NL7907433A

NL7907433A - Kabel voorzien van optische vezels.

Info

Publication number: NL7907433A
Application number: NL7907433A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1979-10-08
Filing date: 1979-10-08
Publication date: 1981-04-10
Also published as: JPS60165917U; JPS5662207A; DE3069301D1; EP0026952B1; JPS619369Y2; EP0026952A1; CA1153918A; ES8106610A1; DE8025881U1; ATE9614T1; US4381140A; ES495655A0

Description

-4 PHN 9592 1 N.V. Philips* Gloeilampenfabrieken te Eindhoven "Kabel voorzien van optische vezels".

De uitvinding heeft betrekking op een optische vezel kabel van het type, waarbij de optische vezels zich bevinden in groeven, die volgens een schroeflijn over de gehele lengte in dezelfde richting of periodiek van rich-5 ting veranderend verlopen in tenminste een van de naar elkaar gekeerde oppervlakken van een cylindrisch lichaam, dat zich over de lengte van de kabel uitstrekt en van een di-rekt daarom gelegen mantel. De optische vezels worden met zoveel overlengte in deze groeven aangebracht, dat rek, 10 zoals deze bijvoorbeeld bij het leggen van de kabel kan optreden, kan worden opgevangen, evenals een thermische uitzetting.

Kabels, waarbij de groeven zijn gelegen in de omtrek van een centraal cylindrisch lichaam zijn op zich-15 zelf bekend. Hierbij kan nog een, bijvoorbeeld in het centrum van het cylindrisch langgerekte lichaam uit kunststof gelegen element aanwezig zijn, dat trekbelasting kan opnemen. Hiertoe kunnen bijvoorbeeld één of meer metaaldraden of draden uit kunststof (bijvoorbeeld Kevlar) of glas-20 vezels dienen.

De groeven kunnen over de gehele lengte van de kabel volgens een schroeflijn in één richting verlopen of na één of meer omwentelingen of een deel daarvan in de ene richting te hebben verlopen van richting veranderen en 25 één of meer omwentelingen of een deel daarvan in de andere richting verlopen.

De groeven kunnen in doorsnede een willekeurige vorm bezitten, bijvoorbeeld rechthoekig, mits zoveel ruimte aanwezig is, dat de vezels door een andere plaats in de 30 groef aan te nemen, zonder mechanisch belast te worden op een wijze, die de optische kwaliteit nadelig beïnvloedt, veranderingen in de lengteverhouding kabel tot vezel(s) in positieve of negatieve zin kan opvangen. Rondom het cylin- 790 74 33 * r* PHN 9592 2 drische langgerekte lichaam kunnen één of meer lagen uit kunststof bijvoorbeeld in de vorm van gewikkelde banden zijn aangebracht en één of meer mantels en versterkingselementen, draadpantsers en dergelijke, zoals deze in de kabelindus-5 trie gebruikelijk zijn om kabels te beschermen tegen vocht en mechanisch geweld. De groeven kunnen over de gehele lengte gevuld zijn met een stof, die de langswaterdichtheid van de kabel garandeert, zoals een petroleumjelly, silikon-olie of silikonvet.

10 Bij een kabel van deze aard bestaat het gevaar, dat bij vibratie van een deel van de kabel, bijvoorbeeld onder invloed van het verkeer of bij een vertikale of hellende positie van de kabel de vezels in de lengterichting van de kabel gaan bewegen en de oorspronkelijk gelijkmatig 15 verdeelde overlengte zich verzamelt op één of meer plaatsen, bijvoorbeeld de laagst gelegen plaats(en). Dit is nadelig omdat lengteverandering van de kabel, bijvoorbeeld door stijging van de temperatuur van de omgeving aanleiding kan geven tot een mechanische belasting van de optische vezels 20 op die plaatsen, waar geen overlengte meer aanwezig is. Mechanische belasting treedt ook op bij daling van de temperatuur op die plaatsen in de kabel waar geen overlengte meer kan worden opgenomen.

De uitvinding beoogt het weglopen van de vezels 25 in de lengterichting van de kabel te blokkeren, zodat onafhankelijk van de ligging van de kabel de overlengte aan optische vezel over de gehele kabellengte regelmatig verdeeld blijft.

