DE3127901A1 - Optical telecommunication cable having an optical fibre and a tension-proof secondary coating - Google Patents
Optical telecommunication cable having an optical fibre and a tension-proof secondary coatingInfo
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Description
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Fl 4623 A ' 13.07.81Fl 4623 A '07/13/81
Optisches Nachrichtenkabel mit einem Lichtwellenleiter und einem zugfesten SekundärcoatingOptical communication cable with a fiber optic cable and a tensile secondary coating
Die Erfindung betrifft ein Nachrichtenkabel, bestehend aus einem der Signalübertragung dienenden Lichtwellenleiter (LWL) aus Glas, einer die Glasoberfläche schützenden auf dem LWL aufliegenden konzentrischen Hülle (Primärcoating) und einer dieses Primärcoating umgebenden zweiten zugfesten Hülle (Sekundärcoating).The invention relates to a communication cable consisting of a fiber optic cables (LWL) made of glass for signal transmission, a concentric shell (primary coating) that protects the glass surface and rests on the fiber-optic cable, and one of this primary coating surrounding second tensile shell (secondary coating).
In einer Reihe von Anwendungsfällen für optische Kabel, beispielsweise für die Fernlenkung, besteht das Bedürfnis nach einem Kabel, das nur einen oder allenfalls einige wenige LWL enthält, einen möglichst geringen Durchmesser aufweist und darüber hinaus eine große Zugfestigkeit aufweist.In a number of optical cable use cases, for example for remote control, there is a need for a cable that only has one or at most a few fiber optic cables contains, has the smallest possible diameter and also has a high tensile strength.
Bekannt ist bereits ein optisches Kabel, bestehend aus einer optischen Faser mit einem üblichen Primärcoating, einem Sekundärcoating aus einer gummiähnlichen Masse mit relativ hohem thermischen Ausdehnungskoeffizienten und einem Mantel, der aus zwei Kunstharzschichten mit dazwischen liegenden Verstärkungsfasern aufgebaut ist und nach dem Aushärten des Harzes einen radialen Druck auf den Lichtwellenleiter ausüben soll (US-PS 4 239 332).An optical cable consisting of one is already known optical fiber with a usual primary coating, a secondary coating made of a rubber-like mass with a relatively high coefficient of thermal expansion and a jacket made of two Synthetic resin layers is built up with reinforcing fibers in between and, after the resin has hardened, a radial one To apply pressure to the optical fiber (US Pat. No. 4,239,332).
Ein derartiges Kabel mag für bestimmte Anwendungen vorteilhafte Eigenschaften aufweisen, seine Herstellung ist jedoch sehr aufwendig und sein äußerer Durchmesser ist für bestimmte Anwendungsfa'lle zu groß.Such a cable may have advantageous properties for certain applications, but its manufacture is very expensive and its outside diameter is for certain applications too large.
Fi 4623 sr t, 13.07.81Fi 4623 sr t, 7/13/81
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein optisches Kabel anzugeben, welches einen LWL enthält und welches bei geringstmöglichem Durchmesser eine größtmögliche Zugfestigkeit aufweist.The invention is based on the object of specifying an optical cable which contains an optical fiber and which is as low as possible Diameter has the greatest possible tensile strength.
Diese Aufgabe wird erfindüngsgemäß dadurch gelöst, daß das Sekundärcoating als zugfeste Hülle aus wenigstens 5OO zugfesten Fasern mit einem Faserdurchmesser von maximal I5 /um gebildet wird und daß diese Fasern mittels eines Kunststoffs in Umfangrichtung zusammen gehalten werden.This object is achieved according to the invention in that the secondary coating formed as a tensile sheath from at least 500 tensile fibers with a fiber diameter of at most 15 μm and that these fibers by means of a plastic in the circumferential direction be held together.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen im wesentlichen darin, daß damit der Durchmesser des Kabels fast ausschließlich vom Querschnitt der für die geforderte Zugfestigkeit benötigten Fasern bestimmt wird, während der die Fasern zusammenhaltende Kunststoff im wesentlichen als Kleber dient, der ungewollte Lageänderungen der Fasern verhindert.The advantages that can be achieved with the invention consist essentially in that so that the diameter of the cable almost exclusively depends on the cross section of the required tensile strength required fibers is determined, while the plastic holding the fibers together essentially serves as an adhesive, which prevents unwanted changes in the position of the fibers.
