DE3782846T2

DE3782846T2 - Verfahren zur verbindung von zwei an der peripherie mit nuten versehenen kabel-seelen und die so hergestellte verbindung.

Info

Publication number: DE3782846T2
Application number: DE8787105342T
Authority: DE
Inventors: Bruno Bortolin; Enrico Dotti
Original assignee: Pirelli Cavi SpA
Current assignee: Prysmian Cavi e Sistemi Energia SRL
Priority date: 1986-04-14
Filing date: 1987-04-10
Publication date: 1993-06-17
Anticipated expiration: 2007-04-11
Also published as: DK183287D0; IT8620079A0; BR8703223A; US4842438A; JPS632007A; DK163693C; DK163693B; EP0242740B1; DE3782846D1; DK183287A; NO170655B; NO871555D0; NO871555L; CA1271622A; IT1191732B; EP0242740A3; IT8620079A1; AU594445B2; ES2037678T3; NO170655C

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbindung der Enden zweier langer Elemente, die mit Umfangsnuten versehen und üblicherweise als genutete Kerne bekannt sind, insbesondere derjenigen Art, die zur Aufnahme eines oder mehrerer übertragender optischer Elemente in Nachrichtenübertragungskabeln vorgesehen sind, sowie die damit erhaltene Verbindung.
Mit dem Ausdruck "genuteter Kern" ist ein Gebilde gemeint, welches wenigstens ein zentrales oder mittleres Element, welches gegenüber Zugbeanspruchungen und Druckbeanspruchungen widerstandsfähig ist, und eine Bedeckung aus einem thermoplastischen Material aufweist, die mit einer oder mehreren Nuten an ihrer Außenfläche versehen ist, welche optische und gegebenenfalls elektrische Übertragungselemente aufnehmen können.
Vorzugsweise ist das innere widerstandsfähige Element ein Metalldraht, der in einer mittleren Position angeordnet ist und um den herum eine Bedeckung aus thermoplastischem Material mittels einer Extrusionseinrichtung gebildet ist. Die Nuten können geradlinig sein oder in Form einer geschlossenen oder einer offenen Schraubenlinie bzw. Wendel (d. h. mit periodischen Richtungsumkehrungen) vorliegen, und sie können über die gesamte Außenfläche erstreckt sein oder an nur einem Streifen von ihr.
Das Übertragungselement der optischen Art ist vorzugsweise eine optische Faser derjenigen Art, die mit wenigstens einer Primärbedeckung versehen ist.
Die Erfindung ist darauf gerichtet, die Verbindung der Enden der beiden genuteten Kerne der oben beschriebenen Art zu verwirklichen.
Die genuteten Kerne müssen unter verschiedenen Umständen miteinander verbunden werden. Beispielsweise erfordert die Verbindung eines optischen Faserkabels die Verbindung des genuteten Kerns als eine operative Phase oder Betriebsphase.
Weiterhin könnte der gleiche genutete Kern, der als ein Produkt angesehen wird, welches außer einer Bestimmung zur Verwendung in optischen Faserkabeln und, allgemein, für Verbindungen, die mit optischen Elementen ausgeführt werden, die Verbindung für verschiedene Anwendungen bzw. aus verschiedenen Motiven erfordern.
Tatsächlich, obwohl die Herstellung genuteter Kerne, die irgendeine Länge haben, theoretisch möglich ist, wird die Herstellung von Längen, die nicht übermäßig lang sind, bevorzugt, und zwar sowohl vom qualitativen Standpunkt des Produktes aus als auch für den nachfolgenden Transport von ihm.
Die Verbindung der Enden der genuteten Kerne wird gegenwärtig ausgeführt durch mechanisches Verbinden der inneren widerstandsfähigen Elemente nach der Entfernung einer geeigneten Länge der thermoplastischen Bedeckung, wonach die thermoplastische Bedeckung wiederhergestellt wird, wobei die Nuten richtig zusammengepaßt werden ohne irgendwelche Diskontinuitäten, welche die Übertragungseigenschaften der darin aufgenommenen optischen Fasern negativ beeinflussen könnten.
