DE102004037589A1

DE102004037589A1 - Optisches Kabel und Verfahren zur Herstellung eines optischen Kabels

Info

Publication number: DE102004037589A1
Application number: DE102004037589A
Authority: DE
Inventors: Günter Wünsch; Rainer Dr. Kamps
Original assignee: CCS Technology Inc
Current assignee: Corning Research and Development Corp
Priority date: 2004-08-03
Filing date: 2004-08-03
Publication date: 2006-03-16
Also published as: CN101002125A; EP1774384A1; JP2008508565A; WO2006012864A1; US20080298754A1; CN100510823C; CA2574999A1

Abstract

Ein optisches Kabel (1) umfasst einen Kabelmantel (11) und mindestens zwei optische Übertragungselemente (101) und (102), die innerhalb des Kabelmantels (11) angeordnet sind. Eines (101) der optischen Übertragungselemente (101) und (102) umfasst eine Aderhülle (1011), mindestens einen Lichtwellenleiter (10101) und mindestens ein Quellelement (10111). Die Aderhülle (1011) umgibt den mindestens einen Lichtwellenleiter (10101) und das mindestens eine Quellelement (10111). Das Quellelement (10111) enthält ein Quellmaterial, welches durch Zuführen von Wasser quellbar ist. Wenn Wasser in das optische Übertragungselement eindringt, dann quillt das Quellelement (10111) auf und dichtet das optische Übertragungselement ab, so dass eine Ausbreitung des Wassers in Längsrichtung des optischen Übertragungselementes verhindert wird.

Description

Optisches Kabel und Verfahren zur Herstellung eines optischen Kabels
Die Erfindung betrifft ein optisches Kabel mit optischen Übertragungselementen, die eine Aderhülle mit geringer Reißdehnung aufweisen. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Kabels, mit dem eine hohe Längswasserdichtigkeit von optischen Übertragungselementen erreicht werden kann.

Ein optisches Kabel, das für den Aufbau eines breitbandigen Kommunikationsnetzes vorgesehen sein kann, enthält eine große Anzahl von Lichtwellenleitern. Im allgemeinen enthält das optische Kabel mehrere optische Übertragungselemente, die auch als Adern oder "Units" bezeichnet werden. Jedes der optischen Übertragungselemente enthält mehrere der Lichtwellenleiter.

Beispielsweise kann das optische Kabel eine Anzahl von 12 optischen Übertragungselementen und jedes der optischen Übertragungselemente kann eine Anzahl von 12 Lichtwellenleitern enthalten.

Ferner umfasst das optische Kabel einen Kabelmantel und eine Kabelseele. Der Kabelmantel umgibt die Kabelseele. Die optischen Übertragungselemente sind innerhalb der Kabelseele angeordnet. Der Kabelmantel ist zum Schutz der Kabelseele vorgesehen und enthält Materialien wie beispielsweise Polyethylen (PE), Polypropylen (PP) oder Polyamid (PA).

In einem Abschnitt des optischen Kabels, der eine bestimmte Länge aufweist, verlaufen Abschnitte der optischen Übertra gungselemente, die eine etwas größere Länge aufweisen. Durch die Überlänge der optischen Übertragungselemente in dem Abschnitt des optischen Kabels wird vermieden, dass beim Biegen oder Dehnen des optischen Kabels die optischen Übertragungselemente übermäßigen Zugspannungen ausgesetzt werden.

Beispielsweise können in einem Abschnitt eines optischen Kabels mit rundem Querschnitt die optischen Übertragungselemente in Form einer Helix um die Längsachse des Abschnitts angeordnet sein. Dabei kann auch eine entlang der Längsachse des Abschnitts verlaufende Zentralfaser zur Stabilisierung der Anordnung der optischen Übertragungselemente vorgesehen sein.

Die Kabelseele des optischen Kabels umfasst im allgemeinen eine Seelenfüllmasse. Die Seelenfüllmasse ist vom Kabelmantel umgeben. Die optischen Übertragungselemente sind in die Seelenfüllmasse eingebettet.

Ein optisches Übertragungselement des optischen Kabels umfasst eine Aderhülle. Die Lichtwellenleiter des optischen Übertragungselementes sind von der Aderhülle umgeben. Die Aderhülle des optischen Übertragungselementes enthält üblicherweise ein Matrixpolymer, in das ein Füllstoff eingebettet ist. Das Matrixpolymer ist beispielsweise Ethyl-Vinyl-Acetat oder Poly-Vinyl-Chlorid. Der Füllstoff ist beispielsweise Kreide. Durch einen hohen Massenanteil des Füllstoffes wird die Reißdehnung und Zugfestigkeit der Aderhülle verringert. Dadurch kann die Aderhülle eines optischen Übertragungselementes auch ohne spezielle Werkzeuge abgelöst werden.

