NO170706B - Skjoet for fiberoptiske telekommunikasjons-undervannskabler - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en skjøt for fiberoptiske telekommunikasjons-undervannskabler av den type hvor en plastkappe omslutter en kjerne som er forsynt med gjennomgående hulrom som er fylt av et praktisk talt inkompressibelt fluidum og som løst opptar de optiske fibrer, og en mekanisk motstandsdyktig armering som opptar den radialt innerste kjernesone, idet skjøten omfatter en mekanisk forbindelse som buttskjøter kablenes armeringer, forbindelser mellom endene av de optiske fibrer som rager ut fra kablene og er innesluttet i hulrom i skjøtlegemet som er fylt av et praktisk talt inkompressibelt fluidum, idet hulrommene strekker seg i skjøtens lengderetning, og en kappe som omslutter skjøtlegemet.

En kabelskjøt av denne type er kjent fra den ikke førpubliserte, norske patentsøknad nr. 852610.

Skjøtene er meget ømtålige komponenter i de fiberoptiske undervannskabler. I virkeligheten må skjøtene til-late perfekte forbindelser mellom de optiske fibrer og dessuten beskytte disse og forbindelsene fra å utsettes for selv minimale, mekaniske påkjenninger under virkningen av det hydrostatiske trykk og under de strekkspenninger som utøves i kabelen under dennes legging.

Det er derfor viktig at skjøtene har en konstruk-sjon som,ved siden av å beskytte de optiske fibrer, i størst mulig grad letter forbindelsene mellom disse.

Det er videre vesentlig at skjøtene med sin tilstedeværelse -.akke forårsaker problemer under leggingsoperasjonene for en undervannskabel som inneholder disse skjøter.

For å redusere disse problemer, er det nødvendig

at følgende betingelser blir oppfylt:

- De ytre, diametrale dimensjoner av skjøtene må være mest mulig lik de ytre, diametrale dimensjoner av de kabellengder som er forbundet ved hjelp av skjøtene;

- skjøtenes fleksibilitet må være minst mulig forskjellig

fra fleksibiliteten av de kabellengder som er forbundet ved hjelp av skjøtene;

- skjøtens vekt må være redusert til et minimum.

Det er dessuten viktig at skjøtene ikke tar skade

i sin kappe som følge av en større varmeutvidelse av elemen-tene som er inneholdt i denne, for eksempel som følge av soleksponering i påvente av kablenes legging, på grunn av den forskjellige beskaffenhet av de materialer som danner kappen og de elementer som er omsluttet av denne.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe skjøter for fiberoptiske telekommunikasjons-undervannskabler som på

en optimal måte løser de ovenfor omtalte problemer. Spesielt er formålet med oppfinnelsen å tilveiebringe skjøter som,

idet de gir en meget god mekanisk beskyttelse for de optiske fibrer og for disses forbindelser, har stor fleksibilitet,

er lette av vekt, tillater lettvint realisering av forbindelsene méllom de optiske fibrer og følgelig gir en optimal pålitelighet for de nevnte forbindelser, og som er uten fare for skade på skjøtenes kapper når de utsettes for termiske variasjoner.

Ovennevnte formål oppnås med en kabelskjøt av den innledningsvis angitte type som ifølge oppfinnelsen er kjenne-tegnet ved at kappen er en plastkappe som passer til den radialt ytre overflate av skjøtlegemet, idet skjøten er uten noen metallkappe og uten noen mekanisk motstandsdyktig armering som ligger utenfor og omgir den sone i hvilken de optiske fibrer og disses forbindelser er anbrakt. »

Uttrykket "inkompressibelt fluidum" som benyttes i denne beskrivelse, betyr flytende stoffer, fortrinnsvis vis-køse, også med høy viskositet, og dette uttrykk omfatter ikke gasser.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende i forbindelse med utførelseseksempler under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser et perspektivriss i lengdesnitt av en skjøt ifølge oppfinnelsen, og fig. 2 viser et perspektivriss i lengdesnitt av en skjøt ifølge oppfinnelsen i en alternativ utførelse.

Skjøten 1 på fig. 1 er særlig egnet for forbindelse av de kabler som er beskrevet i US-patentskrift 4 722 589 og hvis ender er blitt forberedt på forhånd ved trinnvis avdek-

ning av komponentene.

Den på fig. 1 viste skjøt oppviser følgende elementer, idet man starter fra innsiden og går i retning mot utsiden: En mekanisk forbindelse som utgjøres av en metallisk hylse eller bøssing 4, buttskjøter kablenes 2 og 3 armeringer 5 og 6 som er dannet av kompakte antitorsjonsrep i hvilke mellomrommene mellom de inngående tråder er fylt av et praktisk talt inkompressibelt fluidum, for eksempel vaselin, silikonfett og liknende. Ethvert mellomrom mellom bøssingen 4 og armeringene 5 og 6 er også fylt av det samme inkompressible fluidum.