Gemäß der bekannten Technik werden zum Wiederherstellen des Teils oder Abschnitts aus thermoplastischem Material spezielle Formen verwendet, in denen die beiden Enden der Kerne angeordnet werden vorzugsweise nach der Verbindung (durch Schweißung, Zwingen oder dergleichen) des mittleren Elementes, wobei das thermoplastische Material in die Form eingespritzt oder injiziert wird, welches die wiederhergestellte Lage bilden soll.
Dieses Verfahren bietet mehrere Nachteile. Als erstes erfordert es eine spezielle Form und die erforderliche Ausrüstung für das Schmelzen und Formen.
Zweitens kann die Form dieser Art nur für einen gegebenen genuteten Kern verwendet werden, und eine neue Form muß hergestellt werden, wenn ein genuteter Kern verwendet werden soll, der andere Abmessungen hat, oder wenn die Nuten sich in ihrer Anzahl, Form, Auslegung oder dergleichen ändern. Eine solche Art einer Form ist teuer und kann nicht in kurzer Zeit bereitgestellt werden, und darüberhinaus muß sie ersetzt werden selbst dann, wenn der genutete Kern nur eine minimale Modifizierung erfährt, beispielsweise in der Steigung der Nut und/oder in ihrer Tiefe.
Weiterhin erfordert diese Operation ein gewisses Ausmaß an Geschicklichkeit, da sie eine zweckentsprechende Dosierung des eingeführten Materials, dessen richtige Temperatur usw. erfordert.
Schließlich ist, da die Form durch zwei oder mehr miteinander verbundene Teilen gebildet ist, die Bildung von Graten an der Verbindungslinie der Form unvermeidbar. Demgemäß müssen diese Grate entfernt werden mittels einer nachfolgenden mechanischen Bearbeitung zum Beseitigen der Gefahr des Einführens von Dämpfungen oder Schwächungen in die optischen Fasern.
Eine andere bekannte Verbindung, die im wesentlichen die oben aufgeführten Nachteile hat, ist die Verbindung, die in der US-A-4 172 746 beschrieben ist.
Tatsächlich muß bei der Verbindung gemäß dem obigen Patent eine Anschlußeinrichtung, die ein maschinell hergestelltes zylindrisches keramisches genutetes Element aufweist, an jedem Kabelende mittels Klebung befestigt werden und die optischen Fasern der beiden Kabel werden mittels Klebung in den Nuten des keramischen genuteten Elements festgelegt, und die so für den Anschluß vorbereiteten Kabelenden werden mittels eines komplizierten mechanischen Gebildes aneinander befestigt.
Daher ist es der Zweck der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu verwirklichen, welches besonders einfach ist für Verbindung der Enden zweier genuteter Kerne, wobei das Verfahren nicht die Verwendung irgendeiner teuren Ausrüstung erfordert, und wobei das Verfahren bequem ausgeführt werden kann an irgendeiner Art von genutetem Kern.
Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, die Verbindung in optimaler Weise zu verwirklichen ohne das Erfordernis weiterer Arbeitsvorgänge und unter Verwendung minimaler Ausrüstung, die demgemäß billig und weiterhin außerordentlich einfach zu verwenden ist und die in kurzer Zeit bereitgestellt werden kann für irgendeine Art von genutetem Kern.
Die Erfindung besteht aus einem Verfahren zur Verbindung der Enden zweier Kabel-Seelen (1, 2), deren jede wenigstens einen mittleren langgestreckten Festigkeitsteil (11, 12) aufweist, der von einer Bedeckung aus thermoplastischem Material umgeben ist, die an ihrer Umfangsfläche eine oder mehrere Nuten (15, 16) hat, welche optische Fasern aufnehmen können, wobei das Verfahren durch die nachstehenden Schritte gekennzeichnet ist:
