NL8201633A

NL8201633A - Optical fibre cable with fibre resin reinforcement - the reinforcement being under tension to ensure all force on the optical fibre is absorbed

Info

Publication number: NL8201633A
Application number: NL8201633A
Authority: NL
Original assignee: Fiberglas Canada Inc
Priority date: 1982-04-20
Filing date: 1982-04-20
Publication date: 1983-11-16

Abstract

An optical fibre transmission cable includes at least one longitudinally extending glass fibre/resin reinforcing strand which is under permanent tension. The strand has a modulus of (4-6)x 10 power 6 psi, an ultimate tensile strength of 70,000 to 200,000 psi, and a flex modulus of (1.0-5.7) x 10 power 6 psi. Pref. it is 60-80% by wt. of glass fibres and the resin is pref. a polyester. The strand being under tension allows any elongation forces before they are applied to the optical fibres.

Description

ψ 4 ' " - 1 -ψ 4 '"- 1 -

Transmissiekabel met optische vezels.Optical fiber transmission cable.

De uitvinding heeft betrekking op een transmissiekabel met optische vezels die is voorzien van een versterking, op een 5 versterking voor een dergelijke kabel en op een werkwijze voor de vervaardiging van de versterking en van de kabel.The invention relates to an optical fiber transmission cable provided with a reinforcement, to a reinforcement for such a cable and to a method for the manufacture of the amplification and of the cable.

In het algemeen gesproken omvat een transmissiekabel met optische vezels één of meer optische transmissie-vezels die zijn voorzien van een of meer ontmantelingen van kunsthars-10 materiaal.Generally speaking, an optical fiber transmission cable comprises one or more optical transmission fibers which are provided with one or more dismantles of synthetic resin material.

Bovendien zijn teneinde de vereiste mechanische sterkte te verkrijgen dergelijke kabels nog voorzien van zo-genoemde sterkteelementen als hun versterking.Moreover, in order to obtain the required mechanical strength, such cables are also provided with so-called strength elements as their reinforcement.

Meer in het bijzonder staan transmissiekabels met op-15 tische vezels onvermijdelijk bloot aan trekbelastingen tijdens de vervaardiging, het verwerken, het aanbrengen en, in sommige gevallen, het gebruik van de kabels. Bijvoorbeeld is het wanneer dergelijke kabels als een lijn worden opgehangen aan masten of dergelijke, of wanneer zij worden ondergebraeht in kokers, 20 noodzakelijk aanzienlijke trekkrachten op de kabels uit te oefenen. Ook staan opgehangen kabels bloot aan trekbelastingen die het gevolg zijn van het gewicht van de kabels zelf en ook van atmosferische omstandigheden zoals de wind, ijs, enz.More specifically, optical fiber transmission cables are inevitably subject to tensile loads during the manufacture, processing, application and, in some cases, use of the cables. For example, when such cables are hung in a line on masts or the like, or when they are subassembled in tubes, it is necessary to exert significant tensile forces on the cables. Suspended cables are also subject to tensile loads resulting from the weight of the cables themselves and also from atmospheric conditions such as wind, ice, etc.

Om deze reden zijn de transmissiekabels met optische 25 vezels voorzien van versterkingen om dergelijke belastingen op te nemen teneinde het breken van de relatief zwakke optische vezels te voorkomen.For this reason, the optical fiber transmission cables are provided with reinforcements to accommodate such loads in order to prevent breakage of the relatively weak optical fibers.

Het aanbrengen van deze versterking levert verschillende, moeilijkheden op. Bijvoorbeeld zijn elektrisch geleidende meta-30 len versterkingen, zoals die van aluminium en van staal niet geschikt voor het doel indien de versterking een elektrisch niet-geleidend karakter moet hebben om zo het gevaar te vermijden dat de bliksem inslaat wanneer de kabels vrij zijn opgehangen.The application of this reinforcement presents various difficulties. For example, electrically conductive metal reinforcements, such as those of aluminum and steel, are not suitable for the purpose if the reinforcement is to have an electrically non-conductive character so as to avoid the risk of lightning strikes when the cables are freely suspended.

Eerder is al voorgesteld om in een optische transmissie- 8201633 i * * ' - 2 - kabel niet-metalen sterkte-elementen aan te brengen in de vorm van schroefvormig geslagen KEVLAR (merknaam) aramide-garen, bedekt door een omslag van PTFE-band (zie bijvoorbeeld Modern Plastics, juli 1978, blz. 38-4-1, en Design Engineering, maart 5 1979)·. Een huls of bemanteling bestaande uit een of meer lagen van éen geschikt materiaal, bijvoorbeeld polyetheen, wordt rondom de sterkte-elementen aangebracht.It has previously been proposed to provide non-metallic strength elements in the form of helically twisted KEVLAR (brand name) aramid yarn, covered by a cover of PTFE tape, in an optical transmission cable 8201633 i * * '- 2 - (See, e.g., Modern Plastics, July 1978, pp. 38-4-1, and Design Engineering, March 5, 1979). A sleeve or casing consisting of one or more layers of a suitable material, for example polyethylene, is placed around the strength elements.

