DE69614194T2

DE69614194T2 - Verfahren zur Herstellung einer Schutzmuffe für eine Unterwasserkabelverbindung und Isolierung unter Verwendung eines Schrumpfschlauchs

Info

Publication number: DE69614194T2
Application number: DE69614194T
Authority: DE
Inventors: Michael Allen Faust
Original assignee: AT&T Corp; AT&T IPM Corp
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1995-05-26
Filing date: 1996-05-14
Publication date: 2002-03-21
Anticipated expiration: 2016-05-15
Also published as: MX9601954A; CA2174269A1; US5661842A; DE69614194D1; AU5244396A; CA2174269C; EP0744806B1; AU699143B2; KR960043405A; TW297181B; JPH08327846A; EP0744806A1

Description

TECHNISCHES GEBIET

Diese Erfindung betrifft Fernmeldekabel. Insbesondere betrifft diese Erfindung ein Verfahren, um mit einem Schrumpfschlauch Schutz und Isolierung für unterseeische Kabelverbindungen bereitzustellen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Lichtwellenleiterfasern als informationsübertragende Komponente von Fernmeldekabeln werden heutzutage aufgrund ihrer großen Bandbreitefähigkeiten und geringen Größe weitverbreitet verwendet. Sie sind jedoch mechanisch zerbrechlich und zeigen aufgrund eines Phänomens, das als Mikrokrümmungsverlust bekannt ist, unerwünschten Bruch unter einigen Zugbelastungen und verschlechterte Lichtdurchlässigkeit unter einigen radialen Druckbelastungen. Lichtwellenleiterfasern können während Auslegungs- und Rückholungsarbeiten der Lichtwellenleiterkabel Zugbelastung ausgesetzt sein. Radiale Druckbelastungen werden normalerweise in Folge von hydrostatischem Wasserdruck bei Unterwasseranwendungen auf die Lichtwellenleiterfasern ausgeübt. Radiale Druckbelastungen können auch die Folge von Quetschen und Stoß durch Schleppnetzfischen, Verankern und andere schiffsbezogene Tätigkeiten sein. Lichtwellenleiterfasern sind auch anfällig für eine belastungsbeschleunigte chemische Reaktion zwischen dem in der Lichtwellenleiterfaser verwendeten Glasmaterial und Wasser, bekannt als Spannungskorrosion. Spannungskorrosion ist ein Phänomen, bei dem kleine Mikrorisse in dem Glas in der Größe zunehmen können, was die mechanische und optische Leistung des Lichtwellenleiterkabels nachteilig beeinflussen kann. Optische Verluste in den Fasern aufgrund des Ausbreitens von Wasserstoff in das Innere des Lichtwellenleiterkabels (wo beispielsweise Wasserstoff aus der Korrosion von metallischen Teilen des Kabels erzeugt werden kann) ist eine weitere potentielle Begrenzung der Leistung eines Lichtwellenleiterkabels.
Lichtwellenleiterkabel umfassen häufig eine oder mehrere Lichtwellenleiterfasern sowie nicht optische Elemente, wie Stärkeglieder, die die auf das Kabel im Betrieb ausgeübten Zug- und Druckbelastungen tragen. Einige Lichtwellenleiterkabel können auch elektrisch leitende Elemente, beispielsweise zum Übertragen von Strom zu Stromverstärkern oder für Niedrigstromsignalgebung, einsetzen. Lichtwellenleiterkabel werden normalerweise aus einer Reihe kleinerer Segmente miteinander verbunden, um lange Spannweiten zu formen, die beispielsweise in Übersee- oder anderen Fernanwendungen verwendet werden können. Die Verbindung zwischen den Kabelsegmenten wird häufig durch etwas ausgeführt, das herkömmlicherweise als "Verbindungsbox" bekannt ist. Die Verbindungsbox, die normalerweise aus hochfesten Materialien einschließlich Stahl geformt ist, nimmt die Kabelspleißstellen auf, die einen durchgehenden optischen Weg zwischen den einzelnen Lichtfasern in den Kabelsegmenten zur Verfügung stellen. Zudem sind die Stärkeelemente innerhalb der Kabelsegmeate normalerweise mittels der Verbindungsbox verbunden, um dem Lichtwellenleiterkabel die gewünschte mechanische Durchgängigkeit zu geben.