Üblicherweise verlaufen in einem Abschnitt des optischen Übertragungselementes, der eine bestimmte Länge aufweist, Abschnitte der Lichtwellenleiter, die eine etwas größere Länge aufweisen. Durch diese Überlänge der Lichtwellenleiter in dem Abschnitt des optischen Übertragungselementes wird vermieden, dass beim Biegen oder Dehnen des optischen Übertragungselementes übermäßige Zugspannungen in den Lichtwellenleitern auftreten.

Beispielsweise können in einem Abschnitt eines optischen Übertragungselementes mit rundem Querschnitt die Lichtwellenleiter jeweils in Form einer Helix um eine Längsachse des Abschnittes angeordnet sein. Dabei kann auch eine Zentralfaser vorgesehen sein, die entlang der Längsachse verläuft und die Anordnung der Lichtwellenleiter stabilisiert.

Ferner enthält das optische Übertragungselement eine Aderfüllmasse. Die Aderfüllmasse ist der von der Aderhülle umgeben. Die Lichtwellenleiter des optischen Übertragungselementes sind in die Aderfüllmasse eingebettet.

Durch die Aderfüllmasse soll die Beweglichkeit der Lichtwellenleiter innerhalb der Aderhülle des optischen Übertragungselementes möglichst wenig eingeschränkt werden, damit sich die Lichtwellenleiter beim Biegen des optischen Kabels unter Ausnutzung ihrer Überlängen gegeneinander und gegenüber der Aderhülle verschieben können. Auf diese Weise können keine übermäßigen Zugspannungen in den Lichtwellenleitern auftreten. Damit der Zwischenraum zwischen der Aderhülle und den Lichtwellenleitern vollständig ausgefüllt und damit wasserdicht abgeschlossen wird, wird als Aderfüllmasse üblicherweise eine Substanz mit nicht zu hoher Viskosität, beispielsweise ein thixotropes Gel verwendet.

Allerdings kann es zwischen Komponenten der Aderfüllmasse und dem Matrixpolymer der Aderhülle zu einer Wechselwirkung kom men, die eine Massenaufnahme der Hülle durch Migration zur Folge hat. Durch die Migration verändern sich die mechanischen Eigenschaften der Aderfüllmasse und der Aderhülle.

Durch die Verwendung einer Aderfüllmasse, die ein Gel mit hoher Viskosität enthält, lässt sich diese Migration vermindern. Jedoch kann sich ein Gel mit hoher Viskosität nur sehr langsam verformen. Dadurch wird beispielsweise das Eindringen der Aderfüllmasse in kleine Zwischenräume zwischen den Lichtwellenleitern sehr verzögert, was bei der Herstellung des optischen Kabels die Geschwindigkeit stark vermindert, mit der mehrere Lichtwellenleiter zu einem optischen Übertragungselement verarbeitet werden können.

Dementsprechend ist es die Aufgabe der Erfindung, ein optisches Kabel mit optischen Übertragungselementen anzugeben, deren Aderhülle eine geringe Reißdehnung aufweist, deren Lichtwellenleiter innerhalb der Ader eine hohe Beweglichkeit aufweisen und bei denen eine Ausbreitung von Wasser in Längsrichtung innerhalb der Ader ausgeschlossen ist.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe durch ein optisches Kabel mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Das erfindungsgemäße optische Kabel umfasst einen Kabelmantel und mindestens zwei optische Übertragungselemente, die innerhalb des Kabelmantels angeordnet sind. Mindestens eines der optischen Übertragungselemente umfasst eine Aderhülle, mindestens einen Lichtwellenleiter und mindestens ein Quellelement. Das Quellelement enthält ein Quellmaterial, welches durch Zuführen von Wasser quellbar ist, um das optische Übertragungselement in Längsrichtung abzudichten. Ferner umgibt die Aderhülle den mindestens einen Lichtwellenleiter und das mindestens eine Quellelement.

In einem erfindungsgemäßen optischen Kabel enthält also mindestens ein optisches Übertragungselement ein trockenes Quellelement.

Vorzugsweise weist das optische Übertragungselement einen Zwischenraum auf, der frei von Gel ist.

Anstelle einer gelartigen Aderfüllmasse mit konstantem Volumen ist ein Quellelement mit trockenem Quellmaterial, dessen Volumen sich bei einer Berührung mit Wasser stark vergrößert, vorgesehen.

