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DE2743260A1 - Nachrichtenkabel mit lichtwellenleitern und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Nachrichtenkabel mit lichtwellenleitern und verfahren zu seiner herstellung

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DE2743260A1
DE2743260A1 DE19772743260 DE2743260A DE2743260A1 DE 2743260 A1 DE2743260 A1 DE 2743260A1 DE 19772743260 DE19772743260 DE 19772743260 DE 2743260 A DE2743260 A DE 2743260A DE 2743260 A1 DE2743260 A1 DE 2743260A1
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Germany
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cable
cable according
jacket
metal jacket
optical waveguides
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DE19772743260
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Peter Dr Rer Nat Rohner
Michael Dipl Ing Still
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Kabelmetal Electro GmbH
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KM Kabelmetal AG
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Publication date
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Priority to CA312,039A priority patent/CA1108451A/en
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Description

274326Q
Kabel- und il e t a 1 1 w e r k e Gutehoffnungshütte Aktiengesellschaft
21. Sept. 1977
Nachrichtenkabel mit Lichtwellenleitern und Verfahren zu seiner Herstellung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Nachrichtenkabel, bestehend aus einer Lichtwellenleiter enthaltenden Kabelseele und einem dieselbe umgebenden, quer zur Kabelachse gewellten Metallmantel, bei welchem die Lichtwellenleiter langer als der Metallmantel, jedoch vollständig in demselben angeordnet sind, und auf ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Kabels.
Lichtwellenleiter im Sinne der Erfindung sind fertige Gebilde aus Glasfasern, die ohne zusätzliche Bearbeitung zur Übertragung von Lichtwellen geeignet sind. Solche Lichtwellenleiter sollen in der Nachrichtentechnik als Ersatz der bisher üblichen metallischen Leiter dienen. Gegenüber den metallischen Leitern haben sie eine Reihe von Vorteilen. Die Lichtwellenleiter sind sehr breitbandig und dämpfungsarm, so daß über einen Leiter mehr Kanäle bei vergrößertem Verstärkerabstand übertragen werden können. Sie sind gut biegbar und haben
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kleine Durchmesser, so daß der Kabelquerschtiitt verringert werden kann. Ferner treten keine Beeinflussungen durch äußere elektrische und magnetische Störfelder auf. Der Grundstoff zur Herstellung der Lichtwellenleiter ist billig und in ausreichender Menge auf der ganzen Erde vorhanden.
Zum Einsatz der Lichtwellenleiter für Lbertragungszwecke der Nachrichtentechnik müssen dieselben in Kabeln verarbeitet werden. Hierbei muß sichergestellt sein, daß weder während der Herstellung noch beim Transport oder der Verlegung der Kabel eine Beschädigung der Lichtwellenleiter eintritt. Da dieselben spröde sind und nur eine sehr geringe Dehnbarkeit aufweisen, ist für diese Fälle eine relativ große Sorgfalt erforderlich.
Durch die DT-OS 25 19 684 ist ein Nachrichtenkabel bekanntgeworden, wie es eingangs beschrieben ist. Die Lichtwellenleiter sind hier in Abständen mit Folien fest verbunden und diese Folien sind in dem äußeren gewellten Metallmantel festgelegt. Zwischen zwei Festpunkten hängen die Lichtwellenleiter durch, so daß sie bei einer Dehnung des Metallmantels - beispielsweise durch Biegen beim Auftrommeln - dieser Dehnung ohne Zerstörung folgen können. Der gewellte !Metallmantel stellt für die Lichtwellenleiter einen gut biegbaren und stabilen mechanischen Schutz dar, jedoch erfordert die Art der Anbringung der Lichtwellenleiter im Metallmantel eine aufwendige Sonder-fertigung, und das bekannte Kabel ist dadurch auch nicht in nur einem Arbeitsgang herstellbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Nachrichtenkabel mit Lichtwellenleitern anzugeben, das unter Beibehaltung eines wirksamen mechanischen Schutzes der Lichtwellenleiter mit in der Kabeltechnik üblichen Maschinen in einem einzigen Arbeitsgang herstellbar ist.