In einer Ausgestaltung sind die Fasern in mehreren Teilbündeln angeordnet, in denen die Einzelfasern miteinander verdrillt sind, Mit dieser Ausgestaltung läßt sich in vielen Fällen die Handhabung .der Fasern vereinfachen.In one embodiment, the fibers are arranged in several sub-bundles in which the individual fibers are twisted together, With this configuration, the handling of the fibers can be simplified in many cases.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung verlaufen die Fasern oder die Teilbündel achsparallel zum LWL. Diese Ausführung wird bevorzugt, wenn mit geringstem Aufwand an Fasern die größtmögliche Zugfestigkeit erzielt werden soll.In a further embodiment of the invention, the fibers or the sub-bundles run axially parallel to the optical fiber. This execution is preferred when the greatest possible tensile strength is to be achieved with the least amount of fibers.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung sind die Fasern oder die Teilbündel um den LWL herum verseilt. Dabei läßt sich durch Verändern der Schlaglänge der Fasern oder der Teilbündel die Elastizität der zugfesten Hülle an die des LWL anpassen.In another embodiment of the invention, the fibers or the partial bundles are stranded around the optical fiber. It can be By changing the lay length of the fibers or the partial bundles, adjust the elasticity of the tensile sheath to that of the fiber optic cable.
In einer weiteren Ausgestaltung werden die Fasern oder die Teilbündel miteinander verflochten. Damit erreicht man eine besonders gute Biegbarkeit und, wiederum durch Verändern derIn a further embodiment, the fibers or the sub-bundles are interwoven. This achieves a special one good bendability and, again, by changing the
pi 4625 >■ c 13.07.81pi 4625 > ■ c 13.07.81
Schlaglänge der Fasern oder der Teilbündel„ einstellbare Elastizitätswerte der zugfesten Hülle.Lay length of the fibers or the partial bundles "adjustable Elasticity values of the tensile shell.
Werden erfindungsgemäß die Fasern oder die Teilbündel in mehreren Lagen unterschiedlicher Verseilrichtung angeordnet, können bei Zugbeanspruchung des Kabels auf den LWL wirkende Torsionskräfte vermindert oder völlig ausgeschaltet -werden.If, according to the invention, the fibers or the sub-bundles are arranged in several layers of different stranding directions, at Torsional forces acting on the fiber optic cable are reduced or completely eliminated.
Werden erfindungsgemäß die Fasern oder die Teilbündel in mehreren Lagen angeordnet und bestehen dabei die Fasern oder die Teilbündel unterschiedlicher Lagen aus unterschiedlichen Werkstoffen, erreicht man eine besonders gute Anpassung des Kabels an weitere Forderungen. Bestehen beispielsweise innere Lagen aus einem aromatischen Polyamid mit besonders hoher Zugfestigkeit und äußere Lagen aus Glasfasern, läßt sich ein sehr zugfestes Kabel mit guter Temperaturbeständigkeit herstellen.If, according to the invention, the fibers or the sub-bundles are arranged in several layers and the fibers or exist the sub-bundles of different layers made of different materials, one achieves a particularly good adaptation of the Kabel to further demands. For example, inner layers are made of an aromatic polyamide with particularly high tensile strength and outer layers of glass fibers, a very high tensile strength cable with good temperature resistance can be produced.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die zugfeste Hülle von einem Mantel umgeben, der aus Kunststoff, einer Kunststoff-Folie oder einem Fasergeflecht besteht. Damit lassen sich zusätzliche Forderungen wie bessere Abriebfestigkeit, Trittfestigkeit, die an das Kabel gestellt werden, erfüllen.In a further embodiment of the invention, the tensile sheath is surrounded by a jacket made of plastic, a plastic film or a fiber braid. This allows additional requirements such as better abrasion resistance, step resistance, that are placed on the cable.