Insbesondere weist das optische Übertragungselement innerhalb der Aderhülle einen Zwischenraum auf, der an den mindestens einen Lichtwellenleiter und an das mindestens eine Quellelement angrenzt und durch Aufquellen des Quellmaterials wasserdicht verschließbar ist.

Der Zwischenraum zwischen der Aderhülle und den Lichtwellenleitern ermöglicht den Lichtwellenleitern eine hohe Beweglichkeit. Beim Biegen des optischen Kabels können sich die Lichtwellenleiter unter Ausnutzung ihrer Überlänge überall leicht gegeneinander und gegenüber der Aderhülle verschieben.

Vorzugsweise ist das mindestens eine Quellelement des optischen Übertragungselementes als Faser ausgebildet. Die Faser ist innerhalb der Aderhülle und benachbart zu dem mindestens einen Lichtwellenleiter angeordnet.

Beispielsweise können mehrere quellfähige Fasern innerhalb der Aderhülle gleichmäßig zwischen mehreren Lichtwellenleitern verteilt werden. Auf diese Weise findet sich in der Nähe jedes Zwischenraums innerhalb der Aderhülle ein Quellelement. Dadurch können auch Materialien mit geringerer Quellfähigkeit als Quellelemente eingesetzt werden.

Vorzugsweise ist das mindestens eine Quellelement des optischen Übertragungselementes als Schicht auf einer Innenfläche der Aderhülle angeordnet.

In diesem Fall umgibt das Quellelement die Lichtwellenleiter des optischen Übertragungselementes. Durch einen Riss in der Aderhülle eindringendes Wasser trifft daher zuerst auf das Quellmaterial, so dass das optische Übertragungselement in der Umgebung des Risses abgedichtet wird, noch ehe das Wasser die Lichtwellenleiter erreichen und deren optische Eigenschaften nachteilig beeinflussen kann.

Vorzugsweise ist das mindestens eine Quellelement des optischen Übertragungselementes auf einer Außenfläche des mindestens einen Lichtwellenleiters angeordnet.

In diesem Fall umgibt das Quellelement jeden der Lichtwellenleiter des optischen Übertragungselementes. Somit ist sichergestellt, dass in der Nähe jedes Zwischenraumes innerhalb der Aderhülle Quellmaterial zu finden ist. Dadurch können auch Quellmaterialien mit geringerer Quellfähigkeit eingesetzt werden. Außerdem ist sichergestellt, dass eindringendes Wasser das Quellmaterial, das um einen Lichtwellenleiter angeordnet ist, erreicht, noch ehe es die optischen Eigenschaften des Lichtwellenleiters nachteilig beeinflussen kann.

Vorzugsweise ist das mindestens eine Quellelement des optischen Übertragungselementes aus einer Schmelze eines quellfähigen Polymers extrudiert. Insbesondere liegt der Schmelz- oder Erweichungspunkt des Polymers möglichst niedrig jedoch oberhalb des Schmelz- oder Erweichungspunktes der Aderhülle des optischen Übertragungselementes.

Vorzugsweise umfasst das mindestens eine Quellelement des optischen Übertragungselementes ein Matrixpolymer und einen in das Matrixpolymer eingebetteten quellfähigen Füllstoff.

Das Quellelement kann dabei aus einer Schmelze einer Mischung des Matrixpolymers und des Füllstoffes extrudiert sein.

Vorzugsweise umfasst das optische Übertragungselement ein Garn mit einem Quellmaterial. Das Garn verläuft innerhalb der Aderhülle und benachbart zu dem mindestens einen Lichtwellenleiter.

Beispielsweise kann in einem Abschnitt eines optischen Übertragungselementes mit rundem Querschnitt das Garn zentral entlang der Längsachse des Abschnittes verlaufen. In diesem Fall können die Lichtwellenleiter jeweils in Form einer Helix um das Garn angeordnet sein.

Vorzugsweise ist das Quellelement des optischen Übertragungselementes als Schicht auf einer Außenfläche des mindestens einen Garns angeordnet.

Die Schicht kann ein Matrixpolymer und einen Füllstoff, der in das Matrixpolymer eingebettet ist, enthalten.

Insbesondere kann das Garn Polyester enthalten.

Vorzugsweise weist das optische Übertragungselement zwischen der Aderhülle und den Lichtwellenleitern einen Zwischenraum auf, in dem ein Pulver angeordnet ist, welches das mindestens eine Quellelement umfasst.

Insbesondere kann das quellfähige Pulver einen weiteren Füllstoff wie beispielsweise Talkum umfassen.