Um die zerbrechlichen Lichtwellenleiterfasern in der Verbindungsbox vor Umwelteinflüssen (insbesondere dem schädlichen Eindringen von Wasser in das Innere der Verbindungsbox) zu schützen und ausreichende elektrische Isolierung für die stromübertragenden Elemente, die in der Verbindungsbox verbunden sein können, zur Verfügung zu stellen, verwenden einige typische unterseeische Lichtwellenleiterkabel eine haltbare Polymerummantelung (häufig hochdichtes Polyethylen), das in einem "Überform"-Verfahren direkt um die Verbindungsbox geformt ist. Obgleich Überformen im Allgemeinen zufriedenstellende Ergebnisse in einigen Anwendungen zur Verfügung stellt, kann es in anderen Anwendungen nicht kosteneffektiv sein, da die erforderliche Formausrüstung teuer und das Formverfahren relativ langsam ist, wodurch die Verbindungsproduktionsraten eingeschränkt sind.
Zudem wird, um eine angemessene Unversehrtheit der überformten Polymerummantelung sicherzustellen, in der Regel eine Röntgenprüfung durchgeführt, um neben anderen Fehlern Lücken und unvollständige Formfüllung festzustellen, was die Kosten der Ausrüstung zusätzlich erhöht und die Produktionszeit für Verbindungen verlängert.
Der Leser wird auf EP-A1-0 114 244 hinsichtlich eines Verfahrens zum Versiegeln einer Kabelspleißstelle mittels einem wärmeschrumpfbaren Schlauch verwiesen.
Eine Spleißstellenhülle für ein unterseeisches Fernmeldekabel ist bekannt aus dem Review of the Electrical Communication Laboratories (Bericht der Fernmeldelabors), Band 30 (1982), Nr. 4, Tokio (JP), Seite 611-619, XP002011581, Takeda und andere: "Splice Enclosure for Submarine Local Cable using STAC Method" ("Spleißstellenhülle für unterseeische Teilnehmer-Anschlusskabel mittels des STAC Verfahrens"). Bei dieser bekannten Hülle wird ein Rohr aus polyethylenbeschichtetem Aluminiumrohr an jedem Ende an dem Kabel mit einem haftend beschichteten, wärmeschrumpfbaren Schlauch versiegelt, der einen Abschnitt mit einem kleineren Durchmesser, um an dem Kabel zu versiegeln, und einen Abschnitt mit einem größeren Durchmesser, um an dem Rohr zu versiegeln, umfasst, wobei die beiden Abschnitte durch einen stumpfkonisch zulaufenden Abschnitt verbunden sind. Es gibt keinen Hinweis darauf, dass der verjüngte Abschnitt in einem nicht expandierten Zustand ist, noch dass die genaue Anordnung des wärmeschrumpfbaren Schlauches zu dem Rohr wichtig ist.
FR 2 386 922 offenbart ein Leitungsende für ein Hochspannungsstromkabel, das einen Schlauch aus einem wärmeschrumpfbaren Material umfasst, der mit einem Rand vorgesehen ist, der sich im Allgemeinen radial nach außen ausweitet von dem Abschnitt, der in den Teil des Kabels greift, von dem der Isolierschlauch abgezogen wurde. Um diesen Rand für Belastungskontrollzwecke genau anzuordnen, umfasst der wärmeschrumpfbare Isolierschlauch einen Abschnitt mit einem größeren Durchmesser, um in die Kabelisolierung zu greifen, und einen Abschnitt mit einem kleineren Durchmesser, um in den abgezogenen Abschnitt des Kabels zu greifen, die durch einen verjüngten Abschnitt verbunden sind, der an das Ende der Kabelisolierung anstößt, um eine Bezugsposition bereitzustellen. Elektrische Belastungskontrollprobleme sind für Lichtwellenleiterkabel nicht von Bedeutung. Zudem weist FR '922 nicht darauf hin, dass der verjüngte Abschnitt des wärmeschrumpfbaren Isolierschlauchs in einem nicht expandierten Zustand sein sollte.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Entsprechend ist es eine Aufgabe der Erfindung, wesentlichen Schutz und wesentliche Isolierung für unterseeische Kabelverbindungen zur Verfügung zu stellen. Es ist des weiteren Aufgabe der Erfindung, diesen Schutz und diese Isolierung in einer effizienten Weise zur Verfügung zu stellen, ohne teure Form- und Röntgenausrüstung zu verwenden.
Diese und andere Ziele werden gemäß der Erfindung durch ein Verfahren zum Schutz und zur Isolierung einer Verbindungsbox erreicht, wobei die Verbindungsbox an die benachbarten Enden von wenigstens zwei von einer Vielzahl von Kabelsegmenten, welche ein Kabel formen, angeschlossen ist, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
