PL226853B1 - Kabel swiatłowodowy - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest kabel światłowodowy.

Najczęściej stosowanym i jednocześnie najprostszym rozwiązaniem kabla światłowodowego otoczonego powłoką jest wykonywanie zewnętrznej powłoki kabli światłowodowych o okrągłym kształcie z jednego materiału. Kable takie typowo instalowane są w ochronnych rurach zwanych kanalizacją wtórną. Niedogodnością takiego rozwiązania jest ograniczony, ze względu na opory tarcia, zasięg na jaki kabel może zostać wprowadzony do kanalizacji wtórnej. Powoduje to większą ilość łączeń odcinków kabla, zwiększając zarówno czas instalacji, jej koszty, jak i powodując pogorszenie transmisji w kablu z powodu konieczności wykonania większej liczby spawów włókien światłowodowych. Dla wyeliminowania tej wady powszechnie stosuje się rury kanalizacji wtórnej ze specjalnie rozwiniętą powierzchnią wewnętrzną (np. ryflowaniem) lub z wewnętrzną warstwą poślizgową z materiału o mniejszym współczynniku tarcia, w stosunku do materiału powłoki kabla. Jednakże koszt wytworzenia takich rur jest znaczny ze względu na ich średnice, większe niż średnice instalowanych w nich kabli, a co za tym idzie konieczną ilość użytego do tego celu materiału poślizgowego lub skomplikowaną technologię osiągnięcia niegładkiej wewnętrznej powierzchni rury kanalizacji wtórnej.

Znane są opatentowane rozwiązania mające na celu eliminację wyżej opisanej wady, polegającej na zmniejszaniu współczynnika tarcia pomiędzy kablem a kanalizacją wtórną, polegające na wprowadzaniu specjalnych środków poślizgowych (lubrykantów) do wytłaczanej powłoki podczas procesu wytłaczania lub bezpośrednio po nim.

Znany jest ze stanu techniki kabel ujawniony w polskim opisie zgłoszeniowym P-368623 posiadający dodatkową osłonę w postaci śliskiej, giętkiej powłoki, najlepiej w postaci rury lub spiralnego owinięcia, która luźno lub przylgowo otacza kabel.

Z amerykańskiego patentu US 7 411 129 znany jest kabel elektryczny posiadający powierzchnię o zmniejszonych właściwościach tarcia. Zgodnie z tym rozwiązaniem kabel posiada co najmniej jeden rdzeń przewodzący i co najmniej jedną powłokę z tworzywa sztucznego, która obejmuje materiał poślizgowy umieszczony w lub na materiale z tworzywa sztucznego.

Ponadto z europejskiego patentu EP 1 982 222 znany jest kabel światłowodowy zawierający osłonkę ochronną mieszczącą wiele światłowodów, gdzie osłonka ochronna składa się z dwóch warstw różnych materiałów syntetycznych. Warstwa wewnętrzna osłonki ochronnej składa się z materiału o większym module sprężystości od warstwy zewnętrznej ułatwiając układanie kabla w instalacjach wdmuchiwanych.

Innym stosowanym rozwiązaniem jest nakładanie na kabel dodatkowej pełnej powłoki zewnętrznej, wykonanej z materiału zapewniającego niski współczynnik tarcia pomiędzy instalowanym w kanalizacji wtórnej kablem, a kanalizacją wtórną. Ze względu na wysoki koszt samego materiału (dodatkowej powłoki - stosowane są zwykle powłoki poliamidowe, jako zapewniające niskie tarcie), konieczność wytłaczania dodatkowej powłoki w dodatkowym procesie produkcyjnym, oraz zwiększenie średnicy kabla w takich kablach skutkuje ograniczeniem stosowania takich rozwiązań.

Celem wynalazku jest wyeliminowanie wad rozwiązań znanych ze stanu techniki.

Kabel światłowodowy zawierający rdzeń i powłokę zewnętrzną, charakteryzuje się tym, że w powłoce zewnętrznej kabla światłowodowego na całej jego długości umieszczone są wzdłużnie paski poślizgowe z materiału o niższym współczynniku tarcia względem materiału kanalizacji wtórnej, przy czym zewnętrzne powierzchnie pasków poślizgowych wystają ponad powierzchnię powłoki zewnętrznej kabla światłowodowego.