Vorzugsweise umfasst die Aderhülle des optischen Übertragungselementes ein weich eingestelltes Basispolymer und einen Füllstoff, der in das Basispolymer eingebettet ist. Der Massenanteil des Füllstoffes an der gesamten Masse des Basispolymers und des Füllstoffes ist so gewählt, dass die Reißdehnung der Aderhülle deutlich vermindert ist und beträgt vorzugsweise zwischen 20 % und 90 %. Insbesondere beträgt der Massenanteil 70 %.

Vorzugsweise umfasst das weich eingestellte Basispolymer einen der Stoffe Ethyl-Vinyl-Acetat (EVA) und Poly-Vinyl-Chlorid (PVC) und umfasst der Füllstoff ein Quellpulver.

Vorzugsweise umfasst der mindestens eine Lichtwellenleiter eine Schicht, die auf der Außenfläche des Lichtwellenleiters angeordnet ist und ein Acrylat enthält.

Vorzugsweise umfasst das Quellmaterial eine Polyacrylsäure oder ein Salz einer Polyacrylsäure wie beispielsweise Natriumpolyacrylat.

Außerdem ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Kabels anzugeben, dessen optische Übertragungselemente eine Aderhülle mit niederer Reißdehnung aufweisen und eine Ausbreitung von Wasser in Längsrichtung verhindern.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Kabels mit den Merkmalen des Anspruches 18 gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines optischen Kabels umfasst einen Schritt des Erzeugens von mindestens zwei optischen Übertragungselementen. Von den mindestens zwei optischen Übertragungselementen wird mindestens eines durch einen Schritt des Zuführens mindestens eines Lichtwellenleiters, einen anschließenden Schritt des Erzeugens mindestens eines Quellelementes und einen anschließenden Schritt des Extrudierens einer Aderhülle um den mindestens einen Lichtwellenleiter und um das mindestens eine Quellelement erzeugt.

Bei der erfindungsgemäßen Herstellung eines optischen Kabels wird also keine gelartige Aderfüllmasse zugeführt, in welche die Lichtwellenleiter eingebettet werden könnten. Stattdessen kommen trockene Quellelemente zum Einsatz.

Vorzugsweise umfasst der Schritt des Erzeugens des mindestens einen Quellelementes einen Schritt des Bereitstellens einer Schmelze eines quellfähigen Polymers und einen anschließenden Schritt des Extrudierens des mindestens einen Quellelementes als Faser aus dem quellfähigen Polymer.

Beispielsweise können mehrere Lichtwellenleiter und mehrere Quellfasern erzeugt und miteinander verseilt werden.

Vorzugsweise umfasst der Schritt des Erzeugens des mindestens einen Quellelementes einen Schritt des Bereitstellens einer Schmelze eines quellfähigen Polymers und einen Schritt des Extrudierens des mindestens einen Quellelementes als quellfähige Hülle um den mindestens einen Lichtwellenleiter.

Beispielsweise kann die quellfähige Hülle als gemeinsame Hülle um alle in einen Extruder einlaufenden Lichtwellenleiter erzeugt werden. Dabei kann die quellfähige Hülle mit der Aderhülle koextrudiert werden.

Die quellfähige Hülle kann aber auch in einem ersten Schritt als Hülle um jeweils einen einzelnen der Lichtwellenleiter erzeugt werden, bevor in einem zweiten Schritt die Aderhülle um sämtliche der Lichtwellenleiter erzeugt wird. Dabei können sowohl die jeweilige quellfähige Hülle als auch die Aderhülle extrudiert werden.

Vorzugsweise umfasst der Schritt des Erzeugens des mindestens einen Quellelementes einen Schritt des Bereitstellens einer Mischung eines quellfähigen Füllstoffes und eines Matrixpolymers und einen Schritt des Erzeugens einer quellfähigen Hülle um den mindestens einen Lichtwellenleiter aus der Mischung des quellfähigen Füllstoffes und des Matrixpolymers.

In diesem Fall wird ein an sich nicht quellfähiges Matrixpolymer mit einem quellfähigen Füllstoff vorgemischt. Aus der Mischung des Füllstoffes und des Matrixpolymers wird anschließend die quellfähige Hülle erzeugt.

Vorzugsweise umfasst der Schritt des Erzeugens des mindestens einen Quellelementes einen Schritt des Bereitstellens mindestens eines Garns, einen anschließenden Schritt des Erzeugens eines Quellmaterials durch Vormischen eines Matrixpolymers und eines Füllstoffes und einen anschließenden Schritt des Beschichtens des mindestens einen Garns mit dem Quellmaterial.

Beispielsweise können mehrere Garne mit quellfähigem Material beschichtet und anschließend mit den Lichtwellenleitern verseilt werden.