a) Aufbringen eines Schlauches über eines der Enden der zu verbindenden Seelen, wobei der Schlauch (5) aus wärmeschrumpffähigem Material besteht und einen Innendurchmesser hat, der geringfügig größer als die Außendurchmesser der Seelen ist;
b) Entfernen der thermoplastischen Bedeckung von einem Endteil jeder Seele;
c) mechanisches Verbinden der Festigkeitsteile jeder Seele, um dadurch einen kontinuierlichen Festigkeitsteil zu bilden, der einen Abschnitt hat, an welchem eine thermoplastische Bedeckung nicht vorhanden ist;
d) Einsetzen einer Hülse an dem von der thermoplastischen Bedeckung freien Abschnitt, wobei die Hülse aus dem gleichen thermoplastischen Material wie die Bedeckung gebildet ist und in ihrer Umfangsfläche Nuten, die den Nuten der zu verbindenden Seelen entsprechen, einen Durchmesser gleich dem Durchmesser der Seelen, eine Länge kürzer als der wärmeschrumpffähige Schlauch und einen Längsschlitz hat, und wobei die Hülse erhalten ist durch Entfernen des Festigkeitsteiles von einer vorbestimmten Länge einer ähnlichen Seele und Bilden eines Längsschlitzes auf der Länge der verbleibenden Bedeckung;
e) Ausrichten der Nuten (15, 16) der Seelen und der Nuten der Hülse durch Einsetzen eines metallenen Strukturelementes (6) in jede Nut der Hülse, welches eine Länge größer als diejenige der Hülse und eine Querschnittsgestalt hat, die mit der Gestalt der Nuten übereinstimmt, so daß die Endteile der Elemente sich in die betreffenden Nuten der thermoplastischen Bedeckung der Seelen erstrecken;
f) Anordnen des wärmeschrumpffähigen Schlauches (5) wenigstens über der Hülse (4) und über den Elementen (6);
g) Anlegen von Wärme an das Gesamtgebilde aus Hülse (4), Schlauch (5) und Elementen (6) derart, daß bewirkt wird, daß der Schlauch schrumpft und die darunterliegende thermoplastische Hülse örtlich schmilzt, wodurch die Hülse an die thermoplastische Bedeckung der Seelen angeschmolzen und die Gestalt der Nuten aufrechterhalten wird; und
h) Entfernen des wärmeschrumpffähigen Schlauches (5) und der metallenen Strukturelemente (6) von der auf diese Weise erhaltenen Verbindung.
Weiterhin führt die Erfindung zu einer Verbindung zwischen zwei genuteten Kernen, die wenigstens ein widerstandsfähiges Element und eine plastische Bedeckung oder Kunststoffbedeckung an ihrer Außenfläche sowie eine Nut oder mehrere Nuten aufweist, die Übertragungselemente der optischen Art aufnehmen können und die durch dieses Verfahren erhalten sind.
Die Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf ein nicht begrenzendes Beispiel einer Ausführungsform beschrieben, die in den beigefügten Fig. 1 bis 4 dargestellt ist, welche die Hauptphasen dieses Verfahrens zeigen.
Die beiden genuteten Kerne 1 und 2, die in der Fig. 1 dargestellt sind, sind von der Art, die ein mittleres widerstandsfähiges Element (11, 12) aufweist, rund um welches eine thermoplastische Bedeckung (13, 14) beispielsweise aus Polyamid ("Nylon") vorgesehen ist, auf deren Außenfläche sechs gleichmäßig verteilte schraubenlinienförmige Nuten (15, 16) in Form einer offenen Wendel, d. h. Nuten vorgesehen sind, bei denen die Richtung der Wendel periodisch umgekehrt ist. Die widerstandsfähigen Elemente für jeden dieser Kerne könnten beispielsweise auch in einer Anzahl größer als eins vorgesehen sein, die alle miteinander verdrallt sind.
