WO2008071711A1 - Optisches kabel mit querdruckfestigkeit - Google Patents

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WO2008071711A1
WO2008071711A1 PCT/EP2007/063727 EP2007063727W WO2008071711A1 WO 2008071711 A1 WO2008071711 A1 WO 2008071711A1 EP 2007063727 W EP2007063727 W EP 2007063727W WO 2008071711 A1 WO2008071711 A1 WO 2008071711A1
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optical
optical transmission
cable
optical cable
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PCT/EP2007/063727
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Waldemar STÖCKLEIN
Horst Knoch
Andreas Stingl
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Corning Research and Development Corp
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CCS Technology Inc
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    • G02B6/4429—Means specially adapted for strengthening or protecting the cables
    • G02B6/4434—Central member to take up tensile loads

Definitions

  • the invention relates to an optical cable in which optical transmission elements are surrounded by a shell. Furthermore, the invention relates to a method for producing an optical cable, wherein the optical transmission elements are surrounded by a shell.
  • An optical cable generally has at least one optical transmission element, which may contain a plurality of optical fibers.
  • the so-called transverse pressure resistance is used.
  • a 10 cm long plate is pressed on the outer cable sheath with a certain force for a period of one minute.
  • the compressive force in such a test depends on the type and dimensions of the cable.
  • the application of force may cause a change in attenuation in the transmission of light in the optical fibers of the optical cable.
  • the permissible attenuation change should generally be as low as possible in such a test of the transverse compressive strength of the optical waveguide and, for example, not exceed an attenuation value of 0.1 dB.
  • the change in attenuation due to the transverse compressive force is essentially dependent on the materials of the cable used and the dimensions of the cable.
  • mini cable In a so-called miniature cable, several optical fibers are surrounded by a thin coating layer. Such mini cable has a diameter smaller than 9 mm. At home neren of the cladding layer, for example, 48 optical waveguides are arranged. For such cables, attenuation changes that are less than 0.1 dB must often be observed if the plate is pressed onto the cable with a transverse compressive force of, for example, 2200 N during the transverse pressure stability test.
  • the wall thickness of conductor sheaths of the optical transmission elements or the wall thickness of the outer mantle layers of the optical cable can be increased.
  • the inner diameter of optical transmission elements can be increased.
  • core inner diameter In some cables, such as the minicables mentioned above, which are used to blow into conduits of a given diameter, it is generally not possible to increase the transverse compressive strength by only measuring the dimensions of the optical cable, for example, the wall thickness of the jacket be enlarged.
  • the cable may comprise a cable core comprising a central element and a plurality of optical transmission elements with at least one optical waveguide.
  • the plurality of optical transmission elements are arranged around the central element.
  • the optical cable has a sheath surrounding the cable core.
  • a filler material is contained, which NEN has a modulus of elasticity of at least 50 MPa.
  • the filler material has a modulus of elasticity between 50 MPa and 75 MPa.
  • an optical cable for example a stranded optical waveguide cable
  • the optical transmission elements such as loose tubes
  • a cladding layer surrounding the optical transmission elements By filling gaps (interstices) of an optical cable, for example a stranded optical waveguide cable, between the optical transmission elements, such as loose tubes, and a cladding layer surrounding the optical transmission elements, with a Guangure-like material, which has a modulus of elasticity between 50 MPa and 75
  • the filling material contains, for example, a material for bonding metals.
  • the filler may contain, for example, polyamide or ethylene-vinyl acetate.
  • a hot melt adhesive can be used as a filler.
  • a transverse compressive strength of 1400 N / 10 cm may occur.
  • the transverse compressive strength for example, 1600 N / 10 cm.
  • the filling material may contain a petrolatum.
  • the filler material may include a thermoplastic material.
  • the material of the thermoplastic material may contain, for example, polyethylene copolymers or ethylene-vinyl acetate copolymers.
  • Micronox 608 can be used.
  • an increase in transverse compressive strength to 1800 N / 10 cm can be determined.
  • the filler material may include a thermoplastic filler.
  • the filler may, for example, contain a yarn containing aramid. Glass fiber sections may also be included in the filler material.
  • the plurality of optical transmission elements can be designed, for example, in each case as loose tubes.
  • a source thread may be arranged between the central element and the plurality of optical transmission elements.
  • the sheath surrounding the cable core may include a first cladding layer of a non-woven material.
  • the first cladding layer can furthermore be surrounded by a second cladding layer, wherein the second cladding layer can contain yarns for strain relief.
  • the second cladding layer may be surrounded by a third cladding layer, wherein the third cladding layer is formed as a cable sheath made of a material made of a plastic.
  • a plurality of optical transmission elements including at least one optical waveguide are arranged around a central element.
  • a filler material is introduced, wherein the filler material has a modulus of elasticity of at least 50 MPa.
  • the several optical transmission elements and the filling material are surrounded by a shell.
  • the filling material is chosen such that the modulus of elasticity of the filling material
  • the MPa is.
  • the plurality of optical transmission elements and the filling material can be surrounded by a cable sheath made of a plastic.