Vorzugsweise umfasst der Schritt des Erzeugens des mindestens einen Quellelementes einen Schritt des Zuführens eines Pulvers mit Quellmaterial.

Beispielsweise kann das Pulver beim Verseilen der Lichtwellenleiter eingestreut werden.

Vorzugsweise umfasst der Schritt des Erzeugens des mindestens einen Quellelementes einen Schritt des Zuführens eines Quellpulvers und einen Schritt des Zuführens eines weiteren Füllstoffes wie beispielsweise einen Schritt des Zuführens von Talkum.

Vorzugsweise kann das Quellelement als Quellmaterial eine Polyacrylsäure oder ein Salz einer Polyacrylsäure wie beispielsweise Natriumpolyacrylat enthalten.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.
1 zeigt ein optisches Kabel gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2A zeigt das optische Übertragungselement des optischen Kabels gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2B zeigt das optische Übertragungselement des optischen Kabels gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2C zeigt das optische Übertragungselement des optischen Kabels gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2D zeigt das optische Übertragungselement des optischen Kabels gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2E zeigt das optische Übertragungselement des optischen Kabels gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Ausführungsbeispiele
In 1 ist ein optisches Kabel gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das optische Kabel 1 umfasst den Kabelmantel 11, der das als Kabelseele bezeichnete Kabelinnere umgibt. Der Kabelmantel 11 enthält Materialien wie Polyethylen (PE), Polypropylen (PP) oder Polyamid (PA). Ferner enthält das optische Kabel 1 die optischen Übertragungselemente 101 und 102, die innerhalb des Kabelmantels 11 angeordnet sind. Das optische Übertragungselement 101 umfasst die Aderhülle 1011. Die Aderhülle 1011 enthält ein Matrixpolymer wie Poly-Vinyl-Chlorid oder Ethyl-Vinyl-Acetat, in das ein passiver Füllstoff wie Kreide einge bettet ist. Über den Massenanteil des Füllstoffes lässt sich die Reißdehnung oder Zugfestigkeit der Aderhülle 1011 einstellen. Vorzugsweise wird die Reißdehnung niedrig eingestellt, damit die Aderhülle 1011 ohne besondere Werkzeuge entfernt werden kann. Das optische Übertragungselement 101 enthält ferner die Lichtwellenleiter 10101 und 10102 und das Quellelement 10111. Die Lichtwellenleiter 10101 und 10102 und das Quellelement 10111 sind innerhalb der Aderhülle 1011 angeordnet. Insbesondere kann ein zentral angeordneter Quellfaden 12 zusammen mit den optischen Übertragungselementen 101 und 102 locker in die vom Kabelmantel 11 umgebene Kabelseele eingelegt sein.
Es kann ein Quellelement 10111 vorgesehen sein oder es können mehrere Quellelemente 10111 vorgesehen sein. Ein Quellelement 10111 kann als Faser ausgebildet sein, die ein quellfähiges Polymer enthält. Die Faser kann auch ein Matrixpolymer enthalten, in das ein quellfähiger Füllstoff eingebettet ist. Die Faser kann auch ein an sich nicht quellfähiges Garn enthalten, das eine auf die Oberfläche aufgebrachte quellfähige Schicht aufweist. Dabei kann die quellfähige Schicht ein quellfähiges Polymer oder ein Matrixpolymer und einen darin eingebetteten quellfähigen Füllstoff enthalten.
Ein Quellelement enthält vorzugsweise eine Polyacrylsäure oder ein Salz einer Polyacrylsäure wie beispielsweise Natriumpolyacrylat als Quellmaterial. Das Quellmaterial kann dabei als Füllstoff in ein Matrixpolymer eingebettet sein.
Um das in 1 dargestellte optische Kabel 1 herzustellen, wird zunächst das optische Übertragungselement 101 ausgebildet. Dazu werden zunächst die Lichtwellenleiter 10101 und 10102 und das mindestens eine Quellelement 10111 ausgebildet.
Anschließend wird das mindestens eine Quellelement 10111 zusammen mit den Lichtwellenleitern 10101 und 10102 einem Extruder zugeführt, der die Aderhülle 1011 aufextrudiert. Danach wird das optische Übertragungselement 101 zusammen mit dem optischen Übertragungselement 102 einem weiteren Extruder zugeführt, der den Kabelmantel 11 aufextrudiert.
Um ein Quellelement 10111 auszubilden, kann eine Faser, aus der Schmelze eines Polymers extrudiert werden. Es können auch kurze Faserstücke erzeugt, und zu einer Faser versponnen werden. Für die Schmelze kann ein Polymer verwendet werden, das quellfähig und stark Wasser absorbierend ist. Es kann aber auch ein Polymer verwendet werden, das lediglich eine Matrix für einen quellfähigen Füllstoff bildet, wobei der Füllstoff in einem anschließenden Mischungsvorgang in eine Schmelze des Polymers eingebracht wird. Beispielsweise kann der quellfähige Füllstoff als Pulver in die Matrix des Polymers eingebracht werden.