a) Bereitstellen eines herzustellenden Artikels mit drei Hohlelementen, wobei jedes der Elemente aus einem in der Wärme schrumpfbaren Material gebildet ist, wobei das Schrumpfmaterial einen expandierten Zustand und einen nicht expandierten Zustand hat, wobei eines der drei Elemente in seinem nicht expandierten Zustand ist, ein zweites der drei Elemente in seinem expandierten Zustand und ein drittes der drei Elemente in seinem expandierten Zustand ist und die drei Elemente verbunden sind, um eine zusammenhängende Einzeleinheit mit einem kontinuierlichen Durchgang hierdurch zu bilden, und wobei das erste Element zwischen dem zweiten Element und dem dritten Element angeordnet ist;
b) Anordnen des nicht expandierten ersten Elements gegen einen Festlegungsabschnitt der Verbindungsbox, um so Abschnitte der Verbindungsbox und der Kabelsegmente innerhalb des Durchtritts in einer vorbestimmten Stellung freizulegen, so dass das nicht expandierte erste Element und der Festlegungsabschnitt eine unwesentliche relative Bewegung aufweisen, wenn der Artikel gemäß dem Erwärmungsschritt c) erhitzt wird; und
c) Erhitzen des Artikels, so dass das zweite und dritte Element schrumpfen, um im Wesentlichen ihren nicht expandierten Zustand zu erreichen, um dadurch zu bewirken, dass die zweiten und dritten Elemente an den vorbestimmten Abschnitten der Verbindungsbox und den Kabelsegmenten in einer im Wesentlichen abdichtenden Art und Weise angeordnet sind.
Vorteilhafterweise ermöglicht das oben beschriebene Verfahren den Einbau der Schutzummantelung, da die unwesentliche relative Bewegung zwischen dem nicht expandierten Element und dem Festlegungsabschnitt der Verbindungsbox das Halten einer richtigen Ausrichtung der Schutzummantelung und der Verbindungsbox ermöglicht, selbst wenn die expandierten Elemente der Schutzummantelung schrumpfen und sich während des Erwärmungsschrittes relativ zu der Verbindungsbox und den Kabelsegmenten bewegen.
In einem Veranschaulichungsbeispiel der Erfindung ist die Schutzummantelung aus wärmeschrumpfbaren Polyolefinschläuchen geformt, die als ein expandierter erster im Wesenlichen zylindrischer Abschnitt, als ein expandierter zweiter im Wesentlichen zylindrischer Abschnitt, der einen relativ kleineren Durchmesser als der erste Abschnitt hat, und als ein nicht expandierter konischer Übergangsabschnitt, der den ersten und den zweiten Abschnitt verbindet, angeordnet sind. Der nicht expandierte konische Übergangsabschitt wirkt, um den schüttenden Artikel gegen eine ähnlich geformte Abschlussbuchse der Verbindungsbox festzulegen. Ein Klebemittel wird auf Abschnitte der Innenflächen der Schutzummantelung aufgetragen. Nach Reinigen und Erhitzen der Kabelsegmente, um die Haftung des Klebemittels zu verbessern, wird die Schutzummantelung angeordnet und erhitzt, um das Schrumpfen der zylindrischen Abschnitte zu bewirken, so dass sie um vorbestimmte Abschnitte der Verbindungsbox in einer im Wesentlichen abdichtenden Art und Weise angeordnet sind. Die Durchmesser der zylindrischen Abschnitte des Artikels in dem nicht expandierten Zustand werden derart ausgewählt, dass eine nominale Ringspannung in diesen Abschnitten während des Erhitzens erzeugt wird, um so Lufteinschluss und Lücken in dem Klebemittel zu minimieren. Zwei Schutzummantelungen werden überlappt, um die Durchschlagfestigkeit der Ummantelungen zu maximieren und die Weglänge für Wassereintritt in die Verbindung zu erhöhen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 ist eine Seitenansicht von einer veranschaulichenden Verbindungsbox und Kabelsegmenten, die zur Veranschaulichung der Grundlagen der Erfindung nützlich ist.
Fig. 2 zeigt die in Fig. 1 gezeigten veranschaulichenden Verbindungsbox und Kabelsegmente und stellt zudem eine Querschnittsansicht der Schutzummantelungen gemäß der Erfindung zur Verfügung.
Fig. 3 zeigt ein Veranschaulichungsbeispiel einer Schutzummantelung in einer ursprünglich geformten Form gemäß der Erfindung.
Fig. 4 zeigt ein Veranschaulichungsbeispiel einer Schutzummantelung in einer expandierten Form gemäß der Erfindung.
Fig. 5 und 6 zeigen Seitenansichten von Schutzummantelungen, um Aspekte der Erfindung zu veranschaulichen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