Korzystnie paski poślizgowe kabla mają w przekroju poprzecznym kształt wybrany spośród: trójkątnego, półokrągłego, owalnego, trapezowego, prostokątnego, kwadratowego. Wysokość (A) paska poślizgowego ma wartość w zakresie 0 < A < 100 mm. Pasek poślizgowy wystaje ponad powłokę zewnętrzną na wysokość w zakresie 0 < h < 100 mm. Szerokość paska poślizgowego (B) mieści się w zakresie 0,1 mm < B < 100 mm. W korzystnym rozwiązaniu zgodnym z wynalazkiem pasek poślizgowy jest osadzony w powłoce zewnętrznej na głębokość (A-h) mniejszą niż grubość powłoki (H). Liczba wzdłużnych pasków poślizgowych na powierzchni zewnętrznej kabla mieści się w zakresie od 1 do 1000. Pasek poślizgowy kabla światłowodowego według wynalazku wykonany jest z materiału z grupy: poliamidów, poliolefin, poliwęglanów, fluoropochodnych. Pasek poślizgowy jest wytłaczany razem z powłoką zewnętrzną kabla w jednej operacji.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym:

Fig. 1 - przedstawia kabel światłowodowy w powłoce zewnętrznej znany ze stanu techniki,

PL 226 853 B1

Fig. 2 - kabel światłowodowy umieszczony w rurze kanalizacji wtórnej przylegający powierzchnią powłoki zewnętrznej do wewnętrznej ścianki rury znany ze stanu techniki,

Fig. 3 - kabel światłowodowy z powłoką zewnętrzną z osadzonymi wzdłużnymi paskami poślizgowymi wykonany według wynalazku,

Fig. 4 - powiększony widok fragmentu A z Fig. 3 przedstawiające przekroje różnych kształtów elementów poślizgowych według wynalazku,

Fig. 5 - kabel światłowodowy według wynalazku umieszczony w rurze kanalizacji wtórnej,

Fig. 6 - kabel światłowodowy umieszczony w rurze kanalizacji wtórnej według wynalazku w innej odmianie wykonania.

Zgodnie z wynalazkiem integralną częścią powłoki kabla światłowodowego jest element poślizgowy, poprawiający własności instalacyjne, w tym zmniejszający współczynnik tarcia powłoka/rura kanalizacji wtórnej, umieszczony w powłoce kabla.

Proponowane rozwiązanie według wynalazku jest tańsze, ponieważ w tym samym procesie wytłaczania powłoki zewnętrznej kabla jednocześnie są wytłaczane specjalne wypustki o określonym kształcie i wielkości z materiału innego niż materiał powłoki. Wypustki w postaci pasków poślizgowych mają niższy współczynnik tarcia w stosunku do materiału kanalizacji wtórnej. Dzięki temu zmniejszana jest powierzchnia styku kabla z rurą ochronną, a zatem i zmniejszane są siły tarcia. Wykorzystując właściwości kabla światłowodowego zgodnego z wynalazkiem uzyskuje się możliwość zaciągnięcia dłuższych odcinków kabla do rur kanalizacji wtórnej. Stosując wytłaczanie pasków poślizgowych z odpowiednio dobranego materiału poślizgowego, a nie całej jednolitej powłoki jak stosowano w stanie techniki, oszczędzany jest materiał poślizgowy. Nie dodajemy do materiału podstawowej powłoki kabla światłowodowego środków poślizgowych. W proponowanym rozwiązaniu oszczędzamy ilość dodatkowego materiału poślizgowego w stosunku do ilości materiału poślizgowego stosowanego w przypadku jego aplikacji do rury kanalizacji wtórnej.

W rozwiązaniu według wynalazku dla zwiększenia odległości na jaką może być wprowadzony kabel światłowodowy do kanalizacji wtórnej zewnętrzna powłoka kabla wykonana jest z dwóch materiałów, z których pierwszy jest materiałem podstawowym stanowiącym ochronę ośrodka kabla przed czynnikami zewnętrznymi, natomiast drugi, stanowi środek poślizgowy ułatwiający instalowanie kabla w rurze kanalizacji wtórnej. Materiał pierwszy w postaci pełnego pierścienia szczelnie otacza ośrodek kabla, zapewniając pełną poprzeczną wodoszczelność oraz separację od czynników środowiska zewnętrznego. Materiał drugi, charakteryzuje się niskim współczynnikiem tarcia, w stosunku do materiału, z którego wykonuje się rury kanalizacji wtórnej, do której zaciągany jest kabel. Z materiału drugiego wykonane są wzdłużne paski poślizgowe koekstrudowane razem z powłoką kabla, która wykonana jest z materiału pierwszego. Wzdłużne paski poślizgowe są zagłębione w materiale pierwszym powłoki i wystają ponad jej obrys ograniczając tym samym powierzchnię styku powłoki kabla z powierzchnią wewnętrzną rury kanalizacji wtórnej. Głębokość osadzenia pasków poślizgowych (A-h) jest mniejsza niż grubość powłoki wykonanej z materiału pierwszego (H). Ciągłość powłoki z materiału pierwszego musi być zachowana w całym jej przekroju poprzecznym.

Rozwiązanie według wynalazku zapewnia niższy koszt wytwarzania w stosunku do stosowanych rozwiązań dwupowłokowych oraz rozwiązań dotyczących modyfikacji rury kanalizacji wtórnej, opisanych powyżej, jak i zmniejszenie oporów tarcia poprzez zminimalizowanie punktów styku pomiędzy kablem a kanalizacją wtórną, w stosunku do opisanych powyżej rozwiązań z zastosowaniem środków poślizgowych w powłoce kabla.