Den på fig. 1 viste metallbøssing 4 har samme diameter som armeringene 5 og 6, men dette må ikke oppfattes i begrensende betydning da bøssingen også kan ha en forskjellig diameter.

Som et alternativ utgjøres den mekaniske forbindelse mellom armeringene 5 og 6 av en deformasjonsherdet sveis eller liknende.

Under alle omstendigheter må den mekaniske forbindelse være dimensjonert slik at den motstår alle strekkspenninger som utøves i skjøten under leggingen eller under opp-tagningen av kabelen, og den har, dersom det kreves, den funksjon å utføre den elektriske forbindelse mellom armeringene 5 og 6 når disses ledningsevne er forbedret, for eksempel ved tilstedeværelse av et metallelement med høy ledningsevne, såsom én eller flere kobbertråder eller liknende.

Et lag 7 av plastmateriale er anordnet på bøssingen 4 og på de avdekkede ender av armeringene 5 og 6.

Plastmaterialene i laget 7 kan for eksempel være polyolefiner, såsom polyetylen og polypropylen, alifatiske polyamider og liknende.

Laget 7 har fortrinnsvis en spindelliknende form. Forbindelsene 8 mellom de optiske fibrer 9 og endene av kablenes rør 10 som er fylt av et inkompressibelt fluidum og løst opptar de optiske fibrer, støtter seg på laget 7.

Forbindelsen 8 omfatter en buttsveis 11 mellom kablenes 2 og 3 optiske fibrer 9 og en hylse 12 som er fylt av et inkompressibelt fluidum og i hvis ender de ytre ender

åv kablenes 2 og 3 rør 10 er innført.

Hylsen 12 er for eksempel av plastmateriale eller av andre materialer. Den montasje eller sammenstilling som er dannet av laget 7, rørene 10 og hylsene 12, utgjør skjøt-legemet av plastmateriale.

En i skjøten inngående kappe 13 av plastmateriale forbinder kablenes 2 og 3 plastkapper med hverandre, idet den har en ytterdiameter som er lik kablenes ytterdiameter og tett omslutter parene av rør 10 og hylsene 12 som forbinder rørene, idet den via sin radialt indre overflate danner kontakt med den overflate av laget 7 som er uten kontakt med sammenstillingen av parene av rør og hylsene.

Plastmaterialene for dannelse av skjøtens kappe 13 kan, om ikke nødvendigvis, være de samme som de som er angitt for laget 7.

Laget 7 og kappen 13 er fortrinnsvis av alifatiske polyamider på grunn av at disse materialer, som følge av sine mekaniske egenskaper, gjør skjøten radialt mindre kompressi-bel og således unngår også meget små variasjoner av de diametrale dimensjoner av rørene og hylsene, og følgelig enhver mulig, langsgående bevegelse av det inkompressible fluidum som fyller rørene.

Ifølge en ikke vist, alternativ utførelse av skjø-ten på fig. 1 er laget 7 ikke til stede. I denne alternative utførelse står rørene 10 som er forbundet parvis av hylsene 12, i direkte kontakt med bøssingen 4 og med ytterendene av kablenes avdekkede armeringer 5 og 6. Skjøtkappen 13 av plastmateriale som tett omslutter rørene og hylsene, passer følgelig med sin radialt indre overflate sammen med bøssingen og armeringenes ender.

I utførelsen på fig. 1 og i dens alternative ut-førelse frembringer den sammenstilling som er dannet av parene av rør og hylser, inne i skjøten et antall gjennomgående hulrom som strekker seg i lengderetningen langs skjø-ten og er fylt av et praktisk talt inkompressibelt fluidum.

I skjøten finnes det dessuten ingen mellomrom som er frie for materiale.

Rundt skjøtkappen 13 av plastmateriale kan det

være til stede andre kledninger eller overtrekk, som for eksempel en antipæleormbeskyttelse av i og for seg kjent type i tilfelle de kabler som er forbundet ved hjelp av skjøten, omfatter disse, men disse ytterligere kledninger eller overtrekk må hverken frembringe en tett metallkappe for skjøten eller en mekanisk motstandsdyktig, ytre armering som omgir den sone av skjøten i hvilken de optiske fibrer og disses forbindelser er anordnet.