In dem folgenden Abschnitt wird die Erfindung hinsichtlich spezifischer Auführungsformen beschrieben, wie Gesamtgröße, Geometrie, Abmessungen und Materialien, die verwendet werden, um die Verbindungsbox, die Fernmeldekabelsegmente verbindet, zu schützen und zu isolieren, was innerhalb des Umfanges der Erfindung fällt. Jedoch ist die Erfindung nicht auf die spezifischen Abmessungen oder Materialien, die in der folgenden Beschreibung verwendet werden, beschränkt, noch ist sie auf Kabelanwendungen allein beschränkt. Wie sich aus der nachfolgenden Erörterung ergibt, ist die unten beschriebene Erfindung in jeder Anwendung nützlich, wo kosteneffektiver Schutz und/oder kosteneffektive Isolierung für ein Gerät oder einen Artikel erwünscht sind.
Fig. 1 ist eine Seitenansicht von einer Verbindungsbox 10 und Kabelsegmenten 15 und 19, welche nützlich ist, um die Grundsätze der Erfindung zu veranschaulichen. Mit Bezug nun auf Fig. 2 wird dort eine Seitenansicht von der veranschaulichenden Verbindungsbox 10 und Kabelsegmenten 15 und 19, die in Fig. 1 dargestellt sind, gezeigt, und des weiteren wird eine Querschnittseitenansicht der Schutzummantelungen 20 und 25 dargestellt, welche die Grundsätze der Erfindung einschließen. Es wird darauf hingewiesen, dass die Verbindungsbox und Kabelsegmente, die in den Figuren dargestellt und unten beschrieben sind, nur zur Veranschaulichung dienen. Es wird erwartet, dass die Grundsätze der Erfindung ohne weiteres auf viele Verbindungsbox- und Kabelausführungen angewendet werden können, einschließlich Kabel, die sowohl in Land- als auch in unterseeischen Anwendungen verwendet werden.
Verbindungsbox 10 ist an Kabelsegmente 15 und 19 angeschlossen. Kabelsegmente 15 und 19 sind normalerweise durch Verbindungsboxen, wie Verbindungsbox 10, verbunden, um größere Kabel oder Systeme zu formen, die beispielsweise als Teil eines größeren Kommunikationssystemes, wie ein Fernunterwasserkommunkationssystem, eingesetzt werden können. Die folgenden. Informationen hinsichtlich der Architektur von Kabelsegmenten 15 und 19 werden lediglich zu Veranschaulichungszwecken zur Verfügung gestellt. Es wird betont, dass die Erfindung für viele Kabelausführungen anwendbar ist, jedoch sind die bestimmten Details der Kabelkonstruktion nicht erforderlich, um die Ausübung der Erfindung zu ermöglichen. Kabelsegmente 15 und 19 schließen normalerweise Lichtwellenleiterfasern ein, die beispielsweise in einem Kabelkern angeordnet sein können. Um den Kabelkern sind in Einer ringförmigen Weise Metallstärkeglieder angeordnet. Eine ringförmige Außenisolierumhüllung ist dann an den Stärkegliedern angeordnet, um das Kabelsegment zu vervollständigen. Kabelsegmente 15 und 19 können auch Stromübertragungselemente, wie Kupferumhüllungen umfassen, die zwischen den Stärkegliedern und der Außenisolierumhüllung angeordnet sind. In diesem Veranschaulichungsbeispiel ist die Außenisolierumhüllung aus Polyethylen, beispielsweise hochdichtes Polyethylen, geformt. Fachleute werden verstehen, dass Stärkeglieder normalerweise verwendet werden, um Zug- und Druckbelastungen, die auf Kabelsegmente 15 und 19 ausgeübt werden, zu tragen. Verbindungsbox 10 beinhaltet in diesem Veranschaulichungsbeispiel ein im Wesentlichen zylindrisches Metallgehäuse 27, das an Abschlussbuchsen 30 und 35 angeschlossen ist.
Abschlussbuchsen 30 und 35 werden verwendet, um Kabelsegmente 15 und 19 jeweils mechanisch an Verbindungsbox 10 anzuschließen. Abschlussbuchsen 30 und 35 sind in diesem Veranschaulichungsbeispiel Metallelemente, die mittels herkömmlicher Befestigungsmittel an die Metallstärkeglieder von Kabelsegmenten 15 und 19 mechanisch befestigt sind. Es wird darauf hingewiesen, dass der gesamte Durchmesser des Kabelsegmentes einschließlich der Außenisolierummantelung in die Abschlussbuchse hineingehen kann, wie in Fig. 1 und 2 veranschaulicht, oder etwas der ringförmigen Isolierumhüllung kann entlang eines Abschnittes der benachbarten Enden der Kabelsegmente abgestreift sein, um so die darunterliegenden Stärkeglieder oder die Umhüllung freizulegen. Abschlussbuchsen 30 und 35 sind über Zwischenverbindungsmittel (nicht dargestellt) verbunden, beispielsweise mittels eines Gewindeanschlusses, so dass mechanische Belastungen von Kabelsegment 15 auf Kabelsegment 19 und umgekehrt übertragen werden können, so dass die mechanische Durchgängigkeit dem größeren Fernmeldekabel, das durch das Verbinden der Kabelsegmente geformt ist, zur Verfügung gestellt wird. Abschlussbuchsen 30 und 35 sind in diesem Veranschaulichungsbeispiel als ein Kegelstumpf geformt (d. h. sie haben eine im Wesentlichen konische Form, in welcher der Abschnitt des Kegels über einer Ebene, die parallel zu dem unteren Teil des Kegels ist, entfernt ist), wie in Fig. 1 und 2 dargestellt. Jedoch wird betont, dass die Auswahl dieser bestimmten Form für Abschlussbuchsen 30 und 35 nur zur Veranschaulichung dient, da die Erfindung beabsichtigt, andere Abschlussbuchsenformen zu umfassen. Das große Ende des Kegels stößt an das Ende von zylindrischem Gehäuse 27, und das kleinere Ende des Kegels umfasst eine Öffnung, um den Durchgang der Kabelsegmente in den Innenraum von Verbindungsbox 10 zu erlauben. Bei einigen Verbindungsboxausführungen können die Abschlussbuchsen an das Gehäuse mittels beispielsweise herkömmlicher Befestigungsmittel befestigt werden, so dass das Gehäuse auch ein belastungstragendes Glied der Kabelverbindung ist.