In 2A ist das optische Übertragungselement 101 des optischen Kabels 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel dargestellt. Das optische Übertragungselement 101 enthält die Aderhülle 1011, die Lichtwellenleiter 10101 und 10102 sowie die Quellelemente 10111. Die Lichtwellenleiter 10101 und 10102 sowie die Quellelemente 10111 sind von der Aderhülle 1011 umgeben. Die Quellelemente 10111 sind als Fasern oder Garne ausgebildet. Eine solche Faser oder ein solches Garn kann ein quellfähiges Polymer oder ein Matrixpolymer, in das ein quellfähiger Füllstoff eingebettet ist, enthalten.
Bei dem in den 1 und 2A dargestellten ersten Ausführungsbeispiel kann das Quellelement 10111 auch erzeugt werden, indem eine quellfähige Schicht auf einer nicht quellfä higen Faser oder einem nicht quellfähigen Garn ausgebildet wird. Dabei kann die Schicht wiederum durch Aufbringen eines quellfähigen Polymers oder durch Aufbringen eines Matrixpolymers,. das mit einem quellfähigen Material gefüllt ist, ausgebildet werden.
In 2B ist das optische Übertragungselement 101 des optischen Kabels 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt. Das optische Übertragungselement 101 enthält die Aderhülle 1011, die Lichtwellenleiter 10101 und 10102 und das Quellelement 10112. Lichtwellenleiter 10101 und 10102 sowie das Quellelement 10112 sind innerhalb der Aderhülle 1011 angeordnet. Ferner ist das Quellelement 10112 auf einer Außenfläche der Lichtwellenleiter 10101 und 10102 aufgebracht. Das Quellelement 10112 kann ein quellfähiges Polymer enthalten oder ein Matrixpolymer, in das ein quellfähiger Füllstoff eingebracht ist. Das Quellelement 10112 kann auf die Lichtwellenleiter 10101 und 10102 aufextrudiert sein. Alternativ kann das Quellelement 10112 durch Beschichten der Außenfläche der Lichtwellenleiter 10101 und 10102 ausgebildet sein.
In 2C ist das optische Übertragungselement 101 des optischen Kabels gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel dargestellt. Das optische Übertragungselement 101 enthält die Aderhülle 1011, die Lichtwellenleiter 10101 und 10102 sowie das Quellelement 10113. Die Lichtwellenleiter 10101 und 10102 sowie das Quellelement 10113 sind innerhalb der Aderhülle 1011 angeordnet. Ferner ist das Quellelement 10113 auf einer Innenfläche der Aderhülle 1011 angeordnet. Das Quellelement 10113 kann ein quellfähiges Polymer oder ein Matrixpolymer, in das ein quellfähiger Füllstoff eingebettet ist, enthalten. Dabei kann das Quellelement 10113 aus einer Schmelze extrudiert sein.
In 2D ist das optische Übertragungselement 101 des optischen Kabels 1 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel dargestellt. Das optische Übertragungselement 101 enthält die Aderhülle 1011, die Lichtwellenleiter 10101 und 10102, das Garn 1012 und das Quellelement 10114. Die Lichtwellenleiter 10101 und 10102 sowie das Quellelement 10114 sind von der Aderhülle 1011 umgeben. Das Garn 1012 enthält beispielsweise Polyester und verläuft innerhalb der Aderhülle 1011 und benachbart zu den Lichtwellenleitern 10101 und 10102. Dabei ist das Garn 1012 zentral angeordnet und fixiert beispielsweise die Lage der Lichtwellenleiter 10101 und 10102 innerhalb der Aderhülle 1011. Vorzugsweise sind in einem Abschnitt des optischen Kabels 1 die Lichtwellenleiter 10101 und 10102 in Form einer Helix um das Garn 1012 angeordnet. Das Garn 1012 ist also auch als Zentralelement zur Stabilisierung der Anordnung der Lichtwellenleiter 10101 und 10102 wirksam. Das Quellelement 10114 ist beispielsweise als quellfähige Schicht auf eine Außenfläche des Garns 1012 aufgebracht. Das Quellelement 10114 kann ein quellfähiges Polymer enthalten oder ein Matrixpolymer, in das ein Füllstoff mit einem quellfähigen Material eingebettet ist.
In 2E ist das optische Übertragungselement 101 des optischen Kabels 1 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel dargestellt. Das optische Übertragungselement 101 enthält die Aderhülle 1011 sowie die Lichtwellenleiter 10101 und 10102. Die Lichtwellenleiter 10101 und 10102 sind innerhalb der Aderhülle 1011 angeordnet. Die Lichtwellenleiter 10101 und 10102 enthalten die Faserbeschichtungen 101011 und 101021 sowie die Glasfasern 101012 und 101022, welche von den Faserbeschichtungen 101011 und 101021 umgeben sind. Die Faserbeschichtungen 101011 und 101021 enthalten beispielsweise ein Acrylat. Das optische Übertragungselement 101 enthält ferner das Quellelement 10115. Das Quellelement 10115 ist als Pulver ausgebildet, das innerhalb der Aderhülle 1011 zwischen die Lichtwellenleiter 10101 und 10102 eingestreut ist.
Das als Pulver ausgebildete Quellelement 10115 kann auch als Füllstoff in ein Matrixpolymer eingebettet sein, das in der Aderhülle 1011 selbst enthalten ist. In diesem Fall umfasst die Herstellung des optischen Übertragungselementes 101 vorzugsweise einen Schritt des Extrudierens der Aderhülle 1011 aus einer Schmelze, die eine Mischung aus dem Matrixpolymer und dem Füllstoff enthält.