Aan deze opgave wordt voldaan met een kabel van 30 de bovenaangegeven soort die het kenmerk draagt, dat de vezels periodiek zijn gefixeerd.

De optische vezels kunnen op verschillende manieren in de groeven worden gefixeerd. Het is daarbij voordelig de vezels na elke volledige slag te fixéren. Het tussen 35 de fixatiepunten gelegen deel van de fiber kan in de groeven vrij bewegen. Bij rek of krimp van de kabel beweegt het vrije deel van de fiber in de groef, zonder dat voor de optische eigenschappen schadelijke mechanische belasting 79074 33 <s > PHN 9592 3 optreedt, naar de as van het centraal gelegen lichaam toe of daarvan af. Een.verplaatsing van de overlengte door vibratie, bijvoorbeeld onder invloed van het verkeer of doordat de kabel niet horizontaal is gelegen is echter niet 5 meer mogelijk, terwijl de overlengte van de optische vezels regelmatig verdeeld blijft over de gehele kabellengte. In het nu volgende zullen in het bijzonder die uitvoeringsvormen worden besproken waarbij de groeven in de buitenomtrek van een centraal gelegen cylindrisch lichaam zijn aan-10 gebracht. Fixatie van de optische vezels kan bijvoorbeeld als volgt worden verkregen: a) In het cylindrische lichaam is een extra groef aangebracht bij voorkeur met dezelfde diepte als de groeven, die bestemd zijn voor het opnemen van de optische vezels.

^ De extra groef kan al of niet volgens een schroeflijn verlopen, maar moet de groeven bestemd voor de optische vezels kruisen. In de extra groef wordt een draad gelegd, die op de kruispunten met de optische vezels wordt verbonden.

Bij een geschikte uitvoeringsvorm wordt de draad in situ ^ gespoten uit een thermoplastische kunststof, die ter plaatse van de kruispunten met de optische vezel wordt verbonden.

Ook is het mogelijk na het aanbrengen van de optische vezels de extra groef geheel te vullen met een kunst-stofmassa bijvoorbeeld een geschuimde kunststof, zoals een

AC

polyurethaan. De laatste uitvoeringsvorm heeft het voordeel dat bij het lek worden van de kabel water zich niet via de groeven, waarin de optische vezels zijn gelegen door de kabel kan bewegen. Uiteraard kunnen beide maatregelen worden gekombineerd.

^ b) In de volgens een schroeflijn verlopende groeven, waarin de optische vezels zijn gelegen, kan op regelmatige afstanden een de verplaatsing van vezels blokkerende massa worden aangebracht. De massa kan bestaan uit een thermopla- tische kunststof bijvoorbeeld in de opgeschuimde vorm bij-35 voorbeeld polyurethaanhars. De fixatieplaatsen kunnen zich op een lijn bevinden, die parallel aan de as van het van groeven voorzien centrale lichaam verloopt. Het is ook mogelijk op regelmatige afstanden de fixatieplaatsen ring- 790 74 33

* A

PHN 9592 4 vormig aan te brengen, zodat alle parallelle groeven met fibers op die plaats een fixatiepunt krijgen. De massa kan ter plaatse in de groeven -worden aangebracht. Ook is het mogelijk op de buitenomtrek een strook opschuimbaar materi-5 aal aan te brengen, dat bijvoorbeeld bij het,aanbrengen van de mantel door warmteoverdracht opschuimt en daarbij de groeven bij de kruispunten strook-groeven vult. Ook bij deze uitvoeringsvorm kan tegelijkertijd op afdoende wijze de migratie van water door de groeven,, waarin de optische 10 vezels zijn gelegen, worden verhinderd.

c) Na het aanbrengen van de optische vezels in groeven van het cylindrische lichaam wordt op de omtrek van dit lichaam een plakstrook aangebracht met de klevende zijde van de strook naar de bodem van de groeven gekeerd.

15 De plakstrook kan in hoofdzaak evenwijdig aan de as van het cylindrische lichaam zijn gelegen. Het is echter ook mogelijk de plakstrook op andere wijze aan te brengen, mits de plakstrook de groeven waarin de optische vezels zijn gelegen daarbij kruist, bijvoorbeeld ringvormig of volgens een 20 schroeflijn.

