DE2532209A1

DE2532209A1 - Optisches kabel

Info

Publication number: DE2532209A1
Application number: DE19752532209
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl Ing Oestreich
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1975-07-16
Filing date: 1975-07-16
Publication date: 1977-02-03
Also published as: DE2532209C2

Description

Optisches Kabel In neuerer Zeit werden zur Übertragung von Lichtwellen Kabel entwickelt. Diese sogenannten optischen Kabel dienen beispielsweise zur Übertragung von Steuerimpulsen oder ganz allgemein zur Übertragung im Bereich der Nachrichtentechnik. Ein wesentlicher Baustein dieser optischen Kabel sind Glasfasern, die zur Führung des jeweilicPen Lichttrales dienen. Bei der Konstruktion optischer Kabel muß den mechanischen Eigenschaften dieser Glasfasern Rechnung getragen werden, d.h. die Glasfasern müssen insbesondere gegen mechanische Beanspruchungen wie Druck-, Zug- und Biegebeanspruchungen geschützt werden.
Bei einem bekannten optischen Kabel sind mehrere optische Übertragrungselemente in Form von Glasfasern zusammen in mindestens einer Verseillage um einen langgestreckten zentralen Kern aus einer Vielzahl von verseilten Stahldrähten angeordnet. 3ei diesem Kern handelt es sich um ein Verstärkungsbauteil zur aufnahme von Zugbeanspruchungen. Über und unter der Verseillage ist eine Polsterschicht aus verschäumten kunststoff angeordnet. Darüber befindet sich als äußerer Schutzmantel zunächst eine offene Bespinnung aus einem Metallband und anschließend der eigentliche Mantel aus einem Kunststoff wie beispielsweise Polyäthylen (DT-OS 2 355 855).
Bei einem ähnlich aufgebauten optischen Kabel ist auf einen zugfesten Kern aus Stahl zunächst ebenfalls eine Schaumstoffschicht aufgebracht. Auf diese Schaumstoffschicht sind optische Fasern aufgeseilt und anschließend mit einem Äußenmantel aus Polyäthylen umgeben. Anstelle einer Polsterschicht zwischen dem zugfesten Eiern und den optischen Übertragungselementen können diese auch selbst mit einer Hülle aus verschäumten Polyäthylen umgeben sein (DD-OS 2430 857).
Sofern die bekannten optischen Kabel besonders rauhen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt sind, ist wegen der direkten mechanischen Kopplung zwischen den optischen Ubertragungseleuenten und den zugfesten Elementen des Kabels und wegen der verwendeten Kunststoffe kein ausreichender mechanischer Schutz der optischen Übertragungselemente gewährleistet. Außerdem können über die metallenen Elemente der Kabel, insbesondere über die zugfesten Stahl kerne, magnetische Störungen in die an die Kabel angeschlossenen Geräte gelangen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Verwendung geeigneter Materialien ein optisches Kabel zu schaffen, das auch besonders rauhen mechanischen Beanspruchungen gewachsen ist und das keine metallenen Konstruktionselemente enthalt, un die Übertragung elektrisch-magnetischer Störeinflüsse zu vermeiden.
Die Erfindung geht von einem optischen Kabel aus, bei dem optische Übertragungselemente auf einen Kern aufgeseilt und unter Zwischenlage einer Polsterschicht mit einem äußeren Kunststoffmantel umgeben sind und bei dem zugfeste Elemente in der Kabelseele angeordnet sind. Zur Lösung der genannten Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß der Kern aus einer Glaslitze und die zugfesten Elemente aus einem hochfesten Kunststoff bestehen und daß jedes optische Übertragungselement von einer mit Abstand aufgebrachten, mechanisch widerstandsfähigen Schutzhülle aus Kunststoff umgeben ist.
Bei einem derartigen konstruktiven Aufbau ist das optische Kabel weitestgehend gegen Zug-, Torsion-, Stoß- und Schlagbeanspruchungen sowie gegen Stauchung, Quetschung und Abrieb gesichert, ohne das für den Aufbau des Kabels metallene Elemente vorgesehen sind. Dies wird zunächst durch den druckfesten Kern aus einer Glaslitze erreicht, der bei Biegebeanspruchungen eine Verlagerung der elastischen Linie des Kabels verhindert. Dieser Kern aus Glaslitze übernimmt gleichzeitig den Schutz gegen Stauchungen des Kabels. Um die Punktion dieses druckfesten Kernes sicherzustellen, empfiehlt es sich, ihn mit einem festen Gürtel zu umgeben. Für diesen Gürtel kommen feste und biege steife Kunststoffe wie insbesondere PolyathylerL-Terephthalat oder Polyamid in Betracht. Zweckmäßig wird auf diesen Gürtel noch eine Polsterschicht, beispielsweise aus verschäumtem Polyurethan aufgebracht, auf der dann die optischen Übertragungselemente aufliegen.
Durch Verwendung einer Glaslitze als druckfester Kern werden weiterhin thermische Expansionen und Kontraktionen der verwendeten Kunststoffe innerhalb der Kabelseele abgefangen, die sonst zu unzulässigen, dämpfungserhöhend wirkenden Stauchungen oder Reckungen der optischen Übertragungselemente führen könnten.