  • the optical transmission elements each have a shell which surrounds the at least one optical waveguide.
  • the value of the elastic modulus of the filling material is determined as a function of a diameter of the optical cable, a wall thickness of the cable sheath or a diameter of the respective sheath of the optical transmission elements.
  • the value of the elasticity modulus is determined as a function of a cable design having the above-mentioned characteristic values and a predetermined transverse compressive strength.
  • the determination of the elasticity module can take place, for example, by means of a simulation program.
  • the filler material may be heated to introduce the filler in a viscous state between the plurality of optical transmission elements. To harden the Gremateri- as the filler is cooled.
  • fibers for strain relief can be arranged around the optical transmission elements as filler material.
  • fibers for strain relief for example, yarns of aramid or glass fiber sections can be arranged around the optical transmission elements.
  • the optical transmission elements can be arranged around the strain relief element by means of a stranding device.
  • the fibers for strain relief by means of the device for stranding are arranged around the optical transmission elements. It is also possible to extrude a cable sheath in a device for extruding a cable sheath around the plurality of optical transmission elements and the filling material.
  • the filling material can also by means of the device for
  • the filling of the gusset with the filling material can take place, for example, in a surface line in front of the jacket extruder or in the case of coatings with aramid in front of the winders. Both in the use of a filling material, which is designed as a hot melt adhesive, as well as in the use of a filler based on a plastic, an additional step can be omitted. During assembly, the filling material can be easily detached from the optical transmission elements, for example the wires of the optical cable.
  • FIG. 1 shows an embodiment of an optical cable in which the transverse compressive strength is increased
  • FIG. 2 shows a simplified representation of a production line for producing an optical cable, in which the transverse compressive strength is increased
  • FIG. 3 shows a dependence of the change in attenuation on a transverse compressive force acting on an optical cable.
  • FIG. 1 shows an optical cable in which optical transmission elements 10 are arranged around a central element 30.
  • the optical transmission elements have a wire sheath 2, which surrounds a plurality of optical waveguides 1 in its interior.
  • the optical transmission elements are arranged in a strand around the central element 30.
  • a shell made of a fleece 200 is arranged around the cable core formed by the stranded optical transmission elements.
  • the non-woven wrapper may contain materials that swell on contact with water so that the cable core is sealed against ingress of water. Since the water can thus not propagate along the optical transmission elements, the optical transmission properties are largely retained when moisture penetrates into the cable. In the used
  • Material may be, for example, a swellable powder containing a salt of an acrylic acid.
  • the sheath 200 of the nonwoven fabric is another
  • Envelope layer 300 surrounded, the elements for strain relief, such as threads or yarns of aramid containing.
  • an outer cable sheath 400 is extruded, which is generally made of a material made of a plastic.
  • a tear thread 500 is embedded, with the help of which the cable sheath can be easily removed.
  • cavities, so-called gussets, between the cladding layer 200 and the optical transmission elements are filled with a filling material 20.
  • the filling material 20 is when applied in the cavities between the optical transmission elements heated. As a result of the heating, the filler is viscous and can be introduced in this state in the gusset between the optical transmission elements.
  • the filler material is preferably applied in a space Z1 between the nonwoven casing 200 and the optical transmission elements 10 and in a space Z2 between the optical transmission elements and the central element 30.
  • the filler After a cooling process, the filler hardens. After hardening, the filler acts against a transverse compressive force on the cable, so that the cable is only slightly deformed.
  • the elastic modulus of the filling material is, for example, in a range between 50 and 75 MPa. Calculations show that, with a transverse compressive force of 2,200 N and a modulus of elasticity of the filler of 50 to 75 MPa, deformation of an optical cable such as a type A-DSQ (ZN) 2Y cable occurs between 0.7 and 0.8 mm lies. This deformation can detect a change in the attenuation of an optical cable that is less than 0.1 dB.
  • a hot melt adhesive can be used, which is suitable for example for bonding metals.
  • the hot melt adhesive can be based on polyamide or ethylene-vinyl acetate.
  • Such a hot melt adhesive is for example a
  • melt adhesive type Macromelt TPX 20-146 Melt adhesive type Macromelt TPX 20-146.
  • a material made of a plastic based on polyethylene copolymers or ethylene-vinyl acetate copolymers can be used as a material of such a plastic.
  • a material of such a plastic for example, a
  • Plastic type Micronox 608 are used. Thermoplastic fillers may also be used. Of Furthermore, petrolates, which are obtained during the refining, can also be used as filling materials.
  • the voids between the optical transmission elements may also be filled with yarns of glass fibers or aramid. Furthermore, it is possible to embed the glass fibers or diamond yarns in the above-mentioned filling materials made of the hot-melt adhesive or the material made of the plastic.
  • FIG. 1 shows an electrical conductor 50 in the form of a copper core, in which the copper core 51 is surrounded by an outer sheath 52.
  • source threads 40 are contained predominantly in the spaces Z2 between the central element 30 and the optical transmission elements.
