöntä, jotta kaapeli kykenee sopeutumaan erilaisiin lämpötilaolosuhtei-5 siin. Lämpötilan vaihdellessa muovimateriaalia olevan suojarakenteen pituus nimittäin vaihtelee merkittävästi kun taas lasimateriaalia olevien optisten kuitujen pituus ei juurikaan muutu.

WO-hakemusjulkaisusta 91/00536 tunnetun kuituopti-10 sen kaapelin suojarakenteeseen liittyy kuitenkin useita oleellisia puutteita. Ensinnäkään suojarakenteesta ei kyetä saamaan mittatarkkaa johtuen sen valmistusmenetelmästä ja erityisesti tämän valmistusmenetelmän osana olevasta kutistamisesta. Lisäksi kuitunauhapinolle varatun ontelo-15 tilan täyttämiseen täytemassalla, joka estää kosteuden etenemisen ontelotilassa, joudutaan käyttämään massaa, jonka viskositeeti on alhainen, koska kuitunauhapino ja täytemassa joudutaan johtamaan suojarakenteen sisään samassa kanavassa.

20 Esillä olevan keksinnön tavoitteena on tuoda esiin johdantokappaleessa kuvatun kaltaisen kuituoptisen kaapelin suojarakenne, johon ei liity yllä kuvattuja ongelmia. Tähän päästään keksinnön ensimmäisen suoritusmuodon mukaisessa kaapelissa siten, että suojarakenne käsittää ainakin 25 yhden ennalta valmistetun profiilimaisen osan, jossa on kourumainen tila kuitunauhapinoa varten, ja että profiilimaisen osan kourumaisen tilan pohjaan rajoittuvassa pinnassa on kourun pituussuunnassa etenevä aallotus. Tällöin siis valmistetaan ennalta kourumainen profiili, jolloin 30 siitä saadaan mittatarkka, ja optisten kuitunauhojen muodostama pino sovitetaan kaapelin valmistuksen yhteydessä tämän ennalta valmistetun profiilin kouruun ja pakotetaan noudattamaan kourun pohjan muotoa. Lopuksi profiili suljetaan päällysvaippauksella, johon voidaan sijoittaa myös 35 kaapelin pituussuuntaista vetolujuutta parantavia raken- 11 3 90146 teitä.

Keksinnön mukaisen kuituoptisen kaapelin toiselle suoritusmuodolle on tunnusomaista, että suojarakenne käsittää kaksi ennalta valmistettua osaa, jotka toisiinsa 5 yhdistettyinä sulkevat sisäänsä poikkileikkaukseltaan yleisesti suorakaiteen muotoisen ontelotilan kuitunauhapi-noa varten ja että ainakin toisen ontelotilaa rajoittavan suojarakenteen osan ontelotilan puoleisessa pinnassa on ontelotilan pituussuunnassa etenevä aallotus. Tällä tavoin 10 ennalta valmistetut osat jo itsessään muodostavat suljetun tilan, jolla on haluttu oleellisesti suorakaiteen muotoinen poikkileikkaus. Nämä osat, jotka vastakkain sovitettuina sulkevat sisäänsä tällaisen oleellisesti suorakaiteen muotoisen poikkileikkauksen omaavan tilan, voivat 15 olla joko symmetrisiä kourumaisia profiileja tai ne voivat olla keskenään erilaisia osia, joista toisessa on ainakin pääosa ontelotilasta toisen sulkiessa tilan ja muodostaessa siihen siten ikäänkuin kannen. Tarvittava ylimääräpi-tuus kuitunauhapinolle suojarakenteeseen nähden on samoin-20 kuin ensimmäisen suoritusmuodon yhteydessä aikaansaatu ontelotilan pohjan tai kannen suojarakenteen pituussuuntaisella aallotuksella, jota kuitunauhapino on saatettu myötäilemään.

Jos suojarakenteen toinen osa käsittää poikkileik-25 kaukseltaan yleisesti U:n muotoisen kourumaisen tilan toisen osan muodostaessa kannen tätä kourumaista tilaa varten, on edullista, että kannen muodostava osa käsittää kourumaisen tilan kyljet muodostavien seinämien väliin työntyvän ja niiden välin oleellisesti täyttävän ulokkeen. 30 Tällä tavoin kourumaisen tilan mitat saadaan säilymään haluttuina eivätkä ulkoiset puristuspaineet kykene kaventamaan ontelotilan leveyttä.