Ausgestaltungen der Erfindung bestehen weiterhin darin, daß die Fasern aus Glas, einem aromatischen Polyamid, Kohlenstoff, Metall und/oder einer Metall-Legierung bestehen. Durch eine Auswahl und gegebenenfalls eine Kombination der angegebenen Werkstoffe für die Fasern läßt sich je nach den an das Kabel gestellten Forderungen das Gewicht,.die Lebensdauer oder auch der Preis des Kabels beeinflussen.Embodiments of the invention also consist in that the fibers are made of glass, an aromatic polyamide, carbon, metal and / or a metal alloy. Through a selection and optionally a combination of the specified materials for the fibers can be used depending on those placed on the cable Demands affect the weight, the service life or the price of the cable.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Kabels nach einem der Ansprüche 5 bis 9 besteht erfindungsgemäß darin, daß der LWL mit seinem Primärcoating durch ein konisch auslaufendes Führungsrohr geführt wird, daß das Geflecht aus Fasern oder TeilbündelnA method of making a cable according to any one of the claims 5 to 9 according to the invention is that the fiber optic with its primary coating through a conically tapering guide tube is performed that the braid of fibers or partial bundles
κι Ί623 Jc G- 13.07.81κι Ί623 Jc G- 07/13/81
auf dem Führungsrohr hergestellt wird, und daß das Geflecht mit dem aus dem konischen Ende des Führungsrohres austretenden LWL vom Führungsrohr abgezogen und mit dem LWL verbunden wird. Damit gelingt es, die beim Flechten zwangsläufig auftretenden Kräfte und Verformungen vom LWL.fernzuhalten und eventuelle Beschädigung des LWL zu vermeiden.is made on the guide tube, and that the braid with the emerging from the conical end of the guide tube LWL is removed from the guide tube and connected to the LWL. This succeeds in eliminating the inevitably occurring during braiding Keep forces and deformations away from the fiber optic cable and possible damage of the fiber optic cable.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigenEmbodiments of the invention are shown in the drawing and are described in more detail below. Show it
Fig. 1 ein LWL-Kabel mit im wesentlichen aus Fasern bestehendemFig. 1 shows a fiber optic cable with consisting essentially of fibers
Sekundäreoating,
Fig. 2 eine Vorrichtung zur Herstellung eines Fasergeflechts auf einem LWL.Secondary coating,
2 shows an apparatus for producing a fiber braid on an optical fiber.
In Fig. 1 ist ein LWL mit 1 und sein bei der Herstellung aufgebrachtes Primärcoating mit 2 bezeichnet. Die zugfeste Hülle, die'das Sekundärcoating bildet,besteht im wesentlichen aus Fasern 3 oder aus Fasern 3a gebildeten Teilbündeln 5, die durch einen Kunststoff 4 in Umfangrichtung zusammengehalten werden. Nur angedeutet werden kann in der Figur die wesentliche Tatsache,daß der Kunststoff 4 nur in solchen Mengen im Sekundärcoating enthalten ist, daß die Fasern 3 oder die Teilbündel 5 in ihrer Position zueinander sicher gehalten werden. Erst dadurch ergeben sich die wesentlichen Vorteile des dargestellten Kabels in Bezug auf geringstmögliches Gewicht, geringstmöglichen Durchmesser und höchstmögliche Zugfestigkeit. Geringes Gewicht und große Zugfestigkeit bei kleinem Durchmesser kann erreicht werden, wenn die Fasern 3 oder 3a aus einem .aromatischen Polyamid, wie es beispielsweise unter dem Handelsnamen Keflar bekannt ist, bestehe.n. Wird auf das Gewicht des Kabels weniger Wert gelegt als auf seinen Preis, können die Fasern 3 oder 3a aus Stahl oder einer Metall-Legierung bestehen. Ein solches Kabel hat, da der thermische Ausdehnungskoeffizient von Stahldrähten etwa demjenigen von Lichtleitfasern entspricht, ein besonders vorteil-In Fig. 1 is a fiber optic cable with 1 and its applied during manufacture Primary coating denoted by 2. The tensile shell, which forms the secondary coating consists essentially of fibers 