Gegenstand der Erfindung sind faseroptische Kabel, insbesondere Kabel,
deren Struktur und Form derart sind, dass ihr Quetschwiderstand insbesondere im
Vergleich zu den herkömmlich konzipierten Kabeln mit kreisrundem Querschnitt
sehr deutlich verbessert ist.
Die faseroptischen Kabel sind wohl bekannt und haben sich seit einigen
Jahren aufgrund der beträchtlichen Übertragungsmöglichkeiten der
optischen Fasern sehr geringer Größe insbesondere im Bereich der Telekommunikationen
rasch fortentwickelt. Diese Fasern müssen dennoch mechanisch durch die Kabelstruktur
geschützt werden gegen die Beanspruchungen, die mit den radialen, das Kabel
beaufschlagenden Kräften verbunden sind, beispielsweise Quetschen, Stöße
usw. Aus diesem Grund wurden diese Fasern enthaltende Kabelstrukturen entwickelt,
um sie mechanisch je nach der Umgebung, in der sie sich befinden, zu schützen.
Die bekannten faseroptischen Kabel haben verschiedene Strukturen.
Insbesondere aus der WO 92/01962 ist ein
faseroptisches Kabel bekannt, dessen Fasern in einem zentralen Hohlraum angeordnet
sind und dessen Hülle außen mit Rippen versehen ist, die als Antiverschleißflächen
dienen. Es ist ebenfalls eine Art Kabel mit Rohren mit einer zentralen Verstärkung
bekannt, die mit einer Vielzahl von schraubenförmig oder pseudoschraubenförmig
gewickelten Rohren umgeben ist, die ein Bündel optischer Fasern enthält,
die sich in dem Rohr bewegen können. Diese Bewegungsfähigkeit der Fasern
in dem Rohr gleicht die Längenveränderungen des Kabels aufgrund der thermischen
Belastungen oder der Zugkräfte aus. Diese Struktur hat jedoch einen zu großen
Platzbedarf im Vergleich zu dem tatsächlichen Platzbedarf der bekannten Fasern
und ist beispielsweise an Verteilungskabel in einem Stadtnetzwerk schlecht angepasst,
wo ein maximales Fasernanzahl/Kabeldurchmesser-Verhältnis angestrebt wird.
Man bevorzugt daher die Verwendung von Kabeln mit einem geringen Ausdehnungskoeffizienten,
bei denen die Fasern beispielsweise in Form von Bündeln (runde Mikromodule
oder flache Streifen) angeordnet sind, welche Bündel praktisch spielfrei in
dem inneren zylindrischen Hohlraum des Kabels angeordnet sind.
Dadurch kann ein gutes Fasernanzahl/Kabelaußendurchmesser-Verhältnis
erzielt werden. Der Querschnitt der Kabel ist kreisrund und kann eventuell metallische
oder nichtmetallische Verstärkungen in seiner Hülle integrieren, deren
Anzahl zwei sein kann und die über zwei diametral entgegengesetzte Mantellinien
ausgebildet sind. Das sehr eingeschränkte radiale Spiel, das zwischen den Fasern
und dem inneren Hohlraum des Kabels verbleibt, bewirkt, dass bei Beaufschlagung
mit Quetschkräften oder Stößen die induzierte Verformung des inneren,
die Fasern enthaltenden Hohlraums erhebliche Druckbeanspruchungen auf diese ausübt,
was zu zusätzlichen Schwächungen oder gar Brüchen führt.
Die Hülle muss daher verstärkt werden, um ihre Verformung
bei der Beaufschlagung mit den vorgenannten Kräften maximal zu begrenzen.
Die zur Reduzierung dieser Verformungen angewandten Lösungen
wie Verwendung von metallischen Bewehrungen, Stoffen mit einem starken Elastizitätsmodul,
Wandverdickungen usw. weisen jedoch Nachteile auf.
Die Anmelderin hat sich somit um eine Lösung für dieses
Problem bemüht, damit ein faseroptisches Kabel, in welcher Umgebung es sich
auch befinden mag, einen erhöhten Widerstand gegenüber den Beanspruchungen,
denen es ausgesetzt werden könnte, aufweist, und sich als besonders widerstandsfähig
gegenüber punktuellen Stößen oder Quetschungen, denen es insbesondere
bei den Verlegearbeiten ausgesetzt werden könnte, erweist.