Der Schutz des Kabels gegen Zugbeanspruchungen wird mit zugfesten Elementen aus einem hochfesten Kunststoff erzielt. Hierfür kommt insbesondere ein in neuerer Zeit bekanntgealordenes, stark vorgerecktes aromatisches Polyamid in Betracht, wie es von der Firma Du Pont unter dem Handelsnamen "Kevlar 49"" vertrieben wird. Die zugfesten Elemente können mit Vorteil auf eine über den optischen Übertragungselementen angeordnete Polsterschicht aufgeseilt sein.
Es besteht aber auch die Möglichkeit, die zugfesten Elemente unmittelbar auf den Kern an der Glaslitze aufzuseilen oder auch die Fäden der Glaslitze und die zugfesten Elemente gemeinsam miteinander zum zug- und druckfesten Kern zu verseilen.
Bei einem gemäß der Erfindung ausgebildeten Kabel sind die optischen Übertragungselemente lose in einer Schutzhülle angeordnet. Dadurch wird erreicht, daß die optischen Übertragungselemente bei mechanischen Beanspruchungen Ausgle ichbewegungen ausführen können.
Dieser Effekt kann durch geeignete Auswahl des Materials für die mechanisch widerstandsfähige Schutzhülle der optischen Ubertragungselemcnte unterstützt werden, beispielsweise dadurch, daß diese Schutzhülle aus Polypropylen, Polystyrol, Polyamid oder Polyäthylen-glykolerephthalat besteht. Diese Kunststoffe sind relativ hart und zeigen sich gegenüber äußeren Beanspruchungen wenig nachgiebig. Der lockere Sitz der Schutzhüllen auf den optischen Ubertragungselementen läßt auch eine gewisse Torsion des optischen Kabels zu.
Eine besondere vorteilhafte Ausgestaltung der mechanisch widerstandsfähigen Schutzhülle ist darin zu sehen, daß diese aus zwei Schichten von hinsichtlich ihren mechanischen Eigenschaften unterschiedlichen Kunststoffen besteht, die gemeinsam eine gegenüber mechanischen Beanspruchungen widerstandsfähige Hülle bilden, wobei die innere Schicht einen geringen Reibungskoeffizienten gegenüber den optischen Übertragungselementen aufweist. Insbesondere kommen bei einer derartigen Schutzhülle für die innere Schicht Polystyrol und Fluorpolymere und für die äußere Schicht Kunststoffe wie Polyamid und Polyterephthalat oder auch Polypropylen und Polyäthylen in Betracht (Patentanmeldung P 25 13 722.8).
Die mechanisch widerstandsfähigen steifen Schutzhüllen stellen den inneren Schutz des optischen Kabels gegenüber Schlagbeanspruchun gen dar. Die Verseillage oder die Verseillagen der aufgeseilten optischen Übertragungselemente können weiterhin mit einer Bespinnung aus einer hochfesten Kunststoffolie versehen sein. Hierzu sind besonders geeignet Folien aus Terephthalsäureester wie die beispielsweise von der Firma du Pont unter dem Handelsnamen "molar" vertrieben werden. Da die einzelnen Lagen der Bespinnung aufeinander verschiebbar sind, werden Längskräfte, wie sie auf den Kabelmantel ausgeübt werden können und beispielsweise am Rande von Quetschzonen entstehen, durch die Verschiebbarkeit der Folien von der Kabelseele entkoppelt.
Über den optischen Ubertragungaelementen bzw. über der Bespinnung ist zweckmäßig eine Polsterschicht angeordnet, die beispielsweise aus einem Kunststoff wie Polyurethan oder verschäumten Polyäthylen besteht. Für die Polsterschicht können auch Papierbänder verwendet werden. Diese Polsterschicht wirkt stoßabsorbierend; gleichzeitig erfolgt bei Druckbeanspruchungen über diese Polsterschicht eine Druckverteilung.
Der Außenmantel des Kabels kann aus Polyvinylchlorid oder aus Polyurethan bestehen und ist zweckmäßig als Schlauch lose haftend aufgebracht. Ein Außenmantel aus Polyurethan unterstützt den mechanisch stabilen Aufbau des Kabels durch seine abriebfestigkeit und geringe Empfindlichkeit gegen Schlag- und Scherbeanspruchungen.
Ein Ausführungsbeispiel des neuen optischen Kabels ist in der Bigur dargestellt.
Das optische Kabel 10 enthält im Kern eine Glaslitze 11, deren effektiver Querschnitt etwa 1 bis 2 qmm beträgt. Die einzelnen Fäden der Glaslitze sind mit einer Schlaglänge von etwa 5 bis 10 cm miteinander verseilt. Auf diesen Kern ist eine Umhüllung 12 aus glasfaserverstärktem Polyäthylenterephthalat oder aus Polyamid aufgebracht. Darüber ist eine Polsterschicht 13 aus Polyurethan angeordnet. Auf das Polster 13 sind die optischen Übertragungselemente 14 in einer Lage verseilt. Hierbei sind die Glasfasern der optischen Übertragungselemente jeweils in einer Schutzhülle lose angeordnet.
Die Verseillage der optischen Übertragungselemente ist mit einer Papierbespinnung 15 und einer nicht näher bezeichneten, im Gegenschlag aufgebrachten Haltezendel sowie einer Bespinnung 16 aus zugfesten Elementen umgeben. Bei diesen zugfesten Elementen handelt es sich um Rovings oder Garne aus einem hochfesten Kunststoff wie gerecktem Polyamid, die mit einer Schlaglange von etwa 5 bis 10 cm deckend aufgeseilt sind.
Über der zugfesten Bespinnung ist der Außenmantel 17 aus Polyurethan angeordnet.
7 Ansprüche 1 Figur