Suojarakenteen muodostuessa kahdesta ennalta valmistetusta osasta on edelleen edullista, että suojaraken-35 teen osat käsittävät ne keskinäisesti yhteen lukitsevat 4 9 m 46 lukitusrakenteet. Tällaisten lukitusrakenteiden toiminta voi perustua esimerkiksi siihen, että toinen osista on elastinen ja siten sen lukitusosat voidaan pakottamalla saada lukittumaan toisen osan lukitusosiin. Täten lukitus-5 rakenteina tulevat edullisesti kysymykseen erilaiset lo-henpyrstörakenteet tai vastaavat.

Edullisesti keksinnön mukaisen kaapelin ontelotilan sisäseinämien ja kuitunauhapinon välinen tila on täytetty täytemassalla. Tämä on varsin yksinkertaisesti toteutetta-10 vissa, koska kaapelia muodostettaessa ennalta valmistetut profiiliosat pakotetaan lukittumaan toisiinsa valmistus-linjan tietyssä kohdassa, jolloin kyseisen kohdan yhteyteen voidaan helposti sovittaa myös sopiva suutinpää täytemassan suihkuttamiseen suojarakenteen sisään sen jäl-15 keen kun sen osat on jo yhdistetty toisiinsa.

Seuraavassa keksinnön mukaista kuituoptista kaapelia kuvataan yksityiskohtaisemmin viitaten oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen kaapelin ensim-20 mäisen esimerkinomaisen suoritusmuodon poikkileikkauksen, kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen kaapelin toiseen esimerkinomaiseen suoritusmuotoon sisältyvän suojarakenteen poikkileikkauksen, kuvio 3 esittää kuvion 2 mukaisen suojarakenteen 25 pituussuuntaisen poikkileikkauksen, ja kuvio 4 esittää osan keksinnön mukaisen kaapelin valmistuslinjasta käytettäessä kuvioiden 2 ja 3 mukaista suojarakennetta kuitunauhapinoa varten.

Kuviossa 1 on esitetty keksinnön mukaisen kuituop-30 tisen kaapelin ensimmäisen esimerkinomaisen suoritusmuodon poikkileikkaus. Tässä kuvion 1 mukaisessa kaapelissa optisten kuitunauhojen 2 muodostama pino 1 on sijoitettu ennalta valmistetusta profiilista muodostuvan suojarakenteen 3 sisään. Tämän suojarakenteen 3 poikkileikkaus on 35 H:n muotoinen, jolloin siihen muodostuu kaksi poikkileik- li 5 90146 kaukseltaan Us n muotoista kourumaista tilaa 4 kuitunauha-pinoja 1 varten. Näiden kourumaisten tilojen pohjat on tehty kourujen pituussuunnassa aallotetuiksi (ei esitetty kuviossa 1), jotta kuitunauhapinoille saadaan tarvittava 5 ylimääräpituus, kun ne saatetaan myötäilemään tätä aallo-tusta. Kourumaiset tilat 4 on suljettu kaapelin päällys-vaippauksella 12. Edelleen kuvion 1 mukaiseen kaapeliin sisältyy tukilankoja 13, joista kaksi on sijoitettu pääl-lysvaippauksen 12 sisään ja yksi ennalta valmistetun pro-10 fiilin 5 sisään. Näiden esimerkiksi metallisten tukilanko- jen tarkoituksena on antaa kaapelille riittävä vetolujuus. Tällainen vetolujuus voitaisiin luonnollisesti aikaansaada myös profiilin 5 materiaalin sopivalla valinnalla esimerkiksi valmistamalla se komposiittimateriaalista tai muusta 15 sopivasta materiaalista.