Door de aanwezigheid van de plakstrook, waarmede de vezels op regelmatige afstanden, bij spiraalvormig lopende groeven bijvoorbeeld na elke volledige slag van 3^0°, zijn verbonden, wordt een vezelbeweging in de lengterichting 25 van de kabel, die aanleiding zou kunnen geven tot een opeenhoping van optische vezels op bepaalde plaatsen in de kabel, geblokkeerd.

De vezels bezitten bij deze kabelconstructie eveneens de mogelijkheid door verandering in de locatie in 30 de groef de toelaatbare veranderingen in de lengteverhouding kabel tot vezel(s)-in positieve (mechanische rek, uitzetting) en negatieve zin (krimp) op te vangen, zonder dat de vezels ontoelaatbaar mechanisch worden belast.

De plakstrook kan bijvoorbeeld bestaan uit een 35 kunststofstrook uit een verzadigde polyester, die aan één zijde bedekt is met een bij voorkeur kleverig blijvende stof, zoals een mengsel van een natuurlijke of synthetische rubber en een natuurlijke hars bijvoorbeeld een roslnderi- 790 7 433 r' « PHN 9592 5 vaat.

Aan de hand van de bijgaande tekening zal de uitvinding nu nader worden toegelicht.

In de tekening tonen: 5 figuur 1-5 zijaanzichten gedeeltelijk in doorsne de van kabelstukken volgens de uitvinding? figuur 6 toont een dwarsdoorsnede van een kabel volgens de uitvinding.

Figuur 7 toont een dwarsdoorsnede van een andere 10 kabel volgens de uitvinding.

Het in zijaanzicht, gedeeltelijk in doorsnede in figuur 1 weergegeven kabelstuk omvat een cylindrisch langgerekt lichaam 1 van in hoofdzaak cirkelvormige doorsnede.

In de omtrek van het lichaam 1 zijn een aantal groeven 2, 3 15 en 4 aangebracht, waarin de optische vezels 5> 6 en 7 zijn gelegen. Evenwijdig aan de as van het cylindrische lichaam 1 is de groef 8 aangebracht, waarin een draad 9 aanwezig is. Deze draad 9 is op de kruispunten 10 tot en met 14 met de optische vezels 2, 3 en 4 verbonden. Men ziet in de fi-20 guur, dat de optische vezels na elke hele slag door de draad worden gefixeerd. Bij deze constructie is het nu wel mogelijk, dat de optische fibers bij rek of krimp van de kabel in de lengte zonder ontoelaatbare belasting een andere plaats in de groeven aannemen. Ook de draad 9 blijft 25 beweeglijk in de groef 8. De verbinding met de optische fibers op de kruispunten 10 tot 14 kunnen worden verkregen met een kleefstof bijvoorbeeld op kunststofbasis. De draad 9 kan evenals de optische fibers 2, 3 en 4 uit glas bestaan, het is echter ook mogelijk een draad 9 uit kunststof in 30 de groef 8 aan te brengen en de verbinding op de kruispunt en 10 tot 14 met de optische fibers 2 tot 4 te bewerkstelligen door de draad 9 op de kruispunten te verwarmen tot ze kleverig wordt en zich ter plaatse kan hechten aan de optische fibers 2-4.

35 De in figuur 2 aangegeven constructie toont nog een andere mogelijkheid voor het fixeren van de optische vezels 5 tot 7·

Hierbij wordt groef 8 na het aanbrengen van de optische 79074 33 tf >» PHN 9592 6 vezels volgespoten met kunststof", bijvoorbeeld in de vorm van een schuimkunststof, zoals polyurethaanschuim. Hiermede wordt het extra voordeel verkregen, dat bij het lek worden van de kabel migratie van binnengedrongen water in de leng-5 terichting van de kabel door de groeven 2 tot en met 4 wordt verhinderd.

Figuur 3 toont een soortgelijke constructie. Hierbij zijn in het cylindrische langgerekte lichaam 1 op regelmatige afstanden ringvormige groeven 10 aangebracht, 10 De ringvormige groeven zijn evenals in de constructie volgens de voorafgaande figuur gevuld met kunststof nadat de optische vezels 5 tot en met 7 in de groeven 2 tot en met 4 zijn aangebracht.