  • the swelling threads 40 similar to the covering layer 200, have a material which causes an increase in volume of the swelling threads upon contact with water.
  • Such materials may be, for example, salts of an acrylic acid.
  • FIG. 2 shows a production line for producing an optical cable in a simplified representation.
  • the production line has a production unit VI, to which the optical transmission elements 10, the electrical conductors 50 and the central element 30 and the source fibers 40 are fed on the input side.
  • the production unit Vl are the optical transmission elements 10 and the electrical conductor 50 arranged in a strand around the strain relief element 30.
  • the apparatus V 1 is supplied with the yarns for strain relief, in particular yarns 23 made of aramid and glass fibers 24.
  • the cable core 100 which comprises the central element 30, the optical transmission elements 10, the swelling threads 40 and the strain relief yarns 23, 24 at the output of the production unit V1, is then fed to a processing device V2.
  • the cladding layers 200, 300 and 400 are arranged around the cable core 100.
  • the filling material is also applied in the spaces Z1 and Z2 between the optical transmission elements.
  • the hot-melt adhesive 21 or the material made of the plastic 22 is heated in the production unit V2 and applied in a viscous viscous state between the optical transmission elements.
  • the optical transmission elements 10, the electrical conductors 50 and the filling material are surrounded by the sheath 200 made of fleece.
  • yarns 300 for strain relief are subsequently arranged around the cover layer 200 of the nonwoven fabric.
  • a material made of a plastic material is extruded as outer cable jacket around the yarns 300 for strain relief.
  • Figure 3 is a diagram showing the deformation of an optical cable as a function of a transverse compressive force.
  • the spaces Z1 and Z2 between the optical Ü Transfer elements are filled with different filling materials.
  • optical cables have been used in which the gussets are filled with a plastic of the type Micronox 608 or with a hot melt adhesive type Macromelt TPX 20-146.
  • transverse compressive force can be used both for an optical cable with an outer jacket wall thickness of 1.25 mm, which is used as filler material of the type Micronox 608 with a modulus of elasticity between 25 MPa and 75 MPa, as well as in an optical cable in which the gussets are filled with a Macromelt TPX 20-146 hot melt adhesive, a decrease in deformation compared to a cable without fillers can be detected.
  • the gusset is filled with a Macromelt TPX 20-146 hot melt adhesive and a plastic of the type Type Micronox 608 has been tested.
  • the attenuation change is less than 0.1 dB with a transverse compressive strength of 1,600 N per 10 cm.
  • An optical cable filled with the Micronox 608 plastic material has an attenuation change of less than 0.1 dB with a transverse compressive strength of 1,800 N per 10 cm.

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Abstract

Ein optisches Kabel (1000) umfasst eine Kabelseele (100), in der mehrere optische Übertragungselemente (10) um ein Zentralelement (30) angeordnet sind. Die Kabelseele (100) ist von mehreren Hüllschichten (200, 300, 400) umgeben. Räume (Z1, Z2) zwischen den optischen Übertragungselementen (10) sind mit einem Füllmaterial (20) ausgefüllt. Als Füllmaterial kann beispielsweise ein Material (21), das als Schmelzkleber zum Verkleben von Metallen verwendet wird, oder ein Material aus einem Kunststoff (22) eingesetzt werden. Mit einem derartigen Kabel lässt sich die Verformung des Kabels und somit eine Dämpfungsänderung beim Einwirken von Querdruckkräften auf den Kabelmantel deutlich reduzieren.

Description

Beschreibung
Optisches Kabel mit Querdruckfestigkeit
Die Erfindung betrifft ein optisches Kabel, bei dem optische Übertragungselemente von einer Hülle umgeben sind. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Kabels, bei dem optische Übertragungselemente von einer Hülle umgeben sind.
Ein optisches Kabel weist im Allgemeinen mindestens ein optisches Übertragungselement auf, das mehrere Lichtwellenleiter enthalten kann. Als ein mögliches Kriterium zur Beurteilung der Qualität von optischen Kabeln wird die so genannte Quer- druckfestigkeit verwendet. Zur Prüfung der Querdruckfestigkeit des optischen Kabels wird beispielsweise eine 10 cm lange Platte für eine Zeitdauer von einer Minute mit einer bestimmten Kraft auf den äußeren Kabelmantel gedrückt. Die Druckkraft ist bei einer solchen Prüfung abhängig von der Art und den Abmessungen des Kabels. Durch die Krafteinwirkung kann eine Dämpfungsänderung bei der Übertragung von Licht in den Lichtwellenleitern des optischen Kabels auftreten. Die zulässige Dämpfungsänderung soll bei einer solchen Prüfung der Querdruckfestigkeit der Lichtwellenleiter im Allgemeinen möglichst gering ausfallen und beispielsweise einen Dämpfungswert von 0,1 dB nicht überschreiten. Die infolge der Querdruckkraft auftretende Dämpfungsänderung ist im Wesentlichen abhängig von den verwendeten Materialien des Kabels und den Abmessungen des Kabels.