Kuvioissa 2 ja 3 on esitetty keksinnön toisen suoritusmuodon mukaiseen kaapeliin sisältyvän suojarakenteen poikkileikkaus ja vastaavasti pituussuuntainen leikkaus. Tämä kuvioissa 2 ja 3 esitetty suojarakenne 3 muodostuu 20 kahdesta ennalta valmistetusta osasta 5 ja 6, joista osassa 6 on Usn muotoinen kouru 4, joka suljetaan osan 6 avulla. Kuten erityisesti kuviosta 3 ilmenee, on osan 5 kourun 4 pohjan muodostava pinta 7 tehty osan 5 pituussuunnassa aaltomaiseksi. Kun kuitunauhapino 1 pakotetaan kaapelia . 25 koottaessa myötäilemään tätä pohjan 7 aallotusta, saadaan kuitunauhapinolle haluttu ylimääräpituus. Kuten kuviosta 2 ilmenee, käsittää kannen osalle 5 muodostava osa 6 ulokkeen 9, joka on sovitettu työntymään U:n muotoisen profiilin omaavan osan 5 kyljet muodostavien seinämien 8 väliin. 30 Tällä tavoin vältytään siltä mahdollisuudelta, että jokin kuitunauhapinon 1 kuitunauhoista 2 pääsisi työntymään osien 5 ja 6 väliseen rakoon. Toisaalta uloke 9 estää myös mainittujen kylkien painumisen toisiaan kohden esimerkiksi ulkoisen voiman kohdistuessa kaapeliin näiden kylkien 35 suunnasta.

6 90146

Kuviossa 2 on viitenumerolla 10 merkitty rakenneosia, jotka sisältyvät osin suojarakenteen osaan 5 ja osin suojarakenteen osaan 6 ja jotka lukitsevat nämä osat toisiinsa. Kuvion 2 tapauksessa näille lukitusrakenneosille 5 10 on annettu oleellisesti lohenpyrstöliitoksen muoto.

Täten osat 5 ja 6 pysyvät kiinni toisissaan ilman erityisiä toimenpiteitä kunhan ne on ensin sovitettu yhteen. Tämä sovittaminen voidaan toteuttaa pelkästään painamalla, kun osa 6 toteutetaan sopivan elastisesta materiaalista. 10 Luonnollisesti myös ratkaisut, joissa käytettäisiin erilaisia muita yhteenliittämistapoja, kuten ultraäänihit-sausta, kuumasaumausta tai osien ympärille sovitettuja vyönauhoja, olisivat myös mahdollisia. Tällaisilla menetelmillä voitaisiin kiinnittää vastakkain esimerkiksi kak-15 si keskenään identtistä U:n muotoisen poikkileikkauksen omaavaa profiilia.

Kuviossa 4 on esitetty prosessi, jonka avulla kui-tunauhapino 1 ja täytemassa 11 voidaan syöttää kuvioissa 2 ja 3 esitetyn kaltaisen suojarakenteen sisään. Tässä pro-20 sessissa suojarakenteen osia 5 ja 6 siirretään samalla nopeudella eteenpäin nuolen A suunnassa. Kuten kuviosta 4 ilmenee, kuitunauhoista 2 muodostuva pino 1 on ensin johdettu kourumaisen tilan omaavan suojarakenteen osan 5 sisään. Tämän jälkeen osat 5 ja 6 ohjataan toisiaan vasten 25 ja pakotetaan kiinnittymään toisiinsa esimerkiksi painoja tukitelojen 14 avulla. Telojen 14 kohdalla osien 5 ja 6 väliin kohtaan, jossa osat 5 ja 6 ovat jo liittyneet toisiinsa, on ohjattu täytemassan 11 syöttösuutin 15. Tähän suuttimeen 15 liittyvään putkeen 16 täytemassa tai täyte-30 rasva syötetään paineen alaisena sopivasta lähteestä (ei esitetty). Täytemassan 11 painetta tarkkaillaan putkeen 16 liittyvän painemittarin 17 avulla. Kun täytemassa 11 syötetään paineen alaisena suuttimesta 15 kuitunauhapinon 1 päälle osien 5 ja 6 ympäröimään ontelotilaan, painaa täy-35 temassan 11 paine kuitunauhapinon 1 suojarakenteen pohja-

II

7 90146 osan 5 aallotettua pintaa 7 vasten. Tällä tavoin kuitunau-hapino 1 saadaan erittäin yksinkertaisesti ja tehokkaasti pakotettua mukautumaan profiilin 5 pohjan muotoon ja täten kuitunauhoille 2 saadaan riittävä ylimääräpituus suojara-5 kenteen 3 ja täten myös valmiin kaapelin kokonaispituuteen nähden.