Auf einem der beiden Kerne ist ein Rohr oder Schlauch 5 aus wärmeschrumpfbarem Material aufgeschoben mit einem Innendurchmesser, der geringfügig größer als der Durchmesser des genuteten Kerns ist. Unter dem "Durchmesser des genuteten Kerns" ist hier der Durchmesser des Rohrumfangs zu verstehen, in den der Kern selbst eingeschrieben ist. Die Erweichungstemperatur des Rohres oder Schlauches 5 ist höher als diejenige des thermoplastischen Materials des Kerns. In Fig. 1 ist das Rohr 5 (nur teilweise dargestellt) an dem Kern 2 angeordnet.
An den Endteilen der beiden genuteten Kerne (1, 2) ist deren thermoplastische Bedeckung entfernt über eine zweckentsprechende Länge, die 5 bis 20 mm betragen kann, um die Endteile der widerstandsfähigen Elemente 11, 12 freizulegen, die danach mechanisch miteinander verbunden werden, beispielsweise mittels einer Zwinge oder dergleichen oder auch durch andere bekannte Mittel.
Allgemein gesagt ist die Verbindung derart, daß eine geringfügige Verdickung im Bereich der Verbindung zwischen den widerstandsfähigen Elementen bestimmt wird. In Fig. 1 ist die Konfiguration dargestellt, die von den beiden genuteten Kernen 1 und 2 nach der Verbindung der widerstandsfähigen Elemente 11 und 12 eingenommen wird.
Es wird dann eine Hülse 4 hergestellt, die eine Länge h hat, welche gleich der Strecke oder Länge des auf diese Weise gebildeten widerstandsfähigen Elementes ist, auf welcher die Bedeckung des Elementes entfernt ist. Diese Hülse ist erhalten aus einer Länge eines genuteten Kerns (der den zu verbindenden genuteten Kernen identisch ist), wobei ein Längseinschnitt 8 gebildet ist, durch welchen hindurch das widerstandsfähige Element entfernt wird. Dieser Längseinschnitt kann geradlinig oder auch gekrümmt sein, wobei er sich beispielsweise zwischen zwei Nuten erstreckt, und zwar derart, daß keine der Hülsennuten eingeschnitten oder gekerbt oder in irgendeiner Weise durch den Längseinschnitt geändert wird.
Die Hülse 4 wird dann als Folge des Längseinschnittes 8 an dem verbundenen widerstandsfähigen Element (wie es in Fig. 2 ersichtlich ist) angeordnet, wobei soweit wie möglich bewirkt wird, daß die Nuten 15 und 16 der Kernenden derart verbunden werden, daß sie den an der Hülse vorhandenen Nuten entsprechen.
Danach wird in jede Nut ein metallenes Strukturelement 6 eingesetzt, welches einen Querschnitt hat, der gleich demjenigen der Nut ist, eine Länge hat, die größer als die Länge h der Hülse ist, sowie eine Konfiguration hat, die gleich derjenigen der Kernnuten ist. Insbesondere bietet das Element 6 (in Fig. 2 dargestellt) die Gestalt einer offenen Wendel zur Kopplung mit der Gestalt der offenen Wendel beider Kernnuten. Im Fall einer geschlossenen Wendel oder im Fall von geradlinigen Nuten würden die Elemente 6 eine entsprechende Gestalt haben.
Die Elemente 6 werden durch einfaches Ziehen oder Tiefziehen eines weichen faltbaren Materials erhalten, beispielsweise Kupfer oder Aluminium, welches dann von Hand geformt wird. Ihre Elastizität kann gegebenenfalls einen Ausgleich schaffen für irgendeine unvollkommene Reproduktion der Gestalt der Nuten. Weiterhin sind ihre Kosten vernachlässigbar und sie können in Funktion der Abmessungen der genuteten Kerne hergestellt werden mit der Form des Querschnitts der Nuten und der Gestalt derselben, und zwar einfach und schnell.