Echter is het een nadeel van het gebruik van KEVLAR aramide-garen, dat een garen is dat is vervaardigd van een in 10 hoge mate georienteerde aramide vezel en dat daarom buigzaam is, en eigenlijk een nadeel van iedere buigzame vezel-garen wanneer deze wordt gebruikt voor de versterking van een transmissiekabel met optische vezels, dat wanneer het garen is voorzien van een bemanteling van kunstharsmateriaal deze laatste bij het uit-15 harden krimpt. Deze krimp is er oorzaak van dat de versterking krom trekt. Het gevolg is dat wanneer de kabel wordt blootgesteld aan een trekbelasting, deze belasting niet ogenblikkelijk door de versterking wordt, opgenomen. Inplaats daarvan is er sprake van een naijling totdat de achterstand van de versterking 20 is verwerkt, hetgeen toelaat dat tenminste een deel van de belasting wordt uitgeoefend op de optische vezel of vezels van de kabel.However, it is a disadvantage of using KEVLAR aramid yarn, which is a yarn made of a highly oriented aramid fiber and therefore flexible, and actually a disadvantage of any flexible fiber yarn when used for the reinforcement of a transmission cable with optical fibers, which, when the yarn is provided with a casing of synthetic resin material, the latter shrinks during curing. This shrinkage causes the reinforcement to warp. As a result, when the cable is subjected to a tensile load, this load is not immediately absorbed by the reinforcement. Instead, there is a lag until the backlog of the reinforcement 20 has been processed, which allows at least part of the load to be applied to the optical fiber or fibers of the cable.

De uitvinding is gebaseerd op de gedachte dat de versterking voorgespannen dient te zijn en, meer in het bijzonder, 25 vezels dient te bevatten die permanent onder spanning worden gehouden, zodat, bij gebruik, trekbelastingen onmiddellijk worden verwerkt zonder enige' vertraging door de versterking.The invention is based on the idea that the reinforcement should be prestressed and, more particularly, contain fibers which are permanently tensioned so that, in use, tensile loads are immediately processed without any delay through the reinforcement.

Het is dus een doel van de uitvinding voor een trans-missiekabel met optische vezels te voorzien in een nieuwe en 30 betere kabel-versterking.It is therefore an object of the invention to provide a new and better cable reinforcement for an optical fiber transmission cable.

Volgens de uitvinding wordt een afzonderlijke, op zichzelf staande versterking verkregen voor een transmissie-kabel met optische vezels die omvat een voorspinsel van glas-vezelmateriaal, en een uitgeharde kunsthars die het voorspinsel 35 verzadigt, waarbij het voorspinsel alleen door de uitgeharde 8201633 *-' * - 3 - kunsthars onder spanning wordt gehouden waardoor het voorspinsel is voorgespannen, en waarbij de versterking een strekmodulus heeft van (2,8-4,2) x 10^ MPa.According to the invention, a separate stand-alone gain is obtained for an optical fiber transmission cable comprising a glass fiber material prelude and a cured synthetic resin saturating the prelude 35, the prelude being hardened only by the cured 8201633 *. * - 3 - synthetic resin is kept under tension, which pre-stresses the roving, and the reinforcement has a tensile modulus of (2.8-4.2) x 10 ^ MPa.

Bij gebruik kan de versterking bijvoorbeeld langs of 5 evenwijdig aan de· lengteas van de kabel lopen èn zijn gehecht aan een geextrudeerde bemanteling.For example, in use, the reinforcement may extend along or parallel to the longitudinal axis of the cable and be bonded to an extruded casing.

De versterking kan bijvoorbeeld zich langs de middellijn van de kabel uitstrekken, waarbij een aantal optische vezels gelijkmatig is verdeeld rondom en in radiale richting 10 naar buiten toe op enige afstand van de versterking. Meer in het bijzonder kan in dit geval de bemanteling zijn geformeerd met in de langsrichting verlopende naar buiten toe open verdiepingen waarin de optische vezels zijn opgenomen, waarbij een aanvullende bemanteling van kunstharsmateriaal is aange-15 bracht rondom de optische vezels en de eerstgenoemde bemanteling.For example, the reinforcement may extend along the centerline of the cable with a number of optical fibers evenly distributed around and radially outward some distance from the reinforcement. More particularly, in this case, the sheathing may be formed with longitudinally outwardly open recesses incorporating the optical fibers, with additional sheathing of synthetic resin material arranged around the optical fibers and the former sheathing.

Op andere wijze kan de versterking schroefvormig zijn gewikkeld rondom een kern die een of meer optische transmissie-vezels en de bemanteling omvat.Alternatively, the reinforcement may be helically wound around a core that includes one or more optical transmission fibers and the sheathing.

20 De uitvirLding verschaft voorts een werkwijze voor het vervaardigen van een versterking voor een transmissiekabel met optische vezels, gekenmerkt door de stappen van: het onder spanning brengen van een glasvezelvoorspinsel; het verzadigen van het onder spanning gebrachte glasvezelvoorspinsel met 25 een vloeibare kunsthars, het door een opening laten gaan van het verzadigde glasvezelvoorspinsel teneinde alle te veel van het vloeibare kunsthars daarvan te verwijderen; en het uitharden van het vloeibare kunsthars terwijl het glasvezelvoorspinsel onder spanning wordt gehouden om zo een afzonderlijke, 30 op zichzelf staande versterking te vormen waarin het voorspinsel in een voorgespannen toestand wordt gehouden uitsluitend: door het kunstharsmateriaal.The invention further provides a method of manufacturing a gain for an optical fiber transmission cable, characterized by the steps of: energizing a fiber optic premise; saturating the energized glass fiber resin with a liquid synthetic resin, passing the saturated glass fiber resin through an opening to remove all too much of the liquid synthetic resin therefrom; and curing the liquid resin while the glass fiber roving is held under tension to form a separate, self-contained reinforcement in which the roving is held in a biased condition solely by the resin material.