Fig. 2 viser en alternativ utførelse ifølge oppfinnelsen. Denne alternative utførelse er særlig, men ikke nød-vendigvis, slik det skal beskrives i den etterfølgende beskrivelse, egnet for sammenkopling av de kabler som er beskrevet i US-patentskrift 4 725 121.

Den etterfølgende beskrivelse vil minne om de vesentlige komponenter i de foran omtalte kabler som er blitt trinnvis avdekket ved sine ender for dannelse av skjøten.

Som vist på fig. 2, omfatter skjøten 14 som forbinder kablene 15 og 16 med hverandre, en metallbøssing 17 eller en deformasjonsherdet sveis eller liknende som mekanisk buttforbinder kablenes armeringer 18 og 19.

Bøssingen 17 er dimensjonert slik at den motstår alle strekkspenninger i skjøten under kabelens legging eller opptagning, og dersom det kreves, har bøssingen også den funksjon å realisere elektrisk forbindelse mellom kablenes armeringer 18 og 19.

Inne i bøssingen 17 er ethvert rom som er etterlatt tomt av kablenes armeringer, fylt av det samme, praktisk talt inkompressible fluidum, såsom vaselin, silikonfett og liknende, som det som fyller alle rom som er til stede i armeringene. Et rørformet lag 20 av plastmateriale, f.eks. en polyolefin eller fortrinnsvis en alifatisk polyamid, dekker og er bundet til bøssingen 17 og til endene av kablenes armeringer 18 og 19.

Laget 20, som også er bundet til kablenes 15 og 16 kjerner 21 og 22 av plastmateriale, er på sin radialt ytre overflate forsynt med et antall spor 23 som er fylt av et praktisk talt inkompressibelt fluidum, og utgjør skjøtens legeme av plastmateriale. Hvert spor 23 forbinder et spor 24 i kabelen 15 med et spor 25 i kabelen 16, idet begge spor er fylt av et inkompressibelt fluidum.

Endene av kablenes optiske fibrer 26, som er løst anbrakt i sporene 24 og 25, rager ut fra disse spor med en lengde som f.eks. er større enn den som er nødvendig for disses forbindelser. Endene av de optiske fibrer 26 er anbrakt i sporene 23 i det rørformede lag 20 og er buttsveiset i punkter 27 slik at en forbindelse frembringes.

Skjøtkappen 28 av plastmateriale er anordnet rundt det rørformede lag 20. Kappen 28, som for eksempel er frem-stilt av en polyolefin eller fortrinnsvis en alifatisk polyamid, har ved sin radialt ytre overflate den samme diameter som ytterdiameteren av kablene 15 og 16 og forbinder kablenes kapper av plastmateriale med hverandre. Dessuten lukker kappen 28 mot utsiden sporene 23 som derfor utgjør skjøt-legemets hulrom. Dersom man frykter at det inkompressible fluidum som fyller sporene 23, kan unnslippe delvis fra disse før anbringelsen av kappen 28, anbringes en omvikling av plastmateriale (ikke vist) mellom plastkappen 28 og det rørformede lag 20. Rundt skjøtens plastkappe 28 kan det være anordnet andre ledninger eller overtrekk, for eksempel en antipæleormbeskytteIse av i og for seg kjent type dersom de kabler som er forbundet ved hjelp av skjøten, omfatter sådanne. De ytterligere kledninger eller overtrekk må imid-lertid ikke frembringe noen tett metallkappe og heller ikke noen mekanisk motstandsdyktig armering som omgir den sone av skjøten hvor de optiske fibrer og disses forbindelser er anbrakt.

Når kablenes optiske fibrer 26 er løst anbrakt i rør som er fylt av et inkompressibelt fluidum og på sin side er opptatt i sporene 24 og 25, utgjør disse en alternativ utførelse (ikke vist) av skjøten ifølge fig. 2.

I dette tilfelle er rørenes ender innesluttet i sporene 23 i det rørformede lag 20, og en hylse som er fylt av et inkompressibelt fluidum og er helt lik hylsen 12 på fig. 1, forbinder rørenes ender og omgir buttsveisen mellom de optiske fibrer.

Sporene 23 er fullstendig fylt av et inkompressibelt fluidum. Som et alternativ er sporene 23 fylt av plastmate-rialet i kappen 28, slik at det i sistnevnte frembringes et antall ribber hvis profil har en form som er komplementær til formen på den sammenstilling som er dannet av rørene og hylsene.

Det følger av dette at i den sistnevnte, alternative utførelse av en skjøt ifølge fig. 2, i hvilken de optiske fibrer er løst anbrakt i rør som er forbundet med hverandre ved hjelp av hylser, har den radialt indre overflate av skjøtkappen 28 av plastmateriale en form som er nesten av samme type som formen på plastkappen 13 i den utførelse som er vist på fig. 1.