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Diese Aufgabe wird mit einem Nachrichtenkabel der eingangs geschilderten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Lichtwellenleiter innerhalb der Kabelseele in beliebiger räumlicher Anordnung, einen Teil des licoten Querschnitts des iietallmantels ausfüllend innerhalb desselben angebracht sind, und daß jeder Lichtwellenleiter entsprechend einer für diesen Lichtwellenleiter vorgegebenen axialen Verlängerbarkeit ungeradlinig bzw. wellenförmig verläuft.
Der Vorteil eines derartigen Nachrichtenkabels ist darin zu sehen, daß für die Unterbringung der beliebig aufgebauten Lichtwellenleiter keinerlei Vorfertigung erforderlich ist. Es kann eine beliebige Anzahl dieser Lichtwellenleiter einzeln oder zu Gruppen zusammengefaßt in den Metallmantel bei dessen Formung mit eingefahren werden. Auf diese Weise ist eine kontinuierliche Herstellung eines Kabels in nur einem einzigen Arbeitsgang möglich. Die Lichtwellenlexter sind innerhalb des gewellten Metallmantels bei guter Biegbarkeit ausreichend mechanisch geschützt. Da die Lichtwellenlexter bei ihrer Einbringung in den Metallmantel ungeradlinig bzw. wellenförmig verlaufen, haben sie eine größere axiale Länge als der Metallmantel, so daß sie Dehnungen des Metallmantels, die beispielsweise beim Auftrommeln desselben entstehen, unbeschadet überstehen können. Die Herstellung des Kabels nach der Erfindung kann mit herkömmlichen Maschinen durchgeführt werden, die in jedem Betrieb für die Herstellung von Nachrichtenkabeln vorhanden sind.
Weitere Vorteile des Erfindungsgegenstandes gehen aus der folgenden Beschreibung hervor. So können die Lichtwellenlexter beispielsweise räumlich zueinander eine beliebige An-Ordnung haben, sie können dementsprechend statistisch verteilt im Kabelquerschnitt untergebracht werden oder auch in definierter Position zueinander. Der verbleibende Raum im gewellten Metallmantel kann kontinuierlich oder diskontinuierlich mit einem beliebigen Füllmaterial ausgefüllt werden, durch welches das Kabel auch längswasserdicht gemacht werden
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kann. Innerhalb der Kabelseele kann zusätzlich mindestens ein elektrischer Leiter angebracht werden, der für Stromversorgungszwecke von Verstärkereinheiten eingesetzt werden kann. Des weiteren können im Kabelaufbau zugfeste Elemente angebracht werden, die beispielsweise in Form von Drähten in der Kabelseele vorhanden sind oder als zugfeste Hülle außerhalb des gewellten Metallmantels angebracht werden. Der Metallmantel selbst kann aus elektrisch gut leitendem Material, wie Kupfer oder Aluminium, oder auch aus einem mechanisch festen Metall, wie Stahl, bestehen.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in den Zeichnungen dargestellt.
Die Fig. 1 und 2 zeigen teilweise im Schnitt unterschiedliche Ansichten von Nachrichtenkabeln nach der Erfindung und Fig. gibt in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zur Herstellung eines solchen Kabels wieder.
Mit 1 ist ein Nachrichtenkabel bezeichnet, in dessen Kabelseele 2 eine größere Anzahl von Lichtwellenleitern 3 (LWL) angeordnet ist. Der Einfachheit halber sind sowohl in Fig. als auch in den Fig. 2 und 3 nur drei derartige Lichtwellenleiter eingezeichnet. Die tatsächliche Anzahl der LWL ist beliebig und ihre Anordnung innerhalb der Kabelseele ist ebenfalls völlig beliebig. Als äußerer mechanischer Schutz für die Kabelseele 2 dient ein gewellter Metallmantel 'i, der mittels einer Längsnaht 5 zu einem geschlossenen Rohr verschweißt ist. Über diesem Metallmantel k können gegebenenfalls noch weitere Schichten angebracht sein, die aus Kunststoff bestehen und auch zugfeste Elemente enthalten können. Der Metallmantel k kann entsprechend der Darstellung in Fig. schraubenlinienförmig oder gemäß Fig. 2 auch ringförmig gewellt werden.