De uitvinding zal te gereder worden begrepen uit de volgende beschrij'ving van voorkeursuitvoeringen van de uitvin-35 ding die bij wijze van voorbeeld is gegeven onder verwijzing 8201633 « It - k - naar de bijgaande tekening waarin: fig. 1 een zijaanzicht toont van een transmissiekabel met optische vezels waarin onderdelen daarvan achtereenvolgens zijn weggelaten; 5 fig. 2 een aanzicht toont van een doorsnede langs de lijn II-II door de kabel volgens figuur 1; fig. 3 schematisch een produktielijn toont voor de vervaardiging van de in fig. 1 getekende kabel; de figuren U t/m 6 delen laten zien van de kabel 10 volgens fig. 1 gedurende opeenvolgende stappen van de vervaardiging daarvan; en de figuren J t/m 10 aanzichten laten zien die in doorsnede door vier gemodificeerde kabels die voorbeelden van de uitvinding zijn, zijn genomen.The invention will be more fully understood from the following description of preferred embodiments of the invention given by way of example with reference 8201633 to the accompanying drawing, in which: Fig. 1 shows a side view of a optical fiber transmission cable in which parts thereof are successively omitted; Fig. 2 shows a cross-sectional view along the line II-II through the cable according to Fig. 1; Fig. 3 schematically shows a production line for the manufacture of the cable shown in Fig. 1; Figures U to 6 show parts of the cable 10 of Figure 1 during successive steps of its manufacture; and Figures J to 10 show views taken in section through four modified cables exemplifying the invention.

15 Het uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding dat is weergegeven in de figuren 1 en 2, is een transmissiekabel met optische vezels die in het algemeen met het verwijzingscijfer 10 is aangeduid.The exemplary embodiment of the invention shown in Figures 1 and 2 is an optical fiber transmission cable generally designated 10.

De kern van de kabel 10 is een ononderbroken langwerpige 20 versterking 11 in de vorm van een voorspinsel van glasvezels, verzadigd met een uitgeharde polyesterhars.The core of the cable 10 is a continuous elongated reinforcement 11 in the form of a glass fiber preform saturated with a cured polyester resin.

De versterking 11 strekt zich uit langs de middellijn van een binnenmantel 12 van uitgehard kunstharsmateriaal en de versterking 11 is, zoals hierna beschreven, aan het kunst-25 harsmateriaal van de binnenmantel 12 gehecht.The reinforcement 11 extends along the centerline of an inner sheath 12 of cured synthetic resin material and the reinforcement 11, as described below, is bonded to the synthetic resin material of the inner sheath 12.

De binnenmantel 12 is zo gevormd aan het buitenoppervlak daarvan dat zich daar acht in langsrichting verlopende verdiepingen 1^ bevinden, waarbij in de -verdiepingen 14 evenzoveel optische transmissie-vezels 15 zijn ondergebracht.The inner sheath 12 is formed on the outer surface thereof so that there are eight longitudinal recesses 11 therein, the recesses 14 accommodating as many optical transmission fibers 15.

30 Een buitenmantel 16 van kunstharsmateriaal strekt zich uit rondom de optische vezels 15 en om de binnenmantel 12.An outer sheath 16 of synthetic resin material extends around the optical fibers 15 and around the inner sheath 12.

Fig. 3 laat de opeenvolgende stappen van de vervaardiging van de kabel 10 volgens de figuren 1 en 2 zien.Fig. 3 shows the successive steps of manufacturing the cable 10 of FIGS. 1 and 2.

35 Zoals blijkt uit fig. 3 wordt een glasvezelvoorspin- 8201633 « % - 5 - sel 18 van een voorraadrol 19 af toegevoerd door een in algemene zin met het verwijzingscijfer 20 aangeduid had.As can be seen from Fig. 3, a glass fiber prediction 8201633% 5 5 is fed from a supply roll 19 by one generally designated by the reference numeral 20.

Geleidingsrollen 21 zijn aanwezig voor het geleiden van het voorspinsel 18 door het had 20 heen, en meer in het 5 bijzonder door een vloeibare polyesterhars 22 heen die zich in het bad 20 bevindt.Guide rollers 21 are provided to guide the roving 18 through the had 20, and more particularly through a liquid polyester resin 22 contained in the bath 20.

Uit het bad 20 loopt het nu geheel met de vloeibare polyesterhars 22 verzadigde voorspinsel 18 verder door een van een opening voorziene plaat 2b en meer in het bijzonder door 10 een opening met een cirkelvormige begrenzing die in de plaat 2k is aangebracht. Het doel van deze opening is het verwijderen van een teveel van het vloeibare polyesterhars 22 van het voorspinsel 18.From the bath 20, the roving 18 now fully saturated with the liquid polyester resin 22 continues through an apertured plate 2b and more particularly through an aperture with a circular boundary arranged in the plate 2k. The purpose of this opening is to remove an excess of the liquid polyester resin 22 from the roving 18.

Het voorspinsel 18 en de resterende vloeibare polyester-15 hars 22 die het voorspinsel 18 verzadigt, gaan nu verder door een uithardoven 25, die het polyesterhars hard maakt zodat in deze trap het voorspinsel 18 en het hardgemaakte polyesterhars de versterking 1V vormen waarvan de cirkelvormige doorsnede schematisch in fig. ^ is getekend.The roving 18 and the residual liquid polyester-15 resin 22 saturating the roving 18 now pass through a curing oven 25 which hardens the polyester resin so that in this step the roving 18 and the hardened polyester resin form the reinforcement 1V whose circular cross-section is shown schematically in FIG.