I begge tilfeller omvikler (engelsk: winds) i virkeligheten skjøtkappen av plastmateriale overflatene av rørene og hylsene.

Dette betyr at det ved hjelp av skjøten på fig. 2 er mulig å forbinde kablene 2 og 3 på fig. 1 med hverandre.

Likeledes er det ved hjelp av skjøten på fig. 1 mulig å forbinde kablene 15 og 16 på fig. 2 med hverandre. I dette tilfelle vil endene av kabelens optiske fibrer være anbrakt i rør som er forbundet med hverandre ved hjelp av hylser som støtter seg til hylsekledningen.

Ut fra den foregående beskrivelse av de forskjellige utførelser av skjøtene og ut fra de etterfølgende be-traktninger vil det innses at de tilsiktede formål oppnås ved hjelp av oppfinnelsen.

I skjøtene ifølge oppfinnelsen er kappene av plastmateriale og har følgelig ingen negativ innvirkning på virk-ningene av disses fleksibilitet.

Skjøtenes mekanisk motstandsdyktige armering, ved hjelp av hvilken den mekaniske forbindelse mellom kabelarmeringene er realisert, er dessuten anbrakt i den radialt innerste? sone av kabelen. Som et resultat ligger derfor den nevnte armering nær skjøtens lengdeakse som svarer til skjøtens nøytrale bøyningsakse, og følgelig ikke kan innvirke negativt på skjøtens fleksibilitet.

Av dette følger at skjøtene ifølge oppfinnelsen har den best mulige fleksibilitet og er lette av vekt. Deres fleksibilitet er dessuten i hovedsaken lik fleksibiliteten av de kabler som er forbundet ved hjelp av skjøtene. Tilstedeværelsen av skjøter ifølge oppfinnelsen i fiberoptiske undervannskabler forårsaker derfor i praksis ikke diskonti-nuiteter i kabelfleksibiliteten.

Dette faktum og den lette vekt av skjøtene ifølge oppfinnelsen, som ikke forårsaker noen økning i vekt av kablene som omfatter skjøtene, letter leggingsoperasjonen og den eventuelle gjenvinning eller opptagning av kabelen.

Skjøtene ifølge oppfinnelsen kan dessuten reali-seres raskt og lettvint takket være fraværet av både en tett metallkappe og av en mekanisk motstandsdyktig armering som er anbrakt rundt den sone i hvilken de optiske fibrer og disses forbindelser befinner seg. Realiseringen av disse gjøres derfor lettere, med fordelen av en større pålitelighet.

På tross av fraværet av en tett metallkappe og av

en mekanisk motstandsdyktig armering rundt de optiske fibrer, er skjøtene ifølge oppfinnelsen uten noen fare for overføring av mekaniske påkjenninger til de optiske fibrer og til disses forbindelser som følge av det hydrostatiske trykk og de

mekaniske påkjenninger som oppstår under leggingsoperasjonen.

Motstanden mot det hydrostatiske trykk sikres i virkeligheten ved at det i skjøtene ifølge oppfinnelsen ikke finnes noen tomrom inne i kappen. Under leggingsoperasjonene kan dessuten de strekkspenninger som overføres til skjøtenes armeringer, ikke påvirke de optiske fibrer på grunn av at disse, som ligger utenfor armeringen, ikke kan påvirkes på grunn av en mulig, mindre, diametral krympning som kan opp-stå i armeringen.

Slik som allerede angitt, er kappen i skjøtene ifølge oppfinnelsen av plastmateriale og ikke av metallisk materiale, slik det hittil er blitt ansett som uomgjengelig nødvendig for å unngå at også meget små spor av vann kan komme i kontakt med de optiske fibrer og disses forbindelser, hvilket forårsaker dempninger av de overførte signaler og skjørheter.

På tross av tilstedeværelsen av en plastkappe som ikke kan garantere en ugjennomtrengelighet som er lik ugjen-nomtrengeligheten for en metallkappe, forekommer ikke de ovenfor omtalte ulemper i skjøtene ifølge oppfinnelsen.

I skjøtene ifølge oppfinnelsen gjør dessuten tilstedeværelsen av en plastkappe at disse er uten de farer som følger av variasjoner i den temperatur som skjøten kan utsettes for i påvente av leggingsoperasjonene.