Bei einem so genannten Minikabel sind mehrere Lichtwellenleiter von einer dünnen Hüllschicht umgeben. Ein derartiges Minikabel weist einen Durchmesser kleiner als 9 mm auf. Im In- neren der Hüllschicht sind beispielsweise 48 Lichtwellenleiter angeordnet. Für derartige Kabel sind oftmals Dämpfungsänderungen einzuhalten, die unter 0,1 dB liegen, wenn bei der Querdruck-Stabilitätsprüfung die Platte mit einer Querdruck- kraft von beispielsweise 2.200 N auf das Kabel gedrückt wird.
Zur Erhöhung der Querdruckfestigkeit eines optischen Kabels kann beispielsweise die Wandstärke von Aderhüllen der optischen Übertragungselemente oder auch die Wandstärke der äuße- ren Mantelschichten des optischen Kabels vergrößert werden.
Des Weiteren kann beispielsweise der Innendurchmesser von optischen Übertragungselementen (Aderinnendurchmesser) vergrößert werden. Bei manchen Kabeln, wie beispielsweise den oben erwähnten Minikabeln, die zum Einblasen in Leerrohre mit ei- nem vorgegebenen Durchmesser verwendet werden, ist es im Allgemeinen nicht möglich, die Querdruckfestigkeit zu erhöhen, indem nur die Abmessungen des optischen Kabels zum Beispiel die Wanddicke des Mantels vergrößert werden.
Es ist daher wünschenswert, ein optisches Kabel anzugeben, bei dem die Querdruckfestigkeit erhöht ist. Des Weiteren besteht ein Bedarf, ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Kabels anzugeben, bei dem die Querdruckfestigkeit des Kabels erhöht ist.
Gemäß einer Ausführungsform des optischen Kabels kann das Kabel eine Kabelseele umfassen, die ein Zentralelement und mehrere optische Übertragungselemente mit mindestens einem Lichtwellenleiter umfasst. Die mehreren optischen Übertra- gungselemente sind um das Zentralelement angeordnet. Des Weiteren weist das optische Kabel eine Hülle auf, die die Kabelseele umgibt. Zwischen der Hülle und den mehreren optischen Übertragungselementen ist ein Füllmaterial enthalten, das ei- nen Elastizitätsmodul von mindestens 50 MPa aufweist. Das Füllmaterial weist einen Elastizitätsmodul zwischen 50 MPa und 75 MPa auf.
Durch das Füllen von Zwischenräumen (Zwickel) eines optischen Kabels, beispielsweise eines verseilten Lichtwellenleiterkabels, die zwischen den optischen Übertragungselementen, beispielsweise Bündeladern, und einer Hüllschicht, die die optischen Übertragungselemente umgibt, liegen, mit einem Füllma- terial, das einen Elastizitätsmodul zwischen 50 MPa und 75
MPa aufweist, wird die Querdruckfestigkeit des optischen Kabels erhöht.
Das Füllmaterial enthält beispielsweise ein Material zum Ver- kleben von Metallen. Das Füllmaterial kann beispielsweise Polyamid oder Ethylen-Vinylacetat enthalten. Als Füllmaterial kann beispielsweise ein Schmelzkleber verwendet werden. Bei einem optischen Kabel ohne Füllung der Zwickel, beispielsweise einem Kabel vom Typ A-DSQ (ZN) 2Y, kann eine Querdruckfes- tigkeit von 1400 N / 10 cm auftreten. Bei einem derartigen optischen Kabel, das mit dem einem Schmelzkleber, beispielsweise mit dem Schmelzkleber Macromelt TPX 20-146 gefüllt ist, kann die Querdruckfestigkeit beispielsweise 1600 N / 10 cm betragen .
Des Weiteren kann das Füllmaterial ein Petrolat enthalten. Bei einer anderen Ausführungsform des optischen Kabels kann das Füllmaterial ein Material aus einem thermoplastischen Kunststoff enthalten. Das Material aus dem thermoplastischen Kunststoff kann beispielsweise Polyethylen Copolymere beziehungsweise Ehylen-Vinylacetat Copolymere enthalten. Als ein auf diesen Materialien basierender Kunststoff kann beispielsweise Micronox 608 verwendet werden. Bei einem Kabel, das ei- ne Zwickelfüllung mit einem derartigen Material aufweist, kann beispielsweise eine Erhöhung der Querdruckfestigkeit auf 1800 N / 10 cm ermittelt werden.
Das Füllmaterial kann einen thermoplastischen Füllstoff enthalten. Das Füllmaterial kann beispielsweise ein Garn enthalten, das Aramid enthält. In dem Füllmaterial können auch Glasfaserabschnitte enthalten sein.
Die mehreren optischen Übertragungselemente können beispielsweise jeweils als Bündeladern ausgebildet sein.