20 Het voorspinsel 18 wordt door het bad 20, de trekplaat 2b en de hardingsoven 25 getrokken door middel van trekrollen 26 die op de versterking 11 werken. Ook is een span- of rem-inrichting 27 aanwezig tussen de toevoerrol en 19 en het bad 20 om het voorspinsel 18 onder spanning te brengen.The roving 18 is drawn through the bath 20, the drawing plate 2b and the curing oven 25 by means of drawing rollers 26 acting on the reinforcement 11. Also, a tensioning or braking device 27 is provided between the feed roller 19 and the bath 20 to tension the roving 18.

25 Het gevolg is dat gedurende zijn gang door het bad 20, de trekplaat 2b en de hardingsoven 25 het voorspinsel 18 onder spanning wordt gehouden door de spaninrichting 27 en ook door de door de trekplaat 2b uitgeoefende remming, en dat deze spanning die in de praktijk tot ongeveer 100 a 200 g kan oplo-30 pen, tijdens het harden van de kunsthars wordt gehandhaafd.As a result, during its passage through the bath 20, the drawing plate 2b and the curing oven 25, the projection 18 is kept under tension by the tensioning device 27 and also by the inhibition applied by the drawing plate 2b, and that this tension is applied in practice up to about 100 to 200 g can be dissolved, while the synthetic resin is cured.

De versterking 11 wordt aldus verkregen in een voorgespannen toestand.The gain 11 is thus obtained in a biased state.

Zonodig kan in deze trap de versterking 11 worden gewikkeld tot een spoel voor opslag en transport, bijvoorbeeld 35 naar een andere fabriek. Echter is de versterking 11 in fig.If necessary, the reinforcement 11 can be wound in this stage into a coil for storage and transport, for example 35 to another factory. However, the gain 11 in FIG.

8201633 - 6 - 3 getekend als rechtstreeks vanuit de hardingoven 25 lopend naar een extrusie-machine 28, ofschoon het duidelijk zal zijn dat in feite de extrusie-machine 28 op een andere plaats staat dan naast de hardingsoven 25.8201633-6-3 is drawn as running directly from the curing oven 25 to an extruder 28, although it will be appreciated that in fact the extruder 28 is in a different location than adjacent to the curing oven 25.

5 In de extrusie-machine 28 wordt de binnenmantel 12 die is uitgevoerd met de in langsrichting verlopende verdiepingen 1U, geextrudeerd rondom de versterking 11, zoals in fig. 5 is getekend, envvervolgens krijgt de binnenmantel gelegenheid af te koelen en daardoor hard te worden, waardoor het materiaal 10 van de mantel op de versterking krimpt.In the extruder 28, the inner jacket 12 formed with the longitudinal recesses 1U is extruded around the reinforcement 11 as shown in FIG. 5, and then the inner jacket is allowed to cool and thereby to set, causing the jacket material 10 to shrink on the reinforcement.

Een hechting van de mantel aan de versterking wordt voornamelijk verkregen als een resultaat van het krimpen van het mantelmateriaal op de versterking 11.Adhesion of the jacket to the reinforcement is mainly obtained as a result of the shrinkage of the jacket material on the reinforcement 11.

Bovendien heeft wanneer de versterking wordt vervaardigd 15 als hierboven beschreven door het verzadigde glasvoorspinsel door een ronde opening te trekken en vervolgens te harden, de versterking in de praktijk geen glad omtreksoppervlak met een gelijkmatige cirkelvormige doorsnede, maar daarentegen een ruw oppervlak, waarvan de vorm in doorsnede over zijn lengte varieert. 20 Dit ruwe oppervlak en de variatie van de vorm van de doorsnede vergroten de hechting van de mantel aan de versterking.Moreover, when the reinforcement is manufactured as described above by drawing the saturated glass roving through a round opening and then hardening, in practice the reinforcement does not have a smooth circumferential surface with an even circular cross-section, but rather a rough surface, the shape of which is cross-section varies along its length. This rough surface and the variation of the shape of the cross-section increase the adhesion of the jacket to the reinforcement.

Echter is gebleken dat bevredigende resultaten kunnen worden verkregen door de versterking 11 te vervaardigen door middel van het welbekende puit rusie-proces inplaats van door het 25 verzadigde glasvezelvoorspinsel door een opening te trekken, en dat een goede hechting van de mantel aan de versterking nog steeds kan worden bereikt, ofschoon in dit geval de versterking glad is en een gelijkmatigevorm van de doorsnede heeft.However, it has been found that satisfactory results can be obtained by fabricating the reinforcement 11 by the well-known squeezing process rather than by pulling the saturated glass fiber principle through an opening, and that good sheath adhesion to the reinforcement still remains. can be achieved, although in this case the reinforcement is smooth and has a uniform cross-sectional shape.

Desgewenst kan de versterking 11 die in mantel 12 is 30 gestoken, in deze fase worden opgewikkeld voor opslag en transport, bijvoorbeeld naar een andere fabriek. Echter toont ter-wille van de duidelijkheid fig. 3 de versterking en de binnenmantel terwijl deze rechtstreeks worden toegevoerd aan de volgende trap van het vervaardigingsproces van de kabel.If desired, the reinforcement 11 inserted into jacket 12 can be wound up at this stage for storage and transportation, for example to another factory. However, for the sake of clarity, Figure 3 shows the reinforcement and inner sheath as they are fed directly to the next stage of the cable manufacturing process.