Da die LWL den Querschnitt innerhalb des Metallmantels k nur zum Teil ausfüllen, ist es erforderlich, dieselben zumindest
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abschnittsweise innerhalb des iietallinantels k festzulegen. Hierzu kann diskontinuierlich entsprechend Fig. 1 oder kontinuierlich entsprechend Fig. 2 ein Füllmaterial 6 angebracht werden, welches zumindest an bestimmten Stellen den gesamten Kabelquerschnitt ausfüllt und so die LWL festlegt. Als Füllniaterilien können die unterschiedlichsten aus der Kabeltechnik bekannten Materialien eingesetzt werden. So ist es beispielsweise möglich, hierfür einen geschäumten Kunststoff zu verwenden oder ein pulverförmiges i'iaterial , das durch entsprechende Begrenzungen auch nur stellenweise im Kabelquerschnitt angebracht werden kann. Weitere geeignete Materialien sind Petrolate, die bei Raumtemperatur eine zähe Konsistenz aufweisen und bed höheren Temperaturen flüssiger werden. Solche Petrolate sind vaselineartige Massen und bestehen im wesentliehen aus- Wachsen und 01. Es können ebenso Massen eingesetzt werden, die rein auf der Basis von hochmolekularen Polymeren aufgebaut sind. Weiterhin eignen sich alle plastischen i'lassen oder auch Massen auf der Basis von Bitumen oder Polybuten.
Der gewellte Metallmantel k kann für den Fall, daß er selbst für die Stromversorgung von Verstärkereinheiten als Leiter verwendet werden soll, aus Kupfer oder Aluminium bestehen. Es ist jedoch auch möglich, diesen Metallmantel aus Stahl oder jedem anderen geeigneten Metall aufzubauen, insbesondere dann, wenn innerhalb der Kabelseele mindestens zwei für die Stromversorgung benötigte Leiter vorhanden sind.
Die LWL 3 sollen innerhalb des Metallmantels k ungeradlinig bzw. wellenförmig verlaufen, so wie es in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Hierdurch erhalten die LWL gegenüber dem Metallmantel 4 eine größere axiale Länge und können somit Dehnungen des Kabels in gewissen Grenzen folgen, ohne daß sie zerstört werden. Die LWL selber können bei ihrer Einbringung in den Metallmantel nach statistischer Verteilung oder nach einer definierten Verlegeform relativ zueinander
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angebracht werden, und es ist genau so gut möglich, mehrere LWL vorher zu einer Gruppe zusammenzufassen. Zu Zwecken der eindeutigen Identifizierung einzelner LwL, was insbesondere dann erforderlich ist, wenn dieselben ungeordnet im Kabelquerschnitt verlegt werden, können die LUL einzeln oder auch . zu mehreren zusammengefaßt in Hüllen eingebettet werden, die in irgendeiner Form gekennzeichnet sind. Diese Kennzeichnung kann beispielsweise durch unterschiedliche Färbung dieser Hüllen oder auch durch Ringe auf diesen Hüllen erfolgen.
Wenn der gesamte Querschnitt innerhalb des .Metallmantels 4 mit dem Füllmaterial 6 ausgefüllt wird, so wie es in Fig. 2 dargestellt ist, dann kann hierfür ein Material verwendet werden, das die gesamte Kabelseele längswasserdicht macht, so daß Wasser, das durch eine Beschädigung des iletallmantels 4 irgendwo in die Kabelseele eingedrungen ist, sich nicht in axialer Richtung ausbreiten kann. Für die Herstellung dieser Längswasserdichtigkeit ist es möglich, das gesamte Füllmaterial als Material auszubilden, das bei Zutritt von Wasser quillt. Genauso gut ist es jedoch möglich, auf der äußeren Lage des Füllmaterials 6 eine dünne Schicht eines solchen bei Wasserzutritt aufquellenden Materials anzubringen.