P R Z Y K Ł A D Y W Y K O N A N I A

W jednym przykładzie wykonania zgodnie z wynalazkiem przedstawionym na Fig. 6 jako bazę do modyfikacji wykorzystano konstrukcję standardowego kabla światłowodowego 1 o oznaczeniu BDC-CO ze średnicą nominalną 11,4 mm i grubością powłoki zewnętrznej 1,6 mm. Powłoka 3 kabla została wykonana z polietylenu o wysokiej gęstości (HDPE). W jednoczesnym procesie koekstrudowania w powłoce zewnętrznej 3 kabla światłowodowego 1 umieszczono sześć pasków poślizgowych 4 wykonanych z poliamidu 12 (PA12). W tym celu użyto w procesie produkcyjnym dwóch wytłaczarek podłączonych do jednej krzyżowej głowicy wytłaczarkowej. W tym rozwiązaniu poszczególny pasek ma wysokość A - 0,5 mm, szerokość B - 1,8 mm i jest osadzony na głębokość h - 0,25 mm w powłoce zewnętrznej światłowodu. Paski poślizgowe mają współczynnik tarcia równy 0,06. Kabel światłowodowy 1 posiadający paski poślizgowe 4 wykonane zgodnie z tym przykładem wykonania wprowadzane są do rury kanalizacji wtórnej 2.

PL 226 853 B1

W drugim przykładzie wykonania zgodnym z wynalazkiem jako bazę wykorzystano również standardowy kabel światłowodowy 1 o oznaczeniu BDC-CO ze średnicą nominalną 11,4 mm i nominalną grubością powłoki zewnętrznej 3, gdzie H = 1,6 mm. Powłoka kabla została wykonana z polietylenu wysokiej gęstości (HDPE). W jednoczesnym procesie koekstrudowania na gotowej powłoce zewnętrznej 3 kabla światłowodowego 1 umieszczono osiem pasków poślizgowych 4 wtopionych w powłokę zewnętrzną. W tym celu użyto w procesie produkcyjnym dwóch wytłaczarek podłączonych do jednej krzyżowej głowicy wytłaczarkowej. Paski te wykonano z poliamidu 12 (PA12). W tym rozwiązaniu poszczególny pasek ma wysokość A - 0,5 mm, szerokość B - 0,7 mm i jest osadzony na głębokość h - 0,25 mm w powłoce zewnętrznej światłowodu. Paski poślizgowe 4 mają współczynnik tarcia równy 0,05. Kabel światłowodowy 1 posiadający paski poślizgowe 4 wykonane zgodnie z tym przykładem wykonania wprowadzane są do rury kanalizacji wtórnej 2.

Claims (9)

1. Kabel światłowodowy zawierający rdzeń i powłokę zewnętrzną, która obejmuje materiał poślizgowy do umieszczania w kanalizacji wtórnej, znamienny tym, że w powłoce zewnętrznej (3) kabla światłowodowego (1) na całej jego długości umieszczone są wzdłużnie paski poślizgowe (4) z materiału o niższym współczynniku tarcia względem materiału kanalizacji wtórnej, przy czym zewnętrzne powierzchnie pasków poślizgowych (4) wystają ponad powierzchnię powłoki zewnętrznej (3) kabla światłowodowego (1).

2. Kabel według zastrz. 1, znamienny tym, że paski poślizgowe (4) mają w przekroju poprzecznym kształt wybrany spośród: trójkątnego, półokrągłego, owalnego, trapezowego, prostokątnego, kwadratowego.

3. Kabel według zastrz. 1, znamienny tym, że wysokość (A) paska poślizgowego (4) ma wartość w zakresie 0 < A < 100 mm.

4. Kabel według zastrz. 1, znamienny tym, że pasek poślizgowy (4) wystaje ponad powłokę zewnętrzną na wysokość w zakresie 0 < h < 100 mm.

5. Kabel według zastrz. 1, znamienny tym, że pasek poślizgowy (4) jest osadzony w powłoce zewnętrznej (3) na głębokość (A-h) mniejszą niż grubość powłoki (H).

6. Kabel według zastrz. 1, znamienny tym, że liczba wzdłużnych pasków poślizgowych (4) na powierzchni zewnętrznej kabla mieści się w zakresie od 1 do 1000.

7. Kabel według zastrz. 1, znamienny tym, że szerokość paska poślizgowego (B) mieści się w zakresie 0,1 mm < B < 100 mm.

8. Kabel według zastrz. 1, znamienny tym, że pasek poślizgowy (4) wykonany jest z materiału z grupy: poliamidów, poliolefin, poliwęglanów, fluoropochodnych.

9. Kabel według zastrz. 1, znamienny tym, że pasek poślizgowy (4) jest wytłaczany razem z powłoką zewnętrzną (3) kabla w jednej operacji.