Gehäuse 27 wird verwendet, um einen Innenraum in Verbindungsbox 10 zu schaffen, welcher die oben genannten Zwischenverbindungsmittel enthält. Verbindungsbox 10 enthält auch einen Behälter, um die einzelnen Spleißstellen (nicht dargestellt) zu enthalten, die normalerweise verwendet werden, um einen durchgehenden Lichtweg zwischen den einzelnen Lichtwellenleiterfasern, die in Kabelsegmenten 15 und 19 enthalten sind, bereitzustellen. Bei einigen Verbindungsboxen können die Zwischenverbindungsmittel und der Behälter einstückig geformt sein. Es wird darauf hingewiesen, dass der Innenraum von Verbindungsbox 10 und der Inhalt darin keinen besonderen Bezug auf die vorliegende Erfindung haben, daher werden keine weiteren Einzelheiten zu dem Raum und dem Inhalt hierin zur Verfügung gestellt.
Um Verbindungsbox 10 und Kabelsegmente 15 und 19 herum sind in ringförmiger Art und Weise herzustellende Artikel in der Form von Schutzummantelungen 20 und 25, wie in Fig. 2 dargestellt, angeordnet. Schutzummantelungen 20 und 25 werden den Grundsätzen der Erfindung entsprechend verwendet, um der Kabelverbindung sowohl mechanischen Schutz gegen Umwelteinflüsse (wie Wassereindringen in das Innere von Verbindungsbox 10) als auch elektrische Isolierung für jegliche stromübertragenden Elemente, die innerhalb von Verbindungsbox 10 verbunden sein können, zur Verfügung zu stellen. Wie oben genannt, wurde die Funktionalität vordem mittels komplizierter und teurer Polyethylenüberformungen vorgesehen. Eine einzige Schutzummantelungsschicht wird um die äußeren Bereiche der benachbarten Enden von Kabelsegmenten 15 und 19 und um die Außenflächen der konischen Abschlussbuchsen 30 und 35 verwendet. Zwei Schichten werden an Gehäuse 27 durch die Verwendung von überlappenden Schutzummantelungen zur Verfügung gestellt. Vorteilhafterweise maximiert der Gebrauch von überlappenden Schutzummantelungen die Durchschlagfestigkeit der Isolierung, die durch die Schutzummantelungen zur Verfügung gestellt wird, und maximiert zudem die Weglänge, die Wasser zurücklegen muss, um Verbindungsbox 10 zu erreichen.
Schutzummantelungen 20 und 25 werden aus geformten wärmeschrumpfbaren Schläuchen geformt. Obgleich in diesem Veranschaulichungsbeispiel Schläuche mit im Wesentlichen runden Querschnitten verwendet werden, wird betont, dass beabsichtigt ist, dass auch andere Querschnitte, beispielsweise rechteckige Querschnitte, in den Umfang der Erfindung fallen sollen. Wärmeschrumpfbare Materialien sind bekannt und umfassen zum Beispiel Polyolefin-Polymermaterialien. In einigen Anwendungen der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass Schutzummantelungen 20 und 25 identisch konfiguriert sind, um die Anzahl von verschiedenen Teilen, die erforderlich sind, um Schutz und Isolierung für die Verbindung zur Verfügung zu stellen, zu reduzieren. Wie in Fig. 2-4 dargestellt, umfasst jede Schutzummantelung einen ersten im Wesentlichen zylindrischen Abschnitt 21; einen zweiten im Wesentlichen zylindrischen Abschnitt 23, der einen relativ kleineren Durchmesser als der erste Abschnitt hat; und einen konischen Übergangsabschnitt 22, der den ersten und den zweiten Abschnitt verbindet. Das bevorzugte Material für Schutzummantelungen 20 und 25 ist ein halb-steifes Polyolefinmaterial, das von Raychem Corporation bezogen werden kann. Zwar werden auch andere bekannte wärmeschrumpfbare Polymere in einigen Anwendungen der Erfindung als nützlich erachtet, doch werden diese Materialien etwas weniger bevorzugt. In diesem Veranschaulichungsbeispiel wird ein Polyamid-Klebemittel auf die Innenfläche (d. h. auf die konkave Seite) der zylindrischen Abschnitte von Schutzummantelungen 20 und 25 aufgetragen. Ein bevorzugtes Klebemittel wird unter der Bezeichnung "S-1017" von Raychem Corporation geliefert. In einigen Anwendungen kann es auch wünschenswert sein, das Klebemittel auf die Innenfläche der konischen Übergangsabschnitte von Schutzummantelungen 20 und 25 aufzutragen. Dieses Klebemittel ist in Fig. 2 und 4 gezeigt und durch Bezugsnummer 75 dargestellt. Es wird darauf hingewiesen, dass obgleich der Gebrauch von Klebemittel im Allgemeinen bevorzugt wird, es wünschenswert sein kann, das Klebemittel in einigen Anwendungen der Erfindung wegzulassen, insbesondere in denjenigen, in welchen die Umgebungsbedingungen weniger rauh sind, wie beispielsweise in Flachwasserbedingungen oder wenn erwartet wird, dass die Kabel nur für eine relativ kurze Zeit im Einsatz sind. In Fig. 2 ist Klebemittel 75 als eine durchgehende Schicht ausgeführt. In Fig. 4 ist eine alternative Klebemittelausführungsform dargestellt, bei der es in einer spiralförmigen Raupe aufgetragen ist. Es sollte beachtet werden, dass sich die Klebemittelraupe während der Anwendung von Hitze in dem Wärmeschrumpfverfahren (unten beschrieben) ausbreiten kann, so dass eine durchgehende Klebemittelschicht geformt wird. Es wird darauf hingewiesen, dass jedes Klebemittelauftragungsmuster in den Umfang der Erfindung, wie durch die beigefügten Patentansprüche definiert, fallen soll.