Das Nachrichtenkabel nach der Erfindung kann neben den LWL auch übliche metallische Leiter in seinem Querschnitt aufweisen. Für Stromversorgungszwecke ist es zweckmäßig, mindestens einen isolierten elektrischen Loiter innerhalb der Kabelseele anzuordnen, der dann mit dem Metallmantel 4 einen Stromkreis bilden kann. Es ist jedoch genauso gut möglich, eine größere Anzahl solcher isolierter elektrischer Leiter innerhalb der Kabelseele anzuordnen. Weiterhin kann innerhalb der Kabelseele ein zugfestes Element, beispielsweise ein Draht aus Eisenfäden angebracht werden, und es ist ebenso gut möglich, für diese Zugfestigkeit über dem Metallmantel 4 eine Hülle anzubringen, die aus zugfesten Elementen, wie beispielsweise Glasseidefäden, besteht, die in eine Kunststoffschicht eingebettet sind.
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Zum weiteren Schutz der Kabelseele ist es möglich, vor der Anbringung des ilotallmantels k über der Kabelseele eine isolierende Folie, beispielsweise aus Kunststoff oder Papier anzubringen, wobei sich insbesondere ein Kreppapier eignet, wenn die Kabelseele insgesamt längswasserdicht sein soll.
Hei der Herstellung eines Nachrichtenkabels nach der Erfindung wird in einem bevorzugten Verfahren beispielsweise wie folgt vorgegangen:
Die gewünschte Anzahl von LVvL, von denen auch in Fig. 3 wiederum nur drei Stück dargestellt sind, läuft von einer entsprechenden Anzahl von Vorratsspulen 7 ab. Die LWL werden dabei vor der Herstellung des Metallmantels k in denselben eingebracht. Der Metallmantel k selber wird aus einem Metallband 8 geformt, das von einer Vorratsspule 9 abläuft. Die Formung erfolgt dabei durch ein nicht genauer dargestelltes Rollensystem zu einem Schlitzrohr. Bevor der Schlitz im Rohr verschlossen wird, werden die LWL 3 und außerdem gegebenenfalls Füllmaterialien eingebracht. Das Schlitzrohr wird dann mit einer Schweißeinrichtung 10 durch eine Längsnaht 5 verschweißt und in der Welleinrichtung Il quer zu seiner Achse gewellt. Diese Wellung kann schraubenlinienförmig oder ringförmig ausgebildet sein. Das fertige Kabel wird dann auf eine Trommel aufgewickelt. Die Länge des so kontinuierlich herstellbaren Nachrichtenkabels wird durch das Fassungsvermögen der Trommel 12 bestimmt.
Durch die Anbringung der Wellung wird der Metallmantel gegenüber einer glatten Ausführung vom Materialaufwand her verlängert. Die Folge davon ist, daß das Metallband 8 schneller abgezogen wird als die LWL 3· Da die LWL im fertigen Kabel jedoch ungeradlinig bzw. wellenförmig verlaufen sollen, ist es erforderlich, daß sie gegenüber dem Metallband mit größerer Geschwindigkeit abgezogen werden. Zwischen den Vorratsspulen
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und dem iiinlaufpuiikt der LWL in den -letallman t el h ist Hpmpntsprechend einr spezielle Abzugsvorrichtung anzubringen, die dai'iir sorgt, daß die LWL 3 mit einer gegenüber der Abzugsgeschwindigkeit des i letallband es 8 höheren Geschwindigkeit abgezogen werden. Gleichzeitig können die LWL über entsprechende bewegliche Führungen quer zur Verlegungsrichtung hin und her bewegt werden, so daß sie im fertigen ± letallmant el 't ungeradlinig angeordnet sind. Die Bewegung dieser Führungen kann dabei gleichmäßig sein, die einzelnen Führungen können jedoch auch nach statistischen Werten unregelmäßig hin und her bewegt werden.