Figuur 4 toont nog een andere mogelijkheid voor 15 het fixeren van de optische vezels 5 tot en met 7 in de groeven 2 tot en met 4. Hierbij wordt in de groeven een kleine, doch voor het fixeren van de fibers voldoende hoeveelheid kunststofmassa ingespoten (l5 tot en met 19)> bij-_ voorbeeld een massa die na het aanbrengen opschuimt.

20 In de figuren hebben de cijferaanduidingen steeds dezelfde betekenis. Met 20 is een eerste laag uit kunststof bijvoorbeeld in de vorm van een kunststofbandomwikke-ling aangegeven, terwijl het geheel met een geëxtrudeerde kunststofmantel 21 bijvoorbeeld uit polyethyleen kan zijn 25 omgeven.

De kabel volgens figuur 5 omvat een cylindrisch langgerekt lichaam 1 van cirkelvormige doorsnede op de omtrek waarvan, volgens een schroeflijn verlopende groeven aanwezig zijn. Deze zijn bij 2, 3 en 4 in bovenaanzicht 30 bij 2' en 3 * in doorsnede getekend. Centraal in het cylin-dervormige lichaam ligt een trekbelasting opnemend element 22 dat zich over de gehele lengte van de kabel uitstrekt.

Het kan bijvoorbeeld uit ineengeslagen metaaldraden of uit kunststof of glasvezels bestaan. Het cylindervormige lichaam 35 1 kan bijvoorbeeld bestaan uit polyethyleen. In de groeven 2 tot en met 4 zijn optische vezels 5 tot en met 7 aangebracht. De vezels 5 tot en met 7 worden met een zodanige overlengte in de groeven 2 tot en met 4 aangebracht, dat 7907433 PHN 9592 7 lengteverandering van de kabel door een beweging van de optische vezels in de richting van de as van de kabel of daarvan af, zonder ontoelaatbare mechanische belasting van de optische vezels kan worden opgevangen. In de lengterich-5 ting van de kabel, evenwijdig aan de as daarvan is een plak-strook 23 aangebracht met de kleverige zijde binnenwaarts gekeerd, waardoor de plaats van de optische vezels 5 tot en met J wordt gefixeerd. Door deze fixatie wordt een weglopen van de overlengte van de optische vezels naar 10 bepaalde plaatsen in de kabel voorkomen. Om het geheel kunnen nog verdere lagen zijn aangebracht, waarvan er twee in de figuur zijn aangegeven een folieomwikkeling 20 bijvoorbeeld uit polyethyleen-terephtalaat en een mantel 2 uit bijvoorbeeld polyethyleen. De kabel volgens de uitvin-15 ding wordt op de gebruikelijke wijze gefabriceerd, waarbij het cylindrische lichaam 1 door extrusie wordt verkregen.

Na het punt waar de optische vezels 5 tot en met 7 in. de groeven 2 tot en met 4 worden aangebracht en voordat de foliebandomwikkeling 20 wordt aangebracht, wordt de plak-20 strook 23 op het continu zich voortbewegende cylindrische lichaam 1 aangebracht.

Figuur 6 toont een doorsnede van de gerede kabel, met 6 groeven en een dienovereenkomstig aantal optische vezels de cijferaanduidingen hebben dezelfde betekenis 25 als in figuur 5* De twee lagen van de plakstrook 23 zijn aangegeven, de tegen het cylindrische lichaam 1 aanliggende laag is bij voorkeur blijvend kleverig, zodat een zekere hoekverdraaiïng van de optische vezel zonder een mechanische belasting, waarbij breuk zou kunnen optreden of door zoge-30 naamde microbending de optische kwaliteit van de vezels nadelig worden beïnvloed mogelijk blijft,

In de figuren 5 en 6 is een uitvoeringsvorm aangegeven, waarbij de plakstrook in de lengterichting parallel aan de as van het cylindrische lichaam 1 is aangebracht.