Ein Hauptgegenstand der vorliegenden Erfindung besteht somit in einem
faseroptischen Kabel mit Quetschwiderstand, eine Vielzahl im Innern einer Hülle
befindlicher optischer Fasern umfassend, bei dem die Außenseite der Hülle
vier aus ihrer Masse geformte Wülste aufweist, die über die gesamte Länge
des Kabels ausgebildet sind und längs der Mantellinien des Kabels vier diametral
entgegengesetzte Rippen bilden, die über die Tangente an dem kreisrunden Teil
der Hülle hinausragen, und von denen zwei diametral entgegengesetzte Wülste
metallische oder nichtmetallische Verstärkungen umschließen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der nachfolgenden
Beschreibung eines nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels in Verbindung
mit den Figuren ersichtlich, die Schnittansichten von faseroptischen Kabeln darstellen.
1 und 3 sind Schnittansichten
des erfindungsgemäßen Kabels. 2 veranschaulicht
die Beaufschlagung eines herkömmlich konzipierten kreisrunden Kabels mit Kräften.
4 stellt schematisch ein Kabel dar, das von den Ansprüchen
nicht erfasst wird.
Das in 1 dargestellte Kabel
1 weist in seiner Mitte eine Anordnung von acht Mikromodulen
2 aus optischen Fasern auf. Eine Außenhülle 4 umhüllt
die Mikromodule.
Die Außenseite der Hülle 4 ist nicht kreisrund,
sondern besitzt längs von diametral entgegengesetzten Mantellinien vier Wülste
5, die über die gesamte Länge des Kabels ausgebildet
sind. Die aus der Masse der Hülle geformte Wülste bilden sozusagen Außenrippen,
die über die Tangente an dem kreisrunden Teil der Hülle hinausragen und
ein abgerundetes Außenprofil haben. Innerhalb eines oder mehrerer dieser Wülste
können eventuell metallische oder nichtmetallische Zugverstärkungen
6 vorgesehen werden, beispielsweise aus Harzaramid, die bei der Kabelextrusion
in der Hülle an den Wülsten eingebettet werden. In einer Variante können
ebenfalls Zugelemente oder Kupferdrähte in den Wülsten untergebracht werden.
Diese Elemente können als Leiter dienen oder den minimalen Krümmungsradius
des Kabels begrenzen.
Durch diese Anordnung lässt sich eine große Dicke der Hülle
4 vermeiden, bei der eine der Aufgaben darin besteht, gegenüber dem
Quetschen Widerstand zu bieten. Aufgrund der Wülste lässt sich somit die
Dicke der Hülle verringern, was das Gewicht des Kabels entsprechend erleichtert
und den thermischen Ausdehnungskoeffizienten verringert.
Bei der Beaufschlagung des Kabels mit einer Druckkraft – in
1 durch das Vorhandensein einer Platte 3, die
mit einer Kraft F gepresst wird, dargestellt –, ist die stabile Position
des Kabels diejenige, die in 1 dargestellt ist. Wenn
es mit der Kraft gemäß einer anderen Mantellinie beaufschlagt wird, wird
es spontan kippen, um die Stellung wie dargestellt wieder einzunehmen.
Bei gleicher Dicke der Hülle ist der in 3
dargestellte Fall der Beaufschlagung mit der Kraft deutlich günstiger unter
anderen positiven Auswirkungen als derjenige, der in 2
dargestellt ist, denn er verursacht ein Biegungsmoment an dem unteren Punkt A. Daraus
ergibt sich bei einer gleichen Kraft eine niedrigere Durchbiegung unter Belastung
als im Fall der 3 im Vergleich mit derjenigen der
2.
Nach demselben Prinzip könnte die Außenform fast quadratisch
sein, wie in 4 dargestellt, was jedoch von den Ansprüchen
nicht erfasst wird.
Für eine maximale Effizienz muss der Abstand X wie in
1 ersichtlich positiv oder mindestens gleich Null sein.