Des Weiteren kann ein Quellfaden zwischen dem Zentralelement und den mehreren optischen Übertragungselementen angeordnet sein. Die Hülle, die die Kabelseele umgibt kann beispielsweise eine erste Hüllschicht aus einem Material aus einem Vlies enthalten. Die erste Hüllschicht kann des Weiteren von einer zweiten Hüllschicht umgeben sein, wobei die zweite Hüllschicht Garne zur Zugentlastung enthalten kann. Die zweite Hüllschicht kann von einer dritten Hüllschicht umgeben sein, wobei die dritte Hüllschicht als ein Kabelmantel aus einem Material aus einem Kunststoff ausgebildet ist.
Gemäß einem Verfahren zur Herstellung eines optischen Kabels werden mehrere optische Übertragungselemente, die mindestens einen Lichtwellenleiter enthalten, um ein Zentralelement angeordnet. Zwischen die mehrere optischen Übertragungselemente wird ein Füllmaterial eingebracht, wobei das Füllmaterial ein Elastizitätsmodul von mindestens 50 MPa aufweist. Die mehre- ren optischen Übertragungselemente und das Füllmaterial werden mit einer Hülle umgeben. Vorzugsweise wird das Füllmaterial derart gewählt, dass der Elastizitätsmodul des Füllmate-
MPa liegt. Die mehreren optischen Übertragungselemente und das Füllmaterial können von einem Kabelmantel aus einem Kunststoff umgeben werden. Die optischen Übertragungselemente weisen jeweils eine Hülle auf, die den mindestens einen Lichtwellenleiter umgibt. Gemäß dem Verfahren wird der Wert des Elastizitätsmodul des Füllmaterials in Abhängigkeit von einem Durchmesser des optischen Kabels, einer Wanddicke des Kabelmantels oder einem Durchmesser der jeweiligen Hülle der optischen Übertra- gungselemente ermittelt. Beispielsweise wird der Wert des E- lastizitätsmodul in Abhängigkeit von einem Kabeldesign mit den oben genannten charakteristischen Größen und einer vorgegebenen Querdruckfestigkeit ermittelt. Das Ermitteln des E- lastizitätsmoduls kann beispielsweise mittels eines Simulati- onsprogramms erfolgen.
Das Füllmaterial kann erwärmt werden, um das Füllmaterial in einem viskosen Zustand zwischen die mehreren optischen Übertragungselemente einzubringen. Zum Aushärten des Füllmateri- als wird das Füllmaterial abgekühlt.
Nach dem Anordnen der optischen Übertragungselemente um das Zentralelement können Fasern zur Zugentlastung als Füllmaterial um die optischen Übertragungselemente angeordnet werden. Als Fasern zur Zugentlastung können beispielsweise Garne aus Aramid oder Glasfaserabschnitte um die optischen Übertragungselemente angeordnet werden.
Die optischen Übertragungselemente können mittels einer Vor- richtung zum Verseilen um das Zugentlastungselement angeordnet werden. Beispielsweise werden auch die Fasern zur Zugentlastung mittels der Vorrichtung zum Verseilen um die optischen Übertragungselemente angeordnet. Es ist auch möglich, einen Kabelmantel in einer Vorrichtung zum Extrudieren eines Kabelmantels um die mehreren optischen Übertragungselemente und das Füllmaterial zu extrudieren. Das Füllmaterial kann ebenfalls mittels der Vorrichtung zum
Extrudieren des Kabelmantels zwischen die mehreren optischen Übertragungselemente eingebracht werden.
Das Füllen der Zwickel mit dem Füllmaterial kann beispiels- weise in einer Mantellinie vor dem Mantelextruder beziehungsweise bei Beschichtungen mit Aramid vor den Wicklern erfolgen. Sowohl bei der Verwendung eines Füllmaterials, das als ein Schmelzkleber ausgebildet ist, als auch bei der Verwendung eines Füllmaterials basierend auf einem Kunststoff kann ein zusätzlicher Arbeitsschritt entfallen. Bei der Konfektionierung lässt sich das Füllmaterial leicht von den optischen Übertragungselementen, beispielsweise den Adern des optischen Kabels, ablösen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Figuren, die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zeigen, näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Ausführungsform eines optischen Kabels, bei dem die Querdruckfestigkeit erhöht ist,
Figur 2 eine vereinfachte Darstellung einer Fertigungslinie zur Herstellung eines optischen Kabels, bei dem die Querdruckfestigkeit erhöht ist,
Figur 3 eine Abhängigkeit der Dämpfungsänderung von einer auf ein optisches Kabel einwirkenden Querdruckkraft. Figur 1 zeigt ein optisches Kabel, bei dem optische Übertragungselemente 10 um ein Zentralelement 30 angeordnet sind. Die optischen Übertragungselemente weisen eine Aderhülle 2 auf, die in ihrem Inneren mehrere Lichtwellenleiter 1 umgibt. Die optischen Übertragungselemente sind um das Zentralelement 30 verseilt angeordnet. Um die von den verseilten optischen Übertragungselementen gebildete Kabelseele ist eine Hülle aus einem Vlies 200 angeordnet. Die Vlieshülle kann beispielswei- se Materialien enthalten, die bei Kontakt mit Wasser aufquellen, sodass die Kabelseele gegen eindringendes Wasser abgedichtet wird. Da sich das Wasser somit entlang der optischen Übertragungselemente nicht ausbreiten kann, bleiben die optischen Übertragungseigenschaften beim Eindringen von Feuchtig- keit in das Kabel weitgehend erhalten. Bei dem verwendeten
Material kann es sich beispielsweise um ein quellfähiges Puder handeln, das ein Salz aus einer Acrylsäure enthält.