I forhold til en metallkappe har i virkeligheten en plastkappe en større mulighet for utvidelse. Takket være utvidelsesegenskapene til en plastkappe trenger man derfor ikke lenger å frykte for farene for brudd eller sprekker som kan forekomme med metallkappene når varmeutvidelser av de komponenter som er innesluttet i kappen, forårsakes av en eventuell temperaturøkning som kan inntreffe som resultat av en direkte soleksponering av skjøtene.

Claims (7)

1. Skjøt for fiberoptiske telekommunikasjons-undervannskabler (2, 3; 15, 16) av den type hvor en plastkappe omslutter en kjerne som er forsynt med gjennomgående hulrom som er fylt av et praktisk talt inkompressibelt fluidum og som løst opptar de optiske fibrer, og en mekanisk motstandsdyktig armering som opptar den radialt innerste kjernesone, idet skjøten (1; 14) omfatter en mekanisk forbindelse (4; 17) som buttskjøter kablenes armeringer (5, 6; 18, 19), forbindelser (11; 27) mellom endene av de optiske fibrer (9; 26) som rager ut fra kablene og er innesluttet i hulrom (10, 12; 23) i skjøtlegemet som er fylt av et praktisk talt inkompressibelt fluidum, idet hulrommene (10, 12; 23) strekker seg i skjøtens lengderetning, og en kappe (13; 28) som omslutter skjøtlege-met, KARAKTERISERT VED at kappen (13; 28) er en plastkappe som passer til den radialt ytre overflate av skjøtlegemet, idet skjøten er uten noen metallkappe og uten noen mekanisk motstandsdyktig armering som ligger utenfor og omgir den sone i hvilken de optiske fibrer (9; 26) og disses forbindelser (11;

27) er anbrakt.

2. Skjøt ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at skjøtlege-met som er forsynt med hulrom som er fylt av et inkompressibelt fluidum hvor forbindelsene (11) mellom endene av de optiske fibrer (9) som rager ut fra kablene, er løst anbrakt, omfatter rør (10) som er fylt av et inkompressibelt fluidum og er buttforbundet med hverandre ved hjelp av en hylse (12), idet rørene (10) og hylsene (12) er anbrakt rundt den mekaniske forbindelse (4) av kabelarmeringene (5, 6), idet skjø-tens plastkappe (13), som passer til den radialt ytre overflate av skjøtlegemet, fyller alle rom som eksisterer mellom rørene (10), hylsene (12) og den mekaniske forbindelse (4).

3. Skjøt ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at skjøtlege-met omfatter et dekklag ( 7) av plastmateriale for armeringenes mekaniske forbindelse (4), at rørene (10) som er forbundet med hverandre ved hjelp av hylsene (12), er anbrakt rundt dekklaget (7) av plastmateriale og i kontakt med dette, og at skjøtens plastkappe (13) fyller alle rom som er til stede mellom rørene (10) som er forbundet ved hjelp av hylsene (12) og dekklaget (7) for den mekaniske forbindelse (4) mellom armeringene (5, 6).

4. Skjøt ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at skjøtlege-met av plastmateriale omfatter et rørformet lag (20) som omgir og er bundet til den mekaniske forbindelse (17) mellom kabelarmeringene (18, 19) og på den ytre overflate er forsynt med spor (23) som strekker seg i skjøtens lengderetning og som er fylt av et inkompressibelt fluidum og løst opptar endene av kablenes (15, 16) optiske fibrer (26) og disses forbindelser (27) , idet skjøtkappen (28) av plastmateriale kleber til den radialt ytre overflate av det rørformede lag (20) og lukker sporene (23).

5. Skjøt ifølge krav 4, KARAKTERISERT VED at endene av kablenes optiske fibrer (26) og disses forbindelser (27) er løst anbrakt i rør som er forbundet ved hjelp av hylser og er fylt av et inkompressibelt fluidum som er innesluttet i sporene (24, 25) som er fylt av et inkompressibelt fluidum og er anbrakt på den ytre overflate av det rørformede lag (20) av plastmateriale som danner skjøtlegemet, idet skjøtens kappe (28) av plastmateriale kleber til den radialt ytre overflate av det rørformede lag (20) og lukker sporene (24, 25).

6. Skjøt ifølge krav 5, KARAKTERISERT VED at skjøtkap-pens plastmateriale trenger inn mellom sporene i det rørfor-mede lag av skjøtlegemets plastmateriale, slik at det er frembrakt et antall ribber hvis profil har en form som er komplementær til formen på rørene og hylsene.

7. Skjøt ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at den mekaniske forbindelse som buttskjøter kabelarmeringene (5, 6; 18, 19), er en metallbøssing (4; 17), og at eventuelt rom som ikke er opptatt av armeringene i denne metallbøssing, er fylt av et praktisk talt inkompressibelt fluidum.