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IM ZUSAMMENHANG
STEHENDE ANMELDUNGEN
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Die
vorliegende Anmeldung ist eine Continuation-In-Part (CIP) von U.S.
Ser. No. 10/661,204, eingereicht am 12. September 2003, die eine
Continuation-In-Part von U.S. Ser. No. 10/326,022 eingereicht am
19. Dezember 2002, ist, deren Offenbarungen in Gesamtheit durch
Bezugnahme hier einbezogen sind.
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ERFINDUNGSGEBIET
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf eine trockene
Umhüllung
von Lichtwellenleitern. Im Besonderen bezieht sich die Erfindung
auf eine optische Röhrenanordnung,
die mindestens einen trockenen Einsatz für den Schutz wenigstens eines
Lichtwellenleiters umfasst.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Glasfaserkabel
beinhalten Lichtwellenleiter, die optische Signale übertragen,
wie zum Beispiel Sprache, Video, und/oder Dateninformationen. Eine Bauart
eines Glasfaserkabels beinhaltet einen innerhalb einer Röhre angeordneten
Lichtwellenleiter, wodurch eine Röhrenanordnung gebildet wird.
Allgemein gesprochen, schützt
die Röhre
den Lichtwellenleiter; jedoch muss der Lichtwellenleiter innerhalb
der Röhre über einen
weiteren Schutz verfügen.
Zum Beispiel sollte der Lichtwellenleiter über etwas Relativbewegung zwischen
dem Lichtwellenleiter und der Röhre
verfügen,
um biegungsfähig
zu sein. Andererseits sollten die Lichtwellenleiter mit der Röhre hin reichend
gekoppelt sein, um den Lichtwellenleiter an einer Versetzung innerhalb
der Röhre
zu hindern, wenn zum Beispiel bei der Installation des Kabels Zugkräfte ausgeübt werden.
Außerdem
sollte die Röhrenanordnung
das Eindringen von Wasser in die Röhre verhindern. Überdies
sollte die Röhrenanordnung
fähig sein,
in einem Temperaturbereich ohne übermäßige optische
Leistungsabnahme zu funktionieren.
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Die
konventionellen optischen Röhrenanordnungen
erfüllen
diese Anforderungen, indem die Röhre
mit einem thixotropen Material gefüllt wird, wie zum Beispiel
Schmierfett. Thixotrope Materialien ermöglichen im allgemeinen eine
angemessene Bewegung zwischen dem Lichtwellenleiter und der Röhre, eine
Polsterung und Kopplung des Lichtwellenleiters. Außerdem sind
thixotrope Materialien wirksam, um das Eindringen von Wasser in
die Röhre
zu verhindern. Vor der Konfektionierung muss jedoch der Lichtwellenleiter
von thixotropem Material gereinigt werden. Das Reinigen des thixotropen
Materials von dem Lichtwellenleiter ist ein schmutziger und zeitaufwändiger Vorgang.
Darüber
hinaus ist die Viskosität des
thixotropen Materials üblicherweise
temperaturabhängig.
Wegen der Viskositätsveränderung
können
die thixotropen Materialien bei relativ hohen Temperaturen aus einem
Röhrende
tropfen und bei relativ niedrigen Temperaturen können die thixotropen Materialien
optische Dämpfung
verursachen.
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Kabelkonstruktionen
versuchten, die thixotropen Materialien aus der Röhre zu eliminieren;
aber allgemein sind die Konstruktionen mangelhaft, da sie nicht
alle Anforderungen erfüllen
und/oder in der Herstellung zu teuer sind. Ein Beispiel, das thixotropes Material
aus der Röhre
eliminiert, ist das U.S. Pat. Nr. 4,909,592, das eine Röhre mit
darin angeordneten konventionellen wasserquellfähigen Bändern und/oder Garnen offenbart.
Zum Beispiel sind die konventionellen wasserquellfähigen Bänder üblicherweise
aus zwei dünnen
nicht verwebten Schichten sandwichartig gebildet, zwischen denen
ein wasserquellfähiges
Pulver eingelegt ist; dabei wird ein verhältnismäßig dünnes Band gebildet, das den
Zwischenraum innerhalb einer Pufferröhre nicht ausfüllt. Demzufolge
bieten die konventionellen wasserquellfähigen Bänder für die Lichtwellenleiter wegen
des ungefüllten
Zwischenraums keine angemessene Koppelung. Außerdem erlaubt der Zwischenraum den
Eintritt von Wasser in das Innere der Röhre eher als das konventionelle
wasserquellfähige
Band. Demnach erfordert diese Konstruktion eine große Anzahl
von wasserquellfähigen
Komponenten in das Innere der Röhre
für eine
angemessene Koppelung der Glasfasern an das die Röhre. Überdies
ist die Verwendung einer großen
Anzahl wasserquellfähiger Komponenten
innerhalb der Pufferröhre
nicht ökonomisch,
denn es erhöht
den Herstellungsaufwand zusammen mit den Kosten für das Kabel.