1: Optisches Kabel
11: Kabelmantel
12: Quellfaden
101, 102: Optisches Übertragungselement
1011: Aderhülle
1012: Garn
10101, 10102: Lichtwellenleiter
10111 bis 10115: Quellelement
101011, 101021: Faserbeschichtung
101012, 101022: Glasfaser

Claims

Optisches Kabel (1), umfassend: einen Kabelmantel (11); mindestens zwei optische Übertragungselemente (101, 102), die innerhalb des Kabelmantels (11) angeordnet sind und von denen mindestens eines (101) umfasst: mindestens einen Lichtwellenleiter (10101, 10102); mindestens ein Quellelement (10111, 10112, 10113, 10114, 10115), das ein Quellmaterial enthält, welches durch Zuführen von Wasser quellbar ist, um das optische Übertragungselement (101) in Längsrichtung abzudichten; eine Aderhülle (1011), die den mindestens einen Lichtwellenleiter (10101, 10102) und das mindestens eine Quellelement (10111, 10112, 10113, 10114, 10115) umgibt.
Optisches Kabel (1) nach Anspruch 1, bei dem das mindestens eine (101) der mindestens zwei optischen Übertragungselemente (101, 102) einen Zwischenraum aufweist, der frei von Gel ist.
Optisches Kabel (1) nach Anspruch 1, bei dem das mindestens eine (101) der mindestens zwei optischen Übertragungselemente (101, 102) innerhalb der Aderhülle (1011) einen Zwischenraum (1013) aufweist, der an den mindestens einen Lichtwellenleiter (10101, 10102) und an das mindestens eine Quellelement (10111, 10112, 10113, 10114, 10115) angrenzt und durch Aufquellen des Quellmaterials wasserdicht verschließbar ist.
Optisches Kabel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das mindestens eine Quellelement (10111) des mindestens einen (101) der mindestens zwei optischen Übertragungselemente (101, 102) als Faser ausgebildet ist, welche innerhalb der Aderhülle (1011) und benachbart zu dem mindestens einen Lichtwellenleiter (10101, 10102) angeordnet ist.
Optisches Kabel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das mindestens eine Quellelement (10113) des mindestens einen (101) der mindestens zwei optischen Übertragungselemente (101, 102) als Schicht auf einer Innenfläche der Aderhülle (1011) angeordnet ist.
Optisches Kabel (1) nach einem Ansprüche 1 bis 3, bei dem das mindestens eine Quellelement (10112) des mindestens einen (101) der mindestens zwei optischen Übertragungselemente (101, 102) auf einer Außenfläche des mindestens einen Lichtwellenleiters (10101) angeordnet ist.
Optisches Kabel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das mindestens eine Quellelement (10111, 10112, 10113, 10114, 10115) des mindestens einen (101) der mindestens zwei optischen Übertragungselemente (101, 102) aus einer Schmelze eines quellfähigen Polymers extrudiert ist.
Optisches Kabel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem das mindestens eine Quellelement (10111, 10112, 10113, 10114, 10115) des mindestens einen (101) der mindestens zwei optischen Übertragungselemente (101, 102) ein Matrixpolymer und einen darin eingebetteten quellfähigen Füllstoff umfasst.
Optisches Kabel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das mindestens eine (101) der mindestens zwei optischen Übertragungselemente (101, 102) mindestens ein Garn (1012) mit einem Quellmaterial umfasst, das innerhalb der Aderhülle (1011) und benachbart zu dem mindestens einen Lichtwellenleiter (10101, 10102) verläuft.
Optisches Kabel (1) nach Anspruch 9, bei dem das mindestens eine Quellelement (10114) des mindestens einen der mindestens zwei optischen Übertragungselemente (101) als Schicht auf einer Außenfläche des mindestens einen Garns (1012) angeordnet ist.
Optisches Kabel (1) nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Garn Polyester umfasst.