35 Het is ook mogelijk de plakstrook in ringen om het cylindrische lichaam met optische vezels aan te brengen of volgens een schroeflijn, die de groeven kruist. Wanneer in het voorgaande gesproken wordt van volgens een schroeflijn 790 7433 PHN 9592 8 op de omtrek van het cylindrische lichaam 1 verlopende groeven, dan wordt daaronder niet alleen begrepen een schroeflijn die over de gehele lengte van het cylindrische lichaam dezelfde draairichting bezit, maar eveneens een 5 schroeflijn, die periodiek van richting verandert bijvoorbeeld na elke gehele slag.

In het voorgaande zijn in het bijzonder die uitvoeringsvormen besproken, waarbij de groeven in de buitenomtrek van een centraal gelegen cylindrisch lichaam zijn 10 aangebracht. Het is duidelijk, dat op soortgelijke wijze vezels, die in groeven liggen, die in de binnenomtrek van een mantel zijn gelegen, kunnen worden gefixeerd.

Een voorbeeld hiervan is weergegeven in figuur 7. Deze figuur toont in doorsnede een kabel waarbij groeven 15 24 tot 31 zijn gelegen in een mantel 32 uit kunststof. De mantel 32 is aangebracht door extrusie om een cylindrische zich over de gehele, kabellengte uitstrekkende kern 33· Binnen de kern 33 is een versterking 34 aanwezig bijvoorbeeld uit metaaldraden. Op de kern 33 is een zich in de lengte-20 richting van de kabel uitstrekkende kleefstrook 35 aangebracht, die met een klevende laag buitenwaarts is gericht.

In de spiraalvormig zich over de lengte van de kabel uitstrekkende groeven 24-31 zijn optische vezels 36-43 gelegen. In de figuur is vezel 40 in groef 28 met de kleefstrook 35 25 verbonden en daarmede ter plekke gefixeerd. Het is duidelijk dat op deze wijze alle vezels na een volledige slag worden gefixeerd.

30 35 7907433

Claims

1. Optische vezelkabel, waarbij de optische vezels zich bevinden in groeven, die volgens een schroeflijn over de gehele lengte in dezelfde richting of periodiek van richting veranderend verlopen in tenminste een van de naar el- 5 kaar gerichte oppervlakken van een cylindrisch lichaam, dat zich over de lengte van de kabel uitstrekt en van eèn direkt daarom gelegen mantel, met het kenmerk, dat de vezels periodiek zijn gefixeerd.

2. Optische vezelkabel volgens conclusie 1, met het 10 kenmerk, dat de vezels in hoofdzaak na elke volledige slag zijn gefixeerd.

3. Optische vezelkabel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de vezels periodiek zijn gefixeerd met behulp van een draad, die zich in een al of niet volgens een 15 schroeflijn verlopende groef bevindt, die zich op de omtrek van het cylindrische lichaam uitstrekt en die de groeven waarin de optische vezels zijn gelegen periodiek kruist, - met welke draad de optische vezels op de kruispunten zijn verbonden. 20 k. Optische vezelkabel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de vezels periodiek zijn gefixeerd door middel van een kunststofmassa, die zich in een al of niet volgens een schroeflijn verlopende groef bevindt, die zich op de omtrek van het cylindrische lichaam uitstrekt en die de 25 groeven waarin de optische vezels zijn gelegen periodiek kruist.

5· Optische vezelkabel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de optische vezels periodiek zijn gefixeerd doordat in de groeven op regelmatige afstanden een de 30 verplaatsing van de optische vezels blokkerende massa aanwezig is.

6. Optische vezelkabel volgens conclusie 5» niet het kenmerk, dat de massa bestaat uit kunststof al of niet in opgeschuimde vorm. 35 7· Optische vezelkabel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de optische vezels zijn gefixeerd, doordat ze periodiek met een zich op de omtrek van het cylindrische lichaam bevindende plakstrook zijn verbonden. 790 74 33 PHN 9592 TO

8. Optische vezelkabel volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de plakstrook in hoofdzaak evenwijdig aan de as van het cylindrische lichaam is aangebracht op de omtrek van dat lichaam met de klevende zijde naar de bodem van de 5 groef gekeerd. 15 20 25 30 35 790 74 33