3 or sub-bundles formed from fibers 3a 5, which by a Plastic 4 are held together in the circumferential direction. Only hinted at can be seen in the figure, the essential fact that the plastic 4 contained in the secondary coating only in such quantities is that the fibers 3 or the partial bundles 5 are held securely in their position relative to one another. Only then result the main advantages of the cable shown in terms of the lowest possible weight, smallest possible diameter and highest possible tensile strength. Light weight and great tensile strength with a small diameter can be achieved if the fibers 3 or 3a are made of an aromatic polyamide, such as is known, for example, under the trade name Keflar, isthe.n. Less emphasis is placed on the weight of the cable than at its price, the fibers 3 or 3a can be made of steel or consist of a metal alloy. Such a cable has, since the coefficient of thermal expansion of steel wires about the same of optical fibers, a particularly advantageous
Fi 4623Fi 4623
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haftes Temperaturverhalten. Treten hohe Temperaturen in der Umgebung des Kabels nur kurzzeitig auf, kann es ausreichen wenn eine äußere Lage von Fasern J> oder Teilbündeln 5 aus Stahldraht oder auch Glasfasern besteht, während die inneren Lagen von Pasern 3 oder Teilbündeln 5 aus einem anderen hochfesten Werkstoff bestehen, an dessen Temperaturfestigkeit dann keine so hohen Ansprüche gestellt werden. Dargestellt ist in Fig. 1 ein zum LWL 1 achsparalleler Verlauf der Fasern 3 oder 'der Teilbündel 5. Sie können aber auch verseilt oder geflochten angeordnet sein. Auf die Auswirkung solcher Anordnungen wurde bereits in der vorangegangenen Beschreibung, eingegangen.adhesive temperature behavior. If high temperatures occur only briefly in the vicinity of the cable, it may be sufficient if an outer layer of fibers J> or partial bundles 5 consists of steel wire or glass fibers, while the inner layers of fibers 3 or partial bundles 5 consist of another high-strength material, No such high demands are made on its temperature resistance. 1 shows a course of the fibers 3 or the sub-bundles 5 axially parallel to the optical waveguide 1, but they can also be arranged in a stranded or braided manner. The effect of such arrangements has already been discussed in the preceding description.
ί ■ i ί ■ i
In Fig. 2 ist eine Vorrichtung zur Hersteilung eines LWL-Kabels mit einer geflochte'nen Anordnung der Fasern 3 oder der Teilbündel 5 schemabisch dargestellt. Der LWL 1 mit seinem Primärcoating 2 wird durch ein Führungsrohr 7 geführt, dessen Ende 8 konisch ausläuft. Das Geflecht aus Fasern 3 oder Teilbündeln 5 wird über (dem Führungsrohr 7 hergestellt und mit dem LWL 1 über das konische Ende 8 des Führungsrohrs 7 abgezogen und, nach dem sich das so hergestellte Geflecht an den LWL 1 angelegt hat, durch den Kunststoff 4 miteinander verbunden. Eine solche Anordnung hat sich als vorteilhaft gezeigt, da bei einer Herstellung des Geflechts direkt auf dem LWL 1 auf diesen unkontrollierbare Zug-, Biegung- und Torsions-Kräfte einwirken.In Fig. 2 is a device for producing a fiber optic cable with a braided arrangement of the fibers 3 or the partial bundles 5 shown schematically. The LWL 1 with its primary coating 2 is guided through a guide tube 7, the end of which 8 runs out conically. The braid of fibers 3 or partial bundles 5 is made via (the guide tube 7 and with the LWL 1 via the conical end 8 of the guide tube 7 is pulled off and, after the braid produced in this way has placed itself on the fiber optic cable 1, connected to one another by the plastic 4. Such an arrangement has been shown to be advantageous because when the braid is produced directly on the fiber-optic cable 1, it is uncontrollable Tensile, bending and torsional forces act.
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