35 Opnieuw verwijzend naar fig. 3 worden in de volgende 8201633 - 7 - trap de optische transmissievezels 15 van voorraadrollen 29 af toegevoerd en geleid door middel van rollen 30 om zo te worden gelegd in de in langsriehting verlopende verdiepingen 14 van de mantel 12, zoals is aangegeven in fig. 6. Deze komponenten gaan 5 dan verder in een tweede extrus i e-machine 31 waarin de hui tenmantel 16 wordt geextrudeerd rondom de optische transmissie-vezels 15 en de mond 12 en de huitenmantel 16 wordt af gekoeld en daardoor hard gemaakt.Referring again to FIG. 3, in the following stage 8201633-7, the optical transmission fibers 15 are fed from supply rollers 29 and guided by rollers 30 so as to be laid in the longitudinal recesses 14 of the jacket 12, such as is shown in Fig. 6. These components then continue in a second extrusion machine 31 in which the casing 16 is extruded around the optical transmission fibers 15 and the mouth 12 and the casing 16 is cooled and thereby hard made.

Daarna wordt de voltooide kahel 10 rondom een geleide-10 rol 33 op een opwikkelspoel 34 geleid.Thereafter, the finished coil 10 is guided around a guide roller 33 on a take-up reel 34.

De versterking 11 heeft voldoende treksterkte om de optische transmissievezels 15 te beschermen tegen trekbelas-tingen gedurende de vervaardiging, het aanbrengen en het gebruik van de transmissiekabel met de optische vezels.The reinforcement 11 has sufficient tensile strength to protect the optical transmission fibers 15 from tensile loads during the manufacture, application and use of the transmission cable with the optical fibers.

15 Meer in het bijzonder wordt voor dit doel de verster king 11 vervaardigd met een strekmodulus in het gebied vanMore specifically, for this purpose, the reinforcement 11 is manufactured with a stretch modulus in the region of

Ij.Ij.

(2,8-4,2} x 10 MPa en krijgt hij bij voorkeur een uiteindelijke treksterkte van 500.000-1.400.000 KPa. De strekmodulus en de uiteindelijke treksterkte van de versterking 11 worden zo 20 groot mogelijk gemaakt teneinde de hoeveelheid van de benodigde versterking minimaal te maken en aldus ruimte en kosten te besparen. In dit verband is gebleken dat de versterking gemakkelijk kan worden vervaardigd en gebruikt met een diameter van 8,6 mm. Echter is de uitvinding geenszins tot deze diameter 25 beperkt aangezien bevredigende resultaten zeker kunnen worden verkregen met andere waarden van de diameter. Inderdaad is met succes gebruik gemaakt van diameters tussen 0,5 en 1,8 mm en dit maatgebied kan worden uitgebreid naar boven tot, bijvoorbeeld 3 mm.(2.8-4.2} x 10 MPa and preferably gets a final tensile strength of 500,000-1,400,000 KPa. The tensile modulus and ultimate tensile strength of the reinforcement 11 are made as large as possible in order to obtain the amount of the required minimizing reinforcement and thus saving space and cost In this regard, it has been found that the reinforcement can be easily manufactured and used with a diameter of 8.6 mm However, the invention is by no means limited to this diameter as satisfactory results can certainly obtained with other diameter values Indeed, diameters between 0.5 and 1.8 mm have been successfully used and this size range can be extended upwards to, for example, 3 mm.

30 De buigingseigenschappen die nodig zijn voor de ver sterking, variëren afhankelijk van de specifieke soort van opbouw van de kabel en van de afmetingen en materialen van de andere komponenten van de kabel. Echter is in het algemeen de versterking voldoende stijf om tijdens het afkoelen van 35 de geextrudeerde mantel 12 kromtrekken te weerstaan, maar is de 8201633 » » - 8 - versterking tevens voldoende buigzaam om de kabel op een spoel te kunnen wikkelen en te kunnen installeren.The bending properties required for the reinforcement vary depending on the specific type of construction of the cable and on the dimensions and materials of the other components of the cable. In general, however, the reinforcement is sufficiently rigid to resist warping during the cooling of the extruded jacket 12, but the reinforcement is also flexible enough to allow the cable to be wound on a spool and installed.

De stijfheid van de versterking kan worden geregeld door een geschikte bepaling van de percentages van glasvezel 5 en kunsthars in de versterking en door de keuze van de soort kunsthars die wordt gebruikt voor het verzadigen van de glasvezels .The stiffness of the reinforcement can be controlled by an appropriate determination of the percentages of fiberglass and synthetic resin in the reinforcement and by the choice of the type of synthetic resin used to saturate the glass fibers.

Gevonden is dat bevredigende resultaten worden verkregen wanneer de versterking na het gereedkomen een buigings-/ \ h 10 modulus heeft van (0,7-3,9) x 10 MPa en een huigsterkte bij breuk van 170.000-970.000 kPa.It has been found that satisfactory results are obtained when the reinforcement has a flexural modulus of (0.7-3.9) x 10 MPa and a tensile strength at break of 170,000-970,000 kPa after completion.

Het glasvezelgehalte van de versterking bedraagt bij voorkeur 60-80 gew.$.The glass fiber content of the reinforcement is preferably 60-80% by weight.