Fachleute für wärmeschrumpfbare Schläuche werden verstehen, dass Schutzummantelungen 20 und 25 zuerst zu einer vorbestimmten geformten (d. h. nicht expanierten) Form geformt werden und dann auf eine vorbestimmte expandierte Form expandiert werden, wo verschiedene Abmessungen der Schutzummantelungen (insbesondere die Durchmesser der ersten und zweiten zylindrischen Abschnitte 21 und 23, wie oben definiert) vergrößert werden, um ihren Einbau über die Verbindungsbox und die Lichtwellenleiterkabelsegmente zu ermöglichen. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "geformte Form" auf die Form der Schutzummantelungen, wie geformt. Der Ausdruck "expandierte Form" bezieht sich auf die Form der Schutzummantelungen nach dem zuvor genannten Expansionsschritt. Fig. 3 zeigt Schutzummantelungen 20 und 25 in der geformten Form. Fig. 4 zeigt Schutzummantelungen 20 und 25 in der expandierten Form. Wenn über Verbindungsbox 10 angeordnet, bewirkt die Anwendung von Hitze auf Schutzummantelungen 20 und 25, dass diese schrumpfen, so dass sie im Wesentlichen in ihre ursprüngliche geformte Form zurückkehren.
In diesem Veranschaulichungsbeispiel werden die Abmessungen des ersten und des zweiten zylindrischen Abschnitts der Schutzummantelungen in der geformten Form so ausgewählt, dass sie im Vergleich zu den entsprechenden Außendurchmessern von Gehäuse 27 und Kabelsegmenten 15 und 19 leicht unterbemessen sind. Diese leichte Unterbemessung schafft eine nominale Ringspannung in den zylindrischen Abschnitten der Schutzummantelungen, die vorteilhafterweise ausreichend ist, um Lufteinschluss und Lücken in Klebemittel 75 zu minimieren, wenn Schutzummantelungen 20 und 25 in der Größen schrumpfen, wenn Hitze angewandt wird. Es wird darauf hingewiesen, dass dieser Vorteil nicht erhalten werden könnte, wenn herkömmliche nicht wärmeschrumpfbare Materialien verwendet werden, wie die geformten Kunststoffe, die normalerweise verwendet werden, um Kabelverbindungsboxen zu schützen und zu isolieren.
Erneut mit Bezug auf Fig. 3 und 4 zeigen diese Figuren, dass zylindrische Abschnitte 21 und 23 von Schutzummantelungen 20 und 25 in der geformten Form im Durchmesser expandiert sind, wenn beispielsweise ein konventioneller Dorn oder ein anderes Expansionswerkzeug verwendet wird, um die expandierte Form zu erhalten. Jedoch behält der konische Übergangsabschnitt 22 von Schutzummantelungen 20 und 25 in diesem Veranschaulichungsbeispiel im Wesentlichen konstante Länge und Wandwinkel sowohl in ihrer geformten als auch expandierten Form. Die Länge des konischen Übergangsabschnittes von Schutzummantelungen 20 und 25 ist durch Abmessung "1" und der Wandwinkel ist durch Winkel "α" in den Figuren bezeichnet. Dieses Ergebnis wird erreicht, da entsprechend den Grundsätzen der Erfindung nur zylindrische Abschnitte 21 und 23 von Schutzummantelungen 20 und 25 expandiert werden, wohingegen der konische Übergangsabschnitt 22 beabsichtigterweise nicht expandiert belassen wird. Dieses Schema ermöglicht es, dass die Länge 1 und der Wandwinkel α im Wesentlichen konstant gehalten wird, wenn die Schutzummantelungen in ihre ursprüngliche geformte Form zurück schrumpfen, wenn Hitze angewandt wird. Fig. 3 und 4 veranschaulichen des weiteren, dass die Gesamtlänge der expandierten Schutzummantelungen 20 und 25 im Vergleich zu der geformten Form kürzer ist. Fachleute werden daher erkennen, dass während der Anwendung von Hitze Schutzummantelungen 20 und 25 in der Länge (in Achsenrichtung) expandieren werden, wenn zylindrische Abschnitte 21 und. 23 im Durchmesser schrumpfen.
Das Halten einer im Wesentlichen konstanten Länge I und konstanten Wandwinkels α während des Schrumpfverfahrens ermöglicht es vorteilhafterweise, dass der konische Übergangsabschnitt von Schutzummantelungen 20 und 25 genau zu Verbindungsbox 10 festgelegt werden kann. Spezifischerweise wird Wandwinkel α so ausgewählt, dass er im Wesentlichen zu dem entsprechenden Winkel von Abschlussbuchsen 30 und 35 passt. Da Länge 1 und Wandwinkel α während des Wärmeschrumpverfahrens im Wesentlichen konstant gehalten werden, gibt es nur eine unwesentliche relative Bewegung zwischen jeweils konischem Übergangsabschnitt 22 von Schutzummantelungen 20 und 25 und Abschlussbuchsen 30 und 35, selbst wenn zylindrische Abschnitte 21 und 23 in Achsenrichtung nach außen expandieren, wenn ihre Durchmesser schrumpfen. Diese genaue Anordnung des konischen Übergangsabschnittes 22 ermöglicht es des weiteren, dass die zylindrischen Abschnitte von Schutzummantelungen 20 und 25 genau zu Verbindungsbox 10 festgelegt werden, was vorteilhafterweise den Einbau der