Optisches Kabel (1) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das mindestens eine (101) der mindestens zwei optischen Übertragungselemente (101, 102) einen Zwischenraum (1013) zwischen der Aderhülle (1011) und den Lichtwellenleitern (10101, 10102) aufweist, ein Pulver in dem Zwischenraum (1013) angeordnet ist und das Pulver das mindestens eine Quellelement (10115) umfasst.
Optisches Kabel (1) nach Anspruch 12, wobei das Pulver einen weiteren Füllstoff umfasst.
Optisches Kabel (1) nach Anspruch 1 bis 13, wobei die Aderhülle (1011) des einen der mindestens zwei optischen Übertragungselemente (101) ein weich eingestelltes Basispolymer und einen Füllstoff umfasst und der Masseanteil des Füllstoffes an der Gesamtmasse des Basispolymers und des Füllstoffes zwischen 20 % und 90 % Prozent beträgt.
Optisches Kabel (1) nach Anspruch 14, wobei das weich eingestellte Basispolymer einen der Stoffe Ethyl-Vinyl-Acetat und Poly-Vinyl-Chlorid umfasst und der Füllstoff ein Quellpulver (10115) umfasst.
Optisches Kabel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei der mindestens eine Lichtwellenleiter (10101) eine Schicht (101011) umfasst, die auf einer Außenfläche des Lichtwellenleiters (10101) angeordnet ist und Acrylat enthält.
Optisches Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei dem das Quellmaterial des Quellelementes (10111, 10112, 10113, 10114, 10115) eine Polyacrylsäure oder ein Salz einer Polyacrylsäure umfasst.
Verfahren zur Herstellung eines optischen Kabels (1), umfassend die Schritte: Erzeugen von mindestens zwei optischen Übertragungselementen (101, 102), von denen mindestens eines (101) erzeugt wird durch: Zuführen mindestens eines Lichtwellenleiters (10101, 10102); Erzeugen mindestens eines Quellelementes (10111, 10112, 10113, 10114, 10115); und Extrudieren einer Aderhülle (1011) um den mindestens einen Lichtwellenleiter (10101, 10102) und um das mindestens eine Quellelement (10111, 10112, 10113, 10114, 10115).
Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Erzeugen des mindestens einen Quellelementes (10111, 10112, 10113, 10114, 10115) die Schritte umfasst: Bereitstellen einer Schmelze eines quellfähigen Polymers; Extrudieren des mindestens einen Quellelementes (10111) als Faser aus dem quellfähigen Polymer.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Erzeugen des mindestens einen Quellelementes (10111, 10112, 10113, 10114, 10115) umfasst: Bereitstellen einer Schmelze eines quellfähigen Polymers; Extrudieren des mindestens einen Quellelementes (10112, 10113) als quellfähige Hülle um den mindestens einen Lichtwellenleiter (10101, 10102).
Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Erzeugen des mindestens einen Quellelementes (10111, 10112, 10113, 10114, 10115) umfasst: Bereitstellen einer Mischung eines quellfähigen Füllstoffes und eines Matrixpolymers; Erzeugen einer quellfähigen Hülle (10112, 10113) für den mindestens einen Lichtwellenleiter (10101, 10102) aus einer Schmelze der Mischung.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Erzeugen des mindestens einen Quellelementes (10114) umfasst: Bereitstellen mindestens eines Garns (1012); Beschichten des mindestens einen Garns (1012) mit einem quellfähigen Material.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Erzeugen des mindestens einen Quellelementes (10115) ein Zuführen eines Pulvers mit quellfähigem Material umfasst.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Erzeugen des mindestens einen Quellelementes (10115) ein Zuführen eines quellfähigen Materials und ein Zuführen eines zusätzlichen Füllstoffes umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 24, bei dem das Quellelement (10111, 10112, 10113, 10114, 10115) eine Polyacrylsäure oder ein Salz einer Polyacrylsäure umfasst.