Harsmengsels die werden gebruikt in deze versterking, 15 bevatten een stijve polyesterhars op basis van onverzadigd isoftaalzuur die werd gemodificeerd door toevoeging van een buigzame polyesterhars die een verzadigd alifatisch zuur bevatte. De mate van buigzaamheid van de verkregen versterking was afhankelijk van de verhouding van deze polyesterharsen en 20 inderdaad is gebruik gemaakt van harsmengsels die van 100 % hars op basis van onverzadigd isoftaalzuur tot hars op basis van 100 % verzadigd alifatisch zuur bevatten. Een mengsel van deze harsen en hars dat 20 % alifatisch zuur bevat, heeft bijzonder bevredigende resultaten gegeven.Resin blends used in this reinforcement contained a rigid polyester resin based on unsaturated isophthalic acid which was modified by the addition of a flexible polyester resin containing a saturated aliphatic acid. The degree of flexibility of the resulting reinforcement depended on the ratio of these polyester resins and indeed resin blends containing 100% resin based on unsaturated isophthalic acid to resin based on 100% saturated aliphatic acid were used. A mixture of these resins and resin containing 20% aliphatic acid has given particularly satisfactory results.

25 Echter zaj. duidelijk zijn dat andere thermo-hardende- materialen andere buigzaamheidsgebieden kunnen geven afhankelijk van hun verknopingsdiehtheid, en dat de uitvinding niet tot de hierboven genoemde harsen is beperkt.25 However, zaj. it is to be understood that other thermosetting materials may give different flexibility ranges depending on their crosslinking density, and that the invention is not limited to the above resins.

Om verschil in warmteuitzetting van de versterking 30 11 en de optische transmissie-vezels 15 tot een minimum terug te brengen en aldus inwendige spanningen die het gevolg zijn van variaties van de omgevingstemperatuur te verkleinen of zelfs geheel te elimineren, heeft het glasvezel van de versterking een lineaire warmteuitsettingscoefficient die zo dicht 35 mogelijk ligt bij die van de vezels 15 en die daarom bij voor- 8201633 Ψ m - 9 - -6 ο keur in de orde van grootte van 1,6 x 10 / C "bedraagt.In order to minimize the difference in heat expansion of the gain 30 and the optical transmission fibers 15 and thus reduce or even completely eliminate internal stresses resulting from variations in the ambient temperature, the fiberglass of the gain has a linear coefficient of thermal expansion as close as possible to that of the fibers 15 and which is therefore preferably on the order of 1.6 x 10 / C "of 8201633 Ψ m - 9 - -6 ο.

De in fig. 7 getekende gemodificeerde kakel die daar in het algemeen met het verwij zings cijfer 1^· is aangeduid, heeft een centrale kern in de vorm van een versterking 41 die 5 overeenkomt met de versterking 11 in de figuren 1 en 2. Een mantel van kunstharsmateriaal met een cirkelvormige doorsne-deomtrek omgeeft zowel de versterking M en een aantal optische transmissievezels UU.The modified link shown in FIG. 7, which is generally indicated there by the reference numeral 1, has a central core in the form of a reinforcement 41 corresponding to the reinforcement 11 in FIGS. 1 and 2. A A resin cross-sectional circumference jacket surrounds both the gain M and a number of optical transmission fibers UU.

In de in fig. 8 getekende gemodificeerde kahel vormt 10 één enkele optische transmissievezel 50 de kern van de kabel en is hij ingebed in een mantel 51 van kunstharsmateriaal en zijn ook een aantal versterkingen 52 ingebed in de mantel 51j waarbij de versterkingen 52 in radiale richting op enige afstand van de optische transmissievezel 50 liggen en ten opzichte 15 van elkaar gelijke middelpuntshoeken insluiten. Desgewenst kan de enkelvoudige optische transmissievezel 50 worden vervangen door een aantal van dergelijke vezels.In the modified heater shell shown in Figure 8, a single optical transmission fiber 50 forms the core of the cable and is embedded in a sheath 51 of synthetic resin material and also a number of reinforcements 52 are embedded in the sheath 51j with the reinforcements 52 radially are some distance from the optical transmission fiber 50 and enclose equal center angles relative to each other. If desired, the single optical transmission fiber 50 can be replaced by a number of such fibers.

De in fig. 9 getekende kabel heeft enige gelijkenis met die volgens de figuren 1 en 2. Echter is in het geval van 20 de in fig. 9 getekende kabel de kern van de kabel gevormd door een optische transmissievezel 61 die wordt omgeven door een binnenmantel 62 die overeenkomt met de binnenmantel 12 in de figuren 1 en 2.The cable shown in Figure 9 has some similarity to that of Figures 1 and 2. However, in the case of the cable shown in Figure 9, the core of the cable is formed by an optical transmission fiber 61 surrounded by an inner sheath 62 corresponding to the inner jacket 12 in Figures 1 and 2.

In de in langsrichting verlopende naar buiten open_ 25 verdiepingen in de buitenomtrek van de binnenmantel 62 zijn acht versterkingen 63 ondergebracht, terwijl een buitenmantel .In the longitudinally extending outwardly open floors in the outer periphery of inner jacket 62, eight reinforcements 63 are housed, while one outer jacket.

6k van kunstharsmateriaal zich uitstrekt rondom de versterkingen 63 en de binnenmantel 62.6k of synthetic resin material extends around the reinforcements 63 and the inner jacket 62.

In elk van de in de figuren 7 t/m 10 weergegeven 30 uitvoeringsvoorbeelden van de uitvinding wordt de versterkingen of worden alle versterkingen gevormd door een ononderbroken voorspinsel van glasvezelmateriaal dat is verzadigd door een kunstharsmateriaal en is hardgemaakt, zoals hierboven is beschreven met verwijzing naar fig. 3S of door het pultrusie-35 proces, en de versterking of alle versterkingen zijn gehecht 8201633 -10- aan de naastgelegen mantel van kunstliarsmateriaal, zoals ook hierboven is beschreven.In each of the embodiments of the invention shown in Figures 7 to 10, the reinforcements or all of the reinforcements are formed by a continuous glass fiber premise saturated by a resin material and hardened, as described above with reference to FIG. 3S or by the pultrusion-35 process, and the reinforcement or all reinforcements are adhered to the adjacent jacket of synthetic resin material, as also described above.