Schutzummantelungen ermöglicht. Durch dieses Genaufestlegungsmerkmal wird des weiteren sichergestellt, dass Schutzummantellungen 20 und 25 während des Einbaus richtig ausgerichtet und überlappt sind, um ihr Schutz- und Isolierungsfunktionen entsprechend ihrer beabsichtigten Ausführung zu maximieren. Obgleich anerkannt wird, dass während der Expansion etwas Veränderung in Länge 1 und Wandwinkel α vermutlich auftreten wird, ist beabsichtigt, dass diese Veränderung unwesentlich ist, so dass das oben erörterte Festlegungsmerkmal realisiert werden kann. Insbesondere kann, wie in Fig. 5 dargestellt, Länge 1 sich leicht verringern zu Länge 1', um den Zuwachs im Durchmesser des zweiten zylindrischen Abschnittes 23 von Schutzummantelungen 20 und 25 während des zuvor genannten Expansionsschrittes zu fassen. In Fig. 5 wird die geformte Form durch die durchgehende Linie und die expandierte Form durch die gestrichelte Linie dargestellt. Alternativ, wie in Fig. 6 dargestellt, kann Wandwinkel α sich leicht zu α' vergrößern. Es wird auch anerkannt, dass es in manchen Anwendungen der Erfindung wünschenswert sein kann, sowohl Länge 1 als auch α in unwesentlichen Mengen zu variieren, um den Durchmesserzuwachs des zuvor genannten zylindrischen Abschnittes von Schutzummantelungen 20 und 25 zu fassen.
Eine Beschreibung des bevorzugten Verfahrens des Einbaus von Schutzummantelungen 20 und 25 wird nun zur Verfügung gestellt. Das Verfahren beginnt mit dem Aufstecken von Schutzummantelungen 20 und 25 jeweils auf Kabelsegmente 15 und 19. Kabelsegmente 15 und 19 werden dann mit Abschlussbuchsen 30 und 35 verbunden, Spleißen der Lichtwellenleiterfasern wird durchgeführt usw., so dass die Verbindungsbox komplett und bereit ist, Isolierung und Schutz auf zunehmen. Kabelsegmente 15 und 19 werden dann vorbereitet, indem die Oberfläche der benachbarten Enden der Segmente angerauht wird. Dieses Oberflächenanrauhen kann beispielsweise durchgeführt werden, indem eine Länge von Sandpapier über die benachbarten Enden der Kabelsegmente hin- und herbewegt wird, so dass ein Satz von kleinen Umfangs- (jedoch nicht Achsen-)rillen in der Außenisolierummantelung geschaffen wird. Der Gebrauch von Aluminiumoxid-Sandpapier mit 150 Körnung bietet zufriedenstellende Ergebnisse in dem Oberflächenanrauhungsschritt. Als nächstes wird die gesamte Oberfläche der benachbarten Enden von Kabelsegmenten 15 und 19 sowie Verbindungsbox 10 sorgfältig mit einem Reinigungsmittel gereinigt, um unerwünschte Fremdsubstanzen zu entfernen. Isopropylalkohol ist ein Beispiel für ein geeignetes Reinigungsmittel. Geht die ringförmige Isolierummantelung nicht, wie oben erörtert, in Abschlussbuchsen 30 und 35 hinein, wird vorzugsweise ein Band, dass oben genanntes S-1017 Klebemittel umfasst, um die offenen Stärkeglieder oder Kupferumhüllung gewickelt, bis der Außendurchmesser der Kabelsegmente erreicht wird. Das benachbarte Ende von Kabelsegment 19 wird dann flammenbehandelt, beispielsweise mit einem Propanbrenner. Es hat sich erwiesen, dass diese Flammenbehandlung vorteilhafterweise die Haftung von Klebeschicht 75 verbessert. Gehäuse 27 wird zur Verbesserung der Haftung ebenfalls erwärmt, beispielsweise mittels eines Brenners oder mit einem Widerstandsheizmittel, wie eine Heizmatte, ein Heizband oder ein Bandheizer.
Schutzummantelung 20 wird dann mittels des oben genannten Festlegungsmerkmal über Verbindungsbox 10 und Kabelsegment 10 angeordnet. Hitze wird angewandt mittels beispielsweise eines Brenners, zuerst von dem konischen Übergangsabschnitt 22 und dann zu den zylindrischen Abschnitten 21 und 23 von Schutzummantelung 20, so dass die zylindrischen Abschnitte schrumpfen, beginnend an den Enden des konischen Übergangsabschnittes und dann in beiden Achsenrichtungen fortlaufend nach außen. Ein solches Hitzeverfahren hilft dabei, Lufteinschluss und Lücken in Klebeschicht 75 zu minimieren. Nach dem Wärmeschrumpfen wird Schutzummantelung 20 mit Sandpapier angerauht, um eine Reihe von Umfangsrillen zu schaffen, und sorgfältig mit einem Reinigungsmittel, wie Isopropylalkohol, gereinigt, Das benachbarte Ende von Kabelsegment 15 wird in ähnlicher Weise, wie oben beschrieben, flammenbehandelt. Verbindungsbox 10 und die zuvor eingebaute Schutzummantelung 20 werden ebenfalls erhitzt. Schutzummantelung 25 wird dann über Verbindungsbox 10 und Kabelsegment 15 in einer ähnlichen Weise wie Schutzummantelung 20 angeordnet und gesetzt. Hitze wird in ähnlicher Weise, wie oben beschrieben, auf Schutzummantelung 25 angewandt, so dass die zylindrischen Abschnitte, angefangen an den Enden des konischen Übergangsabschnittes und dann fortlaufend in beiden Achsenrichtungen, nach außen schrumpfen.
Es versteht sich, dass die bestimmten Techniken, die oben beschrieben sind, nur eine Veranschaulichung der Grundsätze der vorliegenden Erfindung sind und dass verschiedene Abänderungen durch Fachleute durchgeführt werden können, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, welche nur durch die nachfolgenden Ansprüche begrenzt ist.