Claims

Patentanspruche 3 Optisches Kabel, bei dem optische Übertragungselemente auf einen Kern aufgeseilt und unter Zwischenlage einer Polsterschicht mit einem äußeren Kunststoffmantel umgeben sind und bei dem zugfeste Elemente in der Kabelseele angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (11) aus einer Glaslitze und die zugfesten Elemente (16) aus einem hochfesten Kunststoff bestehen und daß jedes optische Übertragungselement (14) von einer mit Abstand aufgebrachten, mechanisch widerstandsfähigen Schutzhülle aus Kunststoff umgeben ist.
2. Optisches Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Glaslitze mit einem festen Gürtel (12) und mit einer Polsterschicht (13) umgeben ist.
3. Optisches Kabel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der Gürtel der Glaslitze aus Polyäthylen-Terephthalat oder aus Polyamid besteht.
4. Optisches Kabel nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Polsterschicht (13) aus geschäumten Polyurethan besteht.
5. Optisches Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zugfesten Elemente auf die Glaslitze oder deren Gürtel aufgeseilt sind.
6. Optisches Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden der Glaslitze und die zugfesten Elemente gemeinsam verseilt sind.
7. Optisches Kabel nach einem-der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zugfesten Elemente (16) auf die Polsterschicht (15) der optischen Übertragungselemente (14) aufgeaponnen sind.