Yllä keksinnön mukaista kuituoptista kaapelia ja erityisesti siihen sisältyvää suojarakennetta kuitunauha-pinoa tai -pinoja varten on kuvattu vain kahden esimerkin-10 omaisen suoritusmuodon avulla. Siten on ymmärrettävää, että suojarakenteen muotoa voidaan varioida oleellisesti poikkeamatta kuitenkaan oheisten patenttivaatimusten määrittelemästä suojapiiristä. Siten suojarakenne voi käsittää useita rinnakkaisia kouru- tai ontelomaisia tiloja 15 kuitunauhapinoja varten. Siunaten yhden kaapelin sisään voidaan sijoittaa useampia esimerkiksi kuvioiden 2 ja 3 mukaisia suojarakenteita.

Claims (6)

8 ¢(1146

1. Kuituoptinen kaapeli käsittäen yhden tai useampia, useiden rinnakkain sovitettujen 5 optisten kuitujen muodostamia kuitunauhoja (2) sovitettuina pinoksi (1) ja kuitunauhapinoa (1) ympäröivän suojarakenteen (3), jossa on poikkileikkaukseltaan yleisesti suorakaiteen muotoinen ontelotila (4), jossa kuitunauhapino (1) on sovi-10 tettu kulkemaan kuitunauhojen (2) pituussuunnassa aaltomaisesti, tunnettu siitä, että suojarakenne (3) käsittää ainakin yhden ennalta valmistetun profiilimaisen osan (4), jossa on kourumainen tila (4) kuitunauhapinoa (1) varten ja 15 profiilimaisen osan kourumaisen tilan (4) pohjaan rajoittuvassa pinnassa (7) on kourun pituussuunnassa etenevä aallotus.

2. Kuituoptinen kaapeli käsittäen yhden tai useampia, useiden rinnakkain sovitettujen 20 optisten kuitujen muodostamia kuitunauhoja (2) sovitettuina pinoksi (1) ja kuitunauhapinoa (1) ympäröivän suojarakenteen (3), jossa on poikkileikkaukseltaan yleisesti suorakaiteen muotoinen ontelotila (4), jossa kuitunauhapino (1) on sovi-25 tettu kulkemaan kuitunauhojen (2) pituussuunnassa aaltomaisesti, tunnettu siitä, että suojarakenne (3) käsittää kaksi ennalta valmistettua osaa (5,6), jotka toisiinsa yhdistettyinä sulkevat sisäänsä poikkileikkaukseltaan yleisesti suorakaiteen muo-30 toisen ontelotilan (4) kuitunauhapinoa (1) varten ja ainakin toisen ontelotilaa (4) rajoittavan suojarakenteen (3) osan (5) ontelotilan puoleisessa pinnassa (7) on ontelotilan (4) pituussuunnassa etenevä aallotus.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen kuituoptinen kaa-35 peli, tunnettu siitä, että suojarakenteen (3) II 9 90146 toinen osa (5) käsittää poikkileikkaukseltaan yleisesti U:n muotoisen kourumaisen tilan (4) toisen osan (6) muodostaessa kannen tätä kourumaista tilaa varten.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen kuituoptinen kaa-5 peli, tunnettu siitä, että kannen muodostava osa (6) käsittää kourumaisen tilan kyljet muodostavien seinämien (8) väliin työntyvän ja niiden välin oleellisesti täyttävän ulokkeen (9).

5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen kuituopti-10 nen kaapeli, tunnettu siitä, että suojarakenteen osat (5,6) käsittävät ne keskinäisesti yhteen lukitsevat lukitusrakenteet (10).

6. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen kuituoptinen kaapeli, tunnettu siitä, että onte- 15 lotilan (4) sisäseinämien ja kuitunauhapinon (1) välinen tila on täytetty täytemassalla (11). 10 901 46