Claims

1. Ein Verfahren zum Schutz und zur Isolierung einer Verbindungsbox, wobei die Verbindungsbox an zwei benachbarte Enden von wenigstens zwei von einer Vielzahl von Kabelsegmenten welche ein Kabel formen angeschlossen ist, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:

a) Bereitstellen eines herzustellenden Artikels mit drei Hohlelementen, wobei jedes der Elemente aus einem in der wärmeschrumpfbaren Material gebildet ist, wobei das Schrumpfmaterial einen expandierten Zustand und einen nicht expandierten Zustand aufweist, worin eines der drei Elemente in seinem nicht expandierten Zustand ist, ein zweites der drei Elemente in seinem expandierten Zustand und ein drittes der drei Elemente in seinem expandierten Zustand ist und die drei Elemente verbunden sind, um eine zusammenhängende Einzeleinheit mit einem kontinuierlichen Durchgang hierdurch zu bilden, und wobei das erste Element zwischen dem zweiten Element und dem dritten Element angeordnet ist;

b) Anordnen des nicht expandierten ersten Elements gegen einen Festlegungsabschnitt der Verbindungsbox, um so Abschnitte der Verbindungsbox und der Kabelsegmente innerhalb des Durchtritts in einer vorbestimmten Stellung festzulegen, so daß das nicht expandierte erste Element und der Festlegungsabschnitt eine unwesentliche relative Bewegung aufweisen, wenn der Artikel gemäß dem Erwärmungsschritt c) erhitzt wird;

c) Erhitzen des Artikels, so daß das zweite und dritte Element schrumpfen, um im Wesentlichen ihren nicht expandier ten Zustand zu erreichen, um dadurch zu bewirken, daß die zweiten und dritten Elemente an den vorbestimmten Abschnitten der Verbindungsbox und den Kabelsegmenten in einer im Wesentlichen abdichtenden Art und Weise angeordnet sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, umfassend vor dem Schritt b) die Schritte: Anrauhen eines Abschnittes der Oberfläche von jedem der benachbarten Enden;

Reinigen der angerauhten Abschnitte und offenen Oberflächen der Verbindungsbox, um unerwünschte Substanzen von den angerauhten Abschnitten und den offenen Oberflächen zu entfernen;

Anwenden von Hitze an die benachbarten Enden und der Verbindungsbox, um die Anhaftung eines ersten Klebemittels zu unterstützen;

Gebrauchen des herzustellenden Artikels um einen Abschnitt der offenen Oberflächen und der angerauhten Abschnitte auf einem der Vielzahl der Kabelabschnitte abzudecken, wobei der Artikel ein erstes Klebemittel aufweist, aufgetragen auf die Oberflächen des ersten Elementes, das die offenen Oberflächen und angerauhten Abschnitte kontaktiert;

Anwenden von Hitze auf den Artikel, um so den Artikel über die offenen Oberflächen und die angerauhten Abschnitte in einer im Wesentlichen abdichtenden Art und Weise zu schrumpfen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, worin diejenigen Elemente die von den Elementen ausgewählten röhrenförmig sind oder einen rechteckigen Querschnitt aufweisen.

4. Verfahren nach Anspruch 1, worin diejenigen Elemente die von den Elementen ausgewählten sind aus einem Polymer gebildet sind, zum Beispiel einem halb-steifen Polyolefin-Polymer.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die ausgewählten Oberflächen des Artikels mit einem Klebemittel beschichtet sind, zum Beispiel einem Polyamid-Klebemittel.

6. Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin beinhaltend einen Schritt d) umfassend: Anordnen eines nicht expandierten ersten Elements auf einem zweiten herzustellenden Artikel, welcher in Übereinstimmung mit dem Schritt a) gegen einen positionierenden Abschnitt der Verbindungsbox bereitgestellt ist, um so Abschnitte der Verbindungsbox und den Kabelabschnitten innerhalb des Durchgangs in einer vorbestimmten Lage festzulegen, so daß das erste nicht expandierte Element des zweiten Artikels und der festlegende Abschnitt eine unwesentliche relative Bewegung zueinander aufweisen, wenn der Artikel nachfolgend erhitzt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, weiterhin einschließend einen Schritt e) umfassend: Erhitzen des zweiten Artikels, so daß das zweite Element des zweiten Artikels schrumpft, um im Wesentlichen seine nicht expandierten Zustand zu erreichen, um somit zu bewirken, daß das zweite Element des zweiten Artikels über vorbestimmten Abschnitten des ersten Artikels und der Verbindungsbox sowie den Kabelsegmenten in einer im Wesentlichen abdichtenden Art und Weise angeordnet ist.