Gemäß der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform des optischen Kabels ist die Hülle 200 aus dem Vlies von einer weiteren
Hüllschicht 300 umgeben, die Elemente zur Zugentlastung, beispielsweise Fäden oder Garne aus Aramid, enthält. Um die Elemente zur Zugentlastung ist ein äußerer Kabelmantel 400 extrudiert, der im Allgemeinen aus einem Material aus einem Kunststoff gefertigt ist. In das Material aus dem Kunststoff des äußeren Kabelmantels ist ein Reißfaden 500 eingebettet, mit Hilfe dessen sich der Kabelmantel leicht entfernen lässt.
Zur Erhöhung der Querdruckfestigkeit des optischen Kabels sind Hohlräume, so genannte Zwickel, zwischen der Hüllschicht 200 und den optischen Übertragungselementen mit einem Füllmaterial 20 gefüllt. Das Füllmaterial 20 ist beim Aufbringen in die Hohlräume zwischen den optischen Übertragungselementen erwärmt. Infolge der Erwärmung ist das Füllmaterial zähflüssig und lässt sich in diesem Zustand in die Zwickel zwischen den optischen Übertragungselementen einbringen. Vorzugsweise wird das Füllmaterial dabei in einem Raum Zl zwischen der Vlieshülle 200 und den optischen Übertragungselementen 10 sowie in einem Raum Z2 zwischen den optischen Übertragungselementen und dem Zentralelement 30 aufgebracht.
Nach einem Abkühlungsvorgang erhärtet das Füllmaterial. Nach dem Erhärten wirkt das Füllmaterial einer Querdruckkraft auf das Kabel entgegen, sodass das Kabel nur noch geringfügig verformt wird. Der Elastizitätsmodul des Füllmaterials liegt beispielsweise in einem Bereich zwischen 50 und 75 MPa. Berechnungen zeigen, dass bei einer Querdruckkraft von 2.200 N und einem Elastizitätsmodul des Füllmaterials von 50 bis 75 MPa eine Verformung eines optischen Kabels, beispielsweise eines Kabels vom Typ A-DSQ (ZN) 2Y auftritt, die zwischen 0,7 und 0,8 mm liegt. Bei dieser Verformung lässt sich eine Dämpfungsänderung eines optischen Kabels feststellen, die unter 0,1 dB liegt.
Als Füllmaterial kann ein Schmelzkleber verwendet werden, der beispielsweise zum Verkleben von Metallen geeignet ist. Der Schmelzkleber kann auf Polyamid oder Ethylen-Vinylacetat ba- sieren. Ein solcher Schmelzkleber ist beispielsweise ein
Schmelzkleber vom Typ Macromelt TPX 20-146. Des Weiteren kann als Füllmaterial ein Material aus einem Kunststoff basierend auf Polyethylen Copolymeren beziehungsweise Ethylen- Vinylacetat Copolymeren verwendet werden. Als ein Material aus einem derartigen Kunststoff kann beispielsweise ein
Kunststoff vom Typ Micronox 608 eingesetzt werden. Es können auch thermoplastische Füllmaterialien verwendet werden. Des Weiteren lassen sich als Füllmaterialien auch Petrolate, die bei der Raffinierung anfallen, verwenden.
Die Hohlräume zwischen den optischen Übertragungselementen können auch mit Garnen aus Glasfasern oder Aramid gefüllt sein. Des Weiteren ist es möglich, die Glasfasern oder Ara- midgarne in die oben genannten Füllmaterialien aus dem Schmelzkleber oder dem Material aus dem Kunststoff einzubetten .
Wie in Figur 1 gezeigt, können neben den optischen Übertragungselementen 10 in der Kabelseele 100 auch weitere Leiter, beispielsweise elektrischen Leiter, enthalten sein. Figur 1 zeigt einen als Kupferader ausgebildeten elektrischen Leiter 50, bei dem die Kupferader 51 von einer äußeren Hülle 52 umgeben ist.
Zur Verhinderung des Ausbreitens von Wasser innerhalb der Kabelseele 100 sind vorwiegend in den Räumen Z2 zwischen dem Zentralelement 30 und den optischen Übertragungselementen 10 Quellfäden 40 enthalten. Die Quellfäden 40 weisen ähnlich wie die Hüllschicht 200 ein Material auf, das bei Kontakt mit Wasser eine Volumenvergrößerung der Quellfäden bewirkt. Derartige Materialien können beispielsweise Salze aus einer Ac- rylsäure sein.