Fig. 10 toont een kabel die in het algemeen is aangeduid door middel.', van het verwijzingscijfer 70, en die een 5 axiale optische transmissievezel 71 heeft die is ingebed in een binnenmantel 72 van kunstharsmateriaal. In dit geval zijn achttien versterkingen 73a, 73b schroefvormig gewikkeld rondom de binnenmantel 72 zonder daaraan te zijn gehecht, om zo een dicht aansluitende wapening rondom de mantel 72 en de 10 optische transmissievezel 71 te vormen en deze te beschermen tegen breken tijdens het installeren van de kabel. De negen versterkingen 73a zijn gewikkeld in schroefvorm met tegengestelde spoed aan die van de negen versterkingen 73b.Fig. 10 shows a cable generally indicated by means of the reference numeral 70 and having an axial optical transmission fiber 71 embedded in an inner jacket 72 of synthetic resin material. In this case, eighteen reinforcements 73a, 73b are helically wound around the inner sheath 72 without being bonded thereto, so as to form a tightly fitting reinforcement around the sheath 72 and the optical transmission fiber 71 and protect it from breaking during the installation of the cable. The nine reinforcements 73a are wound in screw form with the opposite pitch to that of the nine reinforcements 73b.

Tegengesteld gewikkelde lagen 7^ van polyester kleef-15 band zijn rondom de versterkingen gewikkeld en op hun beurt omgeven door een geextrudeerde buitenmantel. 75·Opposite-wound layers of polyester adhesive tape are wrapped around the reinforcements and are in turn surrounded by an extruded outer sheath. 75

De treksterkte en de breekweerstand van de in fig.The tensile strength and breaking strength of the in FIG.

10 getekende kabel worden bepaald door a) de buigzaamheid van de versterkingen; b) het aantal van de versterkingen; en 20 c) de spoed waarmee de versterkingen op de binnenmantel zijn gewikkeld.10 drawn cable are determined by a) the flexibility of the reinforcements; b) the number of reinforcements; and c) the pitch with which the reinforcements are wound on the inner sheath.

In verband met c) neemt bij toename van de schroeflijnhoek de geschiktheid van de versterkingen om trekbelastingen in de axiale richting te dragen af.In connection with c), as the helix angle increases, the suitability of the reinforcements to bear tensile loads in the axial direction decreases.

25 Aldus kunnen door het correleren en vooraf bepalen van de faktoren a), b) en c) de effektieve treksterkte en breekweerstand van de versterkingen worden gekozen in overeenstemming met de behoeften.Thus, by correlating and predetermining the factors a), b) and c), the effective tensile strength and breaking resistance of the gains can be selected according to needs.

De versterkingen 73a, 73b worden vervaardigd als 30 hierboven is beschreven onder verwijzing naar de figuren 1 t/m 9 en worden onder spanning gewikkeld op de mantel 72. Na dit opwikkelen worden de versterkingen onder spanning gehouden door de mantel.The reinforcements 73a, 73b are manufactured as described above with reference to Figures 1 to 9 and are wound under tension on the sheath 72. After this winding, the reinforcements are held under tension by the sheath.

Ook is de schroeflijnhoek van de versterkingen 73a 35 gelijk aan die van de tegengesteld gewikkelde versterkingen 73b 8201633 -11- om symmetrieredenen.Also, the helix angle of the reinforcements 73a 35 is equal to that of the oppositely wound reinforcements 73b 8201633-11 for symmetry reasons.

In de hierboven beschreven uitvoeringsvoorbeelden van de uitvinding bestaan de mantels uit polyetheen. Echter kan inplaats daarvan ieder ander geschikt materiaal, bijvoorbeeld 5 een thermoplastisch, elastomeer, in de plaats worden gesteld.In the exemplary embodiments of the invention described above, the jackets consist of polyethylene. However, any other suitable material, for example a thermoplastic elastomer, may be substituted instead.

82016338201633

Claims

Optical fiber transmission cable, characterized by: at least one optical fiber; at least one continuous elongated self-standing reinforcement; said reinforcement comprising a glass fiber premise saturated with cured resin and maintained in a biased condition only by said resin; 10 wherein the gain further has a stretch modulus of (2.8-U, 2) x 10 ^ MPa; and wherein at least one shell of synthetic resin material is extruded around the optical fiber and the reinforcement.

2. A transmission cable according to claim 1, characterized in that the reinforcement has a ultimate tensile strength of 500,000-1,000,000 kPa.

Transmission cable according to claim 1 or 2, characterized in that the reinforcement has a flexural modulus of (0.7-3.9) x 10 ^ MPa.

U. Transmission cable according to claim 1 or 2, characterized in that the reinforcement contains 60-80% by weight of glass fibers.

Transmission cable according to claim 1, characterized in that the resin contains a polyester resin.

6. A transmission cable according to claim 1, characterized in that the gain has a linear coefficient of thermal expansion that is at least substantially equal to that of the optical fiber.