Wenn einmal die Strukturelemente 6 in die Nuten der Kerne und der Hülse derart eingesetzt sind, daß diese miteinander verbunden werden, wird das wärmeschrumpfbare Rohr 5 veranlaßt, zu gleiten und auf der Hülse angeordnet zu werden. Die Länge des Rohres ist größer als die Länge der Hülse, sie ist jedoch vorzugsweise kleiner als die Länge der Strukturelemente. Danach wird eine gleichmäßige Erhitzung vorgenommen, entweder mit heißer Luft oder mit einer Flamme 7, die in Längsrichtung (wie in Fig. 3 dargestellt) verschoben wird bei gleichzeitiger Drehung um den Kern.
Die Wärme bewirkt eine gleichmäßige Wärmeschrumpfung des Rohres 5 rund um das darunterliegende thermoplastische Material, und auch ein örtliches Schmelzen des darunterliegenden thermoplastischen Materials, welches durch die Strukturelemente 6 und durch die Innenfläche des Rohres 5 gestaltet oder geformt wird derart, daß schraubenlinienförmige Nuten gebildet werden, die keinerlei Diskontinuität und/oder Grat haben.
Wie bereits gesagt, ist das Rohr 5 aus einem wärmeschrumpfbaren Material gebildet, welches eine Schmelztemperatur hat, die höher ist als die Schmelztemperatur des thermoplastischen Materials der Kerne, wobei die letztere etwa gleich der Temperatur ist, bei welcher die Wärmeschrumpfung auftritt. Das Material des Rohres kann beispielsweise ein Fluorpolymer sein.
Der Innendurchmesser des Rohres 5 ist geringfügig größer als der Durchmesser der genuteten Kerne, so daß ein und dasselbe Rohr praktisch dafür geeignet ist, mit genuteten Kernen unterschiedlicher Durchmesser verwendet zu werden, abgesehen davon, daß selbstverständlich eventuelle Herstellungstoleranzen aufgenommen werden, die zwischen genuteten Kernen angetroffen werden, die beispielsweise zu unterschiedlichen Zeitpunkten hergestellt worden sind.
Wenn die Verbindung abgekühlt ist, wird das Rohr 5 durch Bilden eines Längsschnittes von dem verbundenen genuteten Kern entfernt, in welchem das thermoplastische Material keinerlei Diskontinuitäten zeigt, wobei sogar ein Quellen als Folge der Zwinge 20 absorbiert oder aufgenommen worden ist.
Das Verfahren gemaß der Erfindung ist besonders vorteilhaft und wirtschaftlich. Tatsächlich ermöglicht es, die Kosten vollständig zu beseitigen, die sich bei Verwendung einer Form ergeben, und diese letztere wird durch eine billige Komponente bzw. einen billigen Bauteil ersetzt wie beispielsweise die Strukturelemente 6 und die wärmeschrumpffähige oder wärmeschrumpfbare Hülse 5. Weiterhin ist das Verfahren außerordentlich flexibel, da es im Gegensatz zu dem, was mit Formen erhalten werden kann, unabhängig von irgendwelchen Abmessungen und von irgendeiner besonderen Gestalt des genuteten Kerns ist. Weiterhin können die erforderlichen Komponenten oder Bauteile 5 und 6, falls erforderlich, in einer sehr kurzen Zeitperiode bereitgestellt werden.
Weiterhin ermöglicht es die Beseitigung der Form, die Menge an thermoplastischem Material genau zu dosieren, die zum Wiederherstellen erforderlich ist. Tatsächlich enthält die Hülse 4, mit Ausnahme des geringen Überschusses als Folge der Verdickung im Bereich der Verbindung zwischen den widerstandsfähigen Elementen, exakt die gleiche Materialmenge, die zum Wiederherstellen der Länge h erforderlich ist.
Die Verbindungsvorgänge erfordern keinerlei besondere Fähigkeit, da keine kritischen Arbeitsvorgänge vorhanden sind, nicht einmal für das für das Schmelzen erforderliche Erhitzen, und schließlich sind keine zusätzlichen Bearbeitungsvorgänge für das Beseitigen von Graten erforderlich.
Die Erfindung soll weiterhin verschiedene Arten von genuteten Kernen umfassen und insbesondere Kerne, die geradlinige Nuten, Nuten in Form einer geschlossenen Wendel oder noch andere Gestalten der Nuten haben.