Figur 2 zeigt eine Fertigungslinie zur Herstellung eines optischen Kabels in einer vereinfachten Darstellung. Die Fertigungslinie weist eine Fertigungseinheit Vl auf, der die opti- sehen Übertragungselemente 10, der elektrische Leiter 50 sowie das Zentralelement 30 und die Quellfäden 40 eingangssei- tig zugeführt werden. In der Fertigungseinheit Vl werden die optischen Übertragungselemente 10 sowie der elektrische Leiter 50 um das Zugentlastungselement 30 verseilt angeordnet.
Zum Ausfüllen der Räume Zl und Z2 zwischen den optischen Ü- bertragungselementen werden der Vorrichtung Vl die Garne zur Zugentlastung, insbesondere Garne 23 aus Aramid und Glasfasern 24 zugeführt. Die Kabelseele 100, die am Ausgang der Fertigungseinheit Vl das Zentralelement 30, die optischen Ü- bertragungselemente 10, die Quellfäden 40 und die Garne zur Zugentlastung 23, 24 umfasst, wird anschließend einer Verarbeitungseinrichtung V2 zugeführt.
In der Verarbeitungseinheit V2 werden die Hüllschichten 200, 300 und 400 um die Kabelseele 100 angeordnet. In der Verar- beitungseinheit V2 wird beispielsweise auch das Füllmaterial in die Räume Zl und Z2 zwischen die optischen Übertragungselemente aufgebracht. Der Schmelzkleber 21 beziehungsweise das Material aus dem Kunststoff 22 wird in der Fertigungseinheit V2 erwärmt und in einem zähflüssigen viskosen Zustand zwischen die optischen Übertragungselemente aufgebracht.
Die optischen Übertragungselemente 10, der elektrische Leiter 50 und das Füllmaterial werden von der Hülle 200 aus Vlies umgeben. In der Fertigungseinheit V2 werden anschließend um die Hüllschicht 200 aus dem Vlies Garne 300 zur Zugentlastung angeordnet. Anschließend wird in einem Mantelextruder der Fertigungseinheit V2 ein Material aus einem Kunststoff als äußerer Kabelmantel um die Garne 300 zur Zugentlastung extru- diert .
Figur 3 zeigt ein Diagramm, bei dem die Verformung eines optischen Kabels in Abhängigkeit von einer Querdruckkraft dargestellt ist. Die Räume Zl und Z2 zwischen den optischen Ü- bertragungselementen sind mit unterschiedlichen Füllmaterialien gefüllt. Im Beispiel der Figur 3 sind optische Kabel verwendet worden, bei denen die Zwickel mit einem Kunststoff vom Typ Micronox 608 beziehungsweise mit einem Schmelzkleber vom Typ Macromelt TPX 20-146 gefüllt sind. Bei gleicher Querdruckkraft kann sowohl für ein optisches Kabel mit einer äußeren Mantelwanddicke von 1,25 mm, bei dem als Füllmaterial der Kunststoff vom Typ Micronox 608 mit einem Elastizitätsmodul zwischen 25 MPa und 75 MPa verwendet wird, als auch bei einem optischen Kabel, bei dem die Zwickel mit einem Schmelzkleber vom Typ Macromelt TPX 20-146 gefüllt sind, eine Abnahme der Verformung im Vergleich zu einem Kabel ohne Füllmaterialien festgestellt werden.
An einem Kabel vom Typ A-DSQ (ZN) 2Y mit einer Querdruckfestigkeit von 1400 N pro 10 cm bei einer Dämpfungsänderung kleiner als 0,1 dB ist die Füllung der Zwickel mit einem Schmelzkleber vom Typ Macromelt TPX 20-146 sowie mit einem Kunststoff vom Typ Micronox 608 getestet worden. Bei einem mit dem Schmelzkleber vom Typ Macromelt TPX 20-146 gefüllten Kabel ergibt sich eine Dämpfungsänderung kleiner als 0,1 dB bei einer Querdruckfestigkeit von 1.600 N pro 10 cm. Ein mit dem Material aus Kunststoff vom Typ Micronox 608 gefülltes optisches Kabel weist bei einer Querdruckfestigkeit von 1.800 N pro 10 cm eine Dämpfungsänderung kleiner 0,1 dB auf.

Claims

Patentansprüche
1. Optisches Kabel mit Querdruckfestigkeit, umfassend:
- eine Kabelseele (100), die ein Zentralelement (30) und meh- rere optische Übertragungselemente (10) mit mindestens einem
Lichtwellenleiter (1) umfasst,
- eine Hülle (200, 300, 400), die die Kabelseele (100) umgibt,
- wobei die mehreren optischen Übertragungselemente (10) um das Zentralelement (30) angeordnet sind,
- wobei zwischen der Hülle (200, 300, 400) und den mehreren optischen Übertragungselementen (10) ein Füllmaterial (20) enthalten ist, das einen Elastizitätsmodul von mindestens 50 MPa aufweist.
2. Optisches Kabel nach Anspruch 1, wobei das Füllmaterial (20) einen Elastizitätsmodul zwischen 50 MPa und 75 MPa aufweist.