Transmission cable according to claim 6, characterized in that the linear heat expansion coefficient is approximately 1.6 x 10 /

30. C.

Transmission cable according to claim 1, characterized in that the reinforcement extends along the centerline of the cable and in that the optical fiber is one of a number of optical fibers 8201633-13 distributed evenly around and in radial direction towards " be outside some distance from the reinforcement.

9. A transmission cable according to claim 8, characterized in that the sheath is a first sheath surrounding the reinforcement and which is formed with a number of longitudinally extending outwardly open recesses which receive the optical fibers, respectively, and a second sheath of synthetic resin material that extends around the optical fibers and the first jacket. 10. A transmission cable according to claim 1, characterized in that the optical fiber extends along the centerline of the cable and the reinforcement is one of a number of identical reinforcements distributed evenly all around and radially outwardly at 15 some distance from the optical fiber.

Transmission cable according to claim 10, characterized in that the sheath consists of a first sheath which surrounds a second sheath which in turn surrounds the optical fiber, the second sheath being formed with a number of longitudinally outwardly open floors which receive the optical fibers between the first and the second mantle, respectively, the second mantle consisting of a synthetic resin material.

Transmission cable as claimed in claim 8, 25, characterized in that the optical fibers and the reinforcement are embedded in the sheath.

Optical fiber transmission cable, characterized by: a continuous elongated stand-alone gain; The reinforcement comprising a cured synthetic resin and a prestressed glass fiber bias which is saturated with the synthetic resin and which is held in its prestressed condition only by the synthetic resin; wherein the gain has a tensile modulus of (2.8-1.2) x U 35 10 MPa; 8201633 -i-ir ^ * a first shell of synthetic resin material; a plurality of optical fibers distributed around the first jacket; and a second jacket of synthetic resin material extruded around the optical fibers and the first jacket. 1U. Optical fiber transmission heater characterized by at least one optical fiber; a first synthetic resin shell formed around the at least one optical fiber; a plurality of separate self-standing reinforcements helically wound in opposite directions under tension around the first shell; the separate stand-alone reinforcements each comprising a prestressed glass fiber roving and a hardened resin material that saturates the roving and maintains the roving in its biased state; wherein the gains have a tensile modulus of (2.8-U, 2) h × 10 MPa; and 20 wherein a second synthetic resin shell is formed around the reinforcements and the first shell.

15. A method of manufacturing a transmission cable with one or more optical fibers, comprising providing an optical transmission fiber and a sheath of synthetic resin material, characterized by: saturating a glass fiber prediction with a synthetic resin; hardening the synthetic resin; maintaining the prestress under tension during the curing of the synthetic resin so as to form a separate stand-alone reinforcement consisting of the preliminary and the hardened synthetic resin, whereby the synthetic resin, when cured, maintains the prestressed condition; and then combining the gains with the optical transmission fiber and the sheath. 8201633 -15- ^ Λ. «« M '

A method according to claim 15s, characterized in that the combining step comprises extruding the jacket over the reinforcement and then allowing the jacket to cool. A method according to claim 16, characterized by forming a plurality of circumferentially longitudinally spaced apart open floors in the jacket, placing an optical fiber in each of the floors and forming a second jacket 10 of synthetic resin material surrounding the optical fiber.

18. A method according to claim 15s, characterized in that the combining step comprises forming the jacket around the optical fiber and then helically winding the reinforcement under tension around the jacket.

Method according to claim 15, characterized in that the roving is successively passed through a resin bath to saturate the roving, an opening to remove excess resin from the roving, and a curing oven to remove the rinsing allow residual resin to harden.

20. Process according to claim 15, characterized in that the synthetic resin comprises a rigid polyester resin based on unsaturated isophthalic acid, modified by the addition of a flexible polyester resin containing a saturated aliphatic acid.

21. A method of manufacturing a gain for a transmission cable with one or more optical fibers, characterized by: energizing a glass fiber predisposition; saturating the energized glass fiber premix with a liquid synthetic resin; passing the saturated glass fiber premix through an opening to remove any excess of the liquid synthetic resin therefrom; and 8201633 V-16- hardening the liquid synthetic resin while holding the glass fiber roving under tension to form a separate stand-alone reinforcement holding the roving in a biased condition solely by means of the synthetic resin.

Method according to claim 21, characterized in that the glass fiber predisposition is 60-80 wt. % of the gain.

A method according to claim 21 or 22, 10, characterized in that the synthetic resin comprises a rigid polyester resin based on unsaturated isophthalic acid, modified by a flexible polyester resin containing a saturated aliphatic acid. 2k. A separate stand-alone gain 15 for a transmission cable with one or more optical fibers, characterized by: a glass fiber material preamble; and a hardened resin that saturates the prediction, the prediction being held in tension by the hardened resin alone, thereby stressing the prediction; and wherein the gain has a stretch modulus of (2.8-1 +, 2) x 10 MPa.

Reinforcement according to claim 2k, with a flexural modulus of (0.7-3-39) x 10 MPa.

Reinforcement according to claim 25, characterized by a ultimate tensile strength of 500,000-100,000 kPa.

Reinforcement according to claim 25, characterized by a linear coefficient of thermal expansion of approximately 1.6 x 30 10 6 / ° C.

Reinforcement according to claim 26, characterized by -. a linear heat expansion coefficient of about 1.6 x 10/0 c.

Reinforcement according to claim 25, 26 or 27, characterized by a glass fiber prediction of 60-80 8201633 -1T% by weight.

30. Reinforcement according to claim 25, 26 or 27, characterized in that the synthetic resin comprises a polyester resin based on unsaturated isophthalic acid, modified by the addition of a saturated aliphatic acid-containing polyester resin.