Claims

1. Verfahren zur Verbindung der Enden zweier Kabel-Seelen (1, 2), deren jede wenigstens einen mittleren langgestreckten Festigkeitsteil (11, 12) aufweist, der von einer Bedeckung aus thermoplastischem Material umgeben ist, die an ihrer Umfangsfläche eine oder mehrere Nuten (15, 16) hat, welche optische Fasern aufnehmen können, wobei das Verfahren durch die nachstehenden Schritte gekennzeichnet ist:

a) Aufbringen eines Schlauches über eines der Enden der zu verbindenden Seelen, wobei der Schlauch (5) aus wärmeschrumpffähigem Material besteht und einen Innendurchmesser hat, der geringfügig größer als die Außendurchmesser der Seelen ist;

b) Entfernen der thermoplastischen Bedeckung von einem Endteil jeder Seele;

c) mechanisches Verbinden der Festigkeitsteile jeder Seele, um dadurch einen kontinuierlichen Festigkeitsteil zu bilden, der einen Abschnitt hat, an welchem eine thermoplastische Bedeckung nicht vorhanden ist;

d) Einsetzen einer Hülse an dem von der thermoplastischen Bedeckung freien Abschnitt, wobei die Hülse aus dem gleichen thermoplastischen Material wie die Bedeckung gebildet ist und in ihrer Umfangsfläche Nuten, die den Nuten der zu verbindenden Seelen entsprechen, einen Durchmesser gleich dem Durchmesser der Seelen, eine Länge kürzer als der wärmeschrumpffähige Schlauch und einen Längsschlitz hat, und wobei die Hülse erhalten ist durch Entfernen des Festigkeitsteiles von einer vorbestimmten Länge einer ähnlichen Seele und Bilden eines Längsschlitzes auf der Länge der verbleibenden Bedeckung;

e) Ausrichten der Nuten (15, 16) der Seelen und der Nuten der Hülse durch Einsetzen eines metallenen Strukturelementes (6) in jede Nut der Hülse, welches eine Länge größer als diejenige der Hülse und eine Querschnittsgestalt hat, die mit der Gestalt der Nuten übereinstimmt, so daß die Endteile der Elemente sich in die betreffenden Nuten der thermoplastischen Bedeckung der Seelen erstrecken;

f) Anordnen des wärmeschrumpffähigen Schlauches (5) wenigstens über der Hülse (4) und über den Elementen (6);

g) Anlegen von Wärme an das Gesamtgebilde aus Hülse (4), Schlauch (5) und Elementen (6) derart, daß bewirkt wird, daß der Schlauch schrumpft und die darunterliegende thermoplastische Hülse örtlich schmilzt, wodurch die Hülse an die thermoplastische Bedeckung der Seelen angeschmolzen und die Gestalt der Nuten aufrechterhalten wird; und

h) Entfernen des wärmeschrumpffähigen Schlauches (5) und der metallenen Strukturelemente (6) von der auf diese Weise erhaltenen Verbindung.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (15, 16) schraubenlinienförmige Gestalt haben und an der Umfangsfläche der Seele gleichmäßig verteilt sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Festigkeitsteile (1, 2) veranlaßt werden mittels einer Zwinge (20) miteinander verbunden zu werden.