Neben den LWL 3i die gegenüber dem iietallband β mit höherer Geschwindigkeit in dasselbe "eingeschoben" werden, können vor dem Schließen des .letallbandes auch kontinuierlich oder diskontinuierlich Füllmaterial!en 6 eingebracht werden. Auch eine über der Seele 2 liegende Schicht aus Isoliermaterial ist gegebenenfalls vor dem Verschließen des Metallmantels anzubringen. Wenn innerhalb der Kabelseele zugfeste Elemente und elektrische Leiter angebracht werden sollen, dann müssen diese Teile ebenfalls vor dem Verschließen des iietallmantels k in denselben eingebracht werden.
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BAD ORIGINAL
, 'fr
L e e r s e
ite

Claims (1)

  1. Kabel- und letall werke
    Gut ehof lnungshiitte Aktiengesell schaft
    l 155**
    21. Sept. 1977
    Patentansprüche
    1. Jn'achri ch tenkabel , bestehend aus einer Li chtwelleiil ei t er ^—-^ enthaltenden Kabelseele und einen dieselbe umgebenden, quer zur Kabelachse gewellten ι Jetallmantel, bei welchem die Lichtwellenleiter langer als der ictallmantel ,jedoch vollständig innerhalb desselben angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtwellenlei ter (3) innerhalb der Kabelseele (2) in beliebiger räumlicher Anordnung, einen Teil des lichten Querschnitts des iietallrnantel s (4) ausfüllend innerhalb desselben angebracht sind, und daß jeder Lichtwellenleiter entsprechend einer für diesen Lichtwellenleiter vorgegebenen axialen Verlängeibarkeit ungeradlinig bzw. wellenförmig verläuft.
    2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtwellenleiter (3) zueinander räumlich statistisch ^erteilt oder definiert angeordnet sind.
    3. Kabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der im Metallmantel (4) verbleibende Raum kontinuierlich oder diskontinuierlich mit einem Küllmaterial (6) ausgefüllt ist.
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    OWGiNAL INSPECTED
    •Ί · itabel nach Ansurucli 3< dadurch gekennzeichnet, daß als t' iillmater ial (·>) ein bcliaimistof f , ein Pulver, eine plastische i-.asse oder eine iasse /alier iinisistenz verwendet ist.
    r). Kabel nach Anspruch '}, fladu rch gekeiinzei chnet , daß ein " Füllmaterial (t>) auf der iiasis von iJ.i tusnen oder Polybuten verwendet ist.
    f> · Kabel nach Anspruch 3 ■> dadurch gektnnzc i chnet , daß als Füllmaterial (6) ein bei V»asserzutri tt quellendes Material verwendet ist.
    7· Kabel nrch einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Kabelseele (2) insgesamt längswasserdicht ist.
    8. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 7. dadurch gekennzeichnet , daß über der Kabelseele (2) eine Schicht aus einem isolierenden .Material angebracht ist.
    9. Kabel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als isolierendes Material Kunststoff oder Papier verwendet i st.
    10. Kabel nach einein der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kabelseele (2) zusätzlich mindestens ein isolierter elektrischer Leiter angeordnet ist.
    11. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß in der Kabelseele (2) ein zugfestes Element angeordnet ist.
    2512. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß über dem Metallmantel (k) eine zugfeste Elemente aufweisende Hülle angebracht ist.
    Ö098U/0234
    BAD ORIGINAL
    27A326Q
    13· Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gcKennzei chnet , daß der ~.-etallmant el ( k■) avis Kupier, Aluminium oder Stahl besteht.
    ■\k. Kabel nach einen- der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der ^etailmantel (h) ringförmig gewellt ist.
    15· Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis \h, dadurch gekennzei chnet, daß die Lichtwellenleiter (3) einzeln oder zu Mehreren in unterschiedlich gekennzeichnete Hüllen eingebettet sind.
    l6. Verfahren zur Herstellung eines I-iachri chtenkabel s nach einem der Anspruch· 1 bis 151 dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtwellenleiter (3) in beliebiger räumlicher Anordnung kontinuierlich in ein noch offenes, zum Schlitzrohr geformtes .letal] band (8) eingelegt werden, daß das Metallband danach mittels einer Längsnaht (5) zum Metallmantel (k) verschlossen wird, und daß der ietallmantel abschließend quer zur Kabelachse gewellt wird.
    90981 A/0234
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