3. Optisches Kabel nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Füllmaterial (20) ein Material (21) zum Verkleben von Metallen enthält.
4. Optisches Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Füllmaterial (20) Polyamid enthält.
5. Optisches Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Füllmaterial (20) Ethylen-Vinylacetat enthält.
6. Optisches Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Füllmaterial (20) ein Material aus einem thermoplastischen Kunststoff enthält.
7. Optisches Kabel nach Anspruch 6, wobei das Material aus dem thermoplastischen Kunststoff PoIy- ethylen Copolymere enthält.
8. Optisches Kabel nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei das Material aus dem thermoplastischen Kunststoff Ethy- len-Vinylacetat Copolymere enthält.
9. Optisches Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Füllmaterial ein Petrolat enthält.
10. Optisches Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Füllmaterial einen thermoplastischen Füllstoff enthält.
11. Optisches Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei in dem Füllmaterial (20) ein Garn (23) enthalten ist, das Aramid enthält.
12. Optisches Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei in dem Füllmaterial (20) Glasfaserabschnitte (24) enthalten sind.
13. Optisches Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die mehreren optischen Übertragungselemente jeweils als Bündeladern (10) ausgebildet sind.
14. Optisches Kabel nach Anspruch 13, wobei ein Quellfaden (40) zwischen dem Zentralelement (30) und den mehreren optischen Übertragungselementen (10) angeordnet ist.
15. Optisches Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Hülle, die die Kabelseele (100) umgibt, eine erste Hüllschicht (200) aus einem Material aus einem Vlies enthält.
16. Optisches Kabel nach Anspruch 15, wobei die erste Hüllschicht (200) von einer zweiten Hüllschicht (300) umgeben ist, wobei die zweite Hüllschicht (300) Garne zur Zugentlastung enthält.
17. Optisches Kabel nach Anspruch 16, wobei die zweite Hüllschicht (300) von einer dritten Hüllschicht (400) umgeben ist, wobei die dritte Hüllschicht als ein Kabelmantel aus einem Material aus einem Kunststoff ausgebildet ist.
18. Verfahren zur Herstellung eines optischen Kabels mit Querdruckfestigkeit, umfassend die folgenden Schritte:
- Anordnen von mehreren optischen Übertragungselementen (10), die jeweils mindestens einen Lichtwellenleiter (1) enthalten, um ein Zentralelement (30), - Einbringen eines Füllmaterials (20) zwischen die mehreren optischen Übertragungselementen (10), wobei das Füllmaterial einen Elastizitätsmodul von mindestens 50 MPa aufweist,
- Umgeben der mehreren optischen Übertragungselemente (10) und des Füllmaterials (20) mit einer Hülle (200, 300, 400) .
19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Füllmaterial (20) einen Elastizitätsmodul zwischen
50 MPa und 75 MPa aufweist.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 oder 19,
- wobei die mehreren optischen Übertragungselemente (10) und das Füllmaterial von einem Kabelmantel (400) aus einem Kunststoff umgeben werden, - wobei die optischen Übertragungselemente (10) jeweils eine Hülle (2) aufweisen, die den mindestens einen Lichtwellenleiter (1) umgibt,
- wobei der Wert des Elastizitätsmodul des Füllmaterials in Abhängigkeit von einem Durchmesser des optischen Kabels, einer Wanddicke des Kabelmantels (400) oder einem Durchmesser der jeweiligen Hülle (2) der optischen Übertragungselemente ermittelt wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, umfassend die folgenden Schritte:
- Erwärmen des Füllmaterials (20) zum Einbringen des Füllmaterials in einem viskosen Zustand zwischen die mehreren optischen Übertragungselemente (10), - Abkühlen des Füllmaterials (20) zum Aushärten des Füllmaterials .
22. Verfahren nach Anspruch 18 bis 21, wobei nach dem Anordnen der optischen Übertragungselemente (10) um das Zentralelement (30) Fasern (23, 24) zur Zugentlastung als Füllmaterial um die optischen Übertragungselemente (10) angeordnet werden.
23. Verfahren nach Anspruch 22, wobei als Fasern zur Zugentlastung Garne aus Aramid (23) oder Glasfaserabschnitte (24) um die optischen Übertragungselemente (10) angeordnet werden.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 23, - wobei die optischen Übertragungselemente (10) mittels einer Vorrichtung (Vl) zum Verseilen um das Zugentlastungselement (30) angeordnet werden, - wobei die Fasern (23, 24) zur Zugentlastung mittels der Vorrichtung zum Verseilen (Vl) um die optischen Übertragungselemente (10) angeordnet werden.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 24,
- wobei ein Kabelmantel (400) in einer Vorrichtung (V2) zum Extrudieren eines Kabelmantels um die mehreren optischen Ü- bertragungselemente (10) und das Füllmaterial (20) extrudiert wird, - wobei das Füllmaterial (21, 22) mittels der Vorrichtung
(V2) zum Extrudieren des Kabelmantels zwischen die mehreren optischen Übertragungselemente (10) eingebracht wird.
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