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Ein
weiteres Beispiel für
das Eliminieren thixotropen Materials aus einem Glasfaserkabel,
ist das U.S. Pat. Nr. 6,278,826, welches einen Schaum mit Feuchtigkeitsgehalt
größer als
Null, der mit superabsorbierenden Polymeren ausgestattet ist, offenbart. Der
Feuchtigkeitsgehalt des Schaumes wird als eine Verbesserung der
flammhemmenden Eigenschaften des Schaums beschrieben. Gleichfalls
ist der Schaum dieser Konstruktion relativ teuer und erhöht die Kosten
für das
Kabel.
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KURZBESCHREIBUNG
DER FIGUREN
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1 ist
eine Querschnittsansicht einer Röhrenanordnung
gemäß der vorliegenden
Erfindung. 1a ist eine Quer schnittsansicht
einer anderen Röhrenanordnung
gemäß der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine Querschnittsansicht der trockenen Einlage der Röhrenanordnung
der 1. 2a ist eine Querschnittsansicht
einer anderen trockenen Einlage gemäß der vorliegenden Erfindung. 2b–2d stellen
verschiedene Zusammensetzungen von Klebstoff/Leim dar angewendet auf
die trockene Einlage der 2.
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3 und 3a sind
Querschnittsansichten von Röhrenanordnungen
gemäß der vorliegenden
Erfindung mit der trockenen Einlage der 2a.
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4 ist
eine schematische Darstellung einer Fertigungslinie gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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5 ist
eine Querschnittsansicht eines Glasfaserkabels gemäß der vorliegenden
Erfindung unter Benutzung der Röhrenanordnung
der 1.
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6 ist
eine Querschnittsansicht eines Glasfaserkabels gemäß der vorliegenden
Erfindung unter Benutzung der Röhrenanordnung
der 3.
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7 ist
eine Perspektivansicht einer anderen trockenen Einlage gemäß den Konzepten
der vorliegenden Erfindung.
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8 ist
eine Querschnittsansicht einer anderen trockenen Einlage gemäß den Konzepten
der vorliegenden Erfindung.
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9 ist
eine Perspektivansicht einer anderen trockenen Einlage gemäß den Konzepten
der vorliegenden Erfindung.
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10 ist
eine Perspektivansicht einer anderen trockenen Einlage gemäß den Konzepten
der vorliegenden Erfindung.
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11 ist
eine Querschnittsansicht eines Glasfaserkabels unter Benutzung einer
konventionellen schmierfettgefüllten
Röhrenanordnung.
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12 ist
eine Querschnittsansicht eines Glasfaserkabels unter Benutzung einer
konventionellen trockenen Röhrenanordnung.
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13 ist
eine Querschnittsansicht eines Glasfaserkabels mit einer gepanzerten
Schicht gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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14 ist
eine Querschnittsansicht eines röhrenlosen
Glasfaserkabels gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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15 ist
eine Querschnittsansicht eines Glasfaserkabels unter Benutzung von
verseilten Röhren
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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16 ist
eine Querschnittsansicht der trockenen Einlage von 2a mit
einer zusätzlichen Schicht.
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17 ist
eine Querschnittsansicht einer noch anderen Ausführungsform der trockenen Einlage
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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18 ist
eine Draufsicht auf die trockene Einlage der 17.
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19 und 20 sind
Querschnittsansichten von röhrenlosen
Glasfaserkabeln gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wird im Folgenden detaillierter mit Bezug
auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben, dabei werden die bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung gezeigt. Die Erfindung könnte jedoch in vielen verschiedenen
Formen ausgeführt
werden und sollte nicht beschränkt
auf die hier genannten Ausführungsformen
ausgelegt werden; stattdessen sind diese Ausführungsformen dafür vorgesehen,
dass ihre Offenbarung den Umfang der Erfindung vollständig denjenigen
vermittelt, die auf diesem Gebiet qualifiziert sind. Die Zeichnungen sind
nicht unbedingt maßstabgerecht
gezeichnet, aber sie sind so gestaltet, um die Erfindung klar darzustellen.
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Dargestellt
in 1 ist eine beispielhafte Röhrenanordnung 10 betreffend
einen Aspekt der vorliegenden Erfindung. Die Röhrenanordnung 10 beinhaltet
wenigstens einen Lichtwellenleiter 12, wenigstens eine
trockene Einlage 14 und eine Röhre 18. In diesem
Fall ist der wenigstens eine Lichtwellenleiter 12 als Stapel
von Bändchen 13 mit
einer Diagonale ausgebildet. Abmessung D liegt zwischen den Ecken
des Stapels. Die trockene Einlage 14 umgibt im Allgemeinen
den mindestens einen Lichtwellenleiter 12 und bildet Ader 15,
der innerhalb der Röhre 18 angeordnet
ist. Die trockene Einlage 14 erfüllt Funktionen wie Polsterung,
Koppelung, Verhinderung des Wassereintritts und Biegungsfähigkeit.
Die trockene Einlage 14 ist vorteilhaft, weil die Lichtwellenleiter leicht
daraus zu entfernen sind ohne Rückstände oder
eine Schicht, die vor der Konfektionierung eine Reinigung erfordert.
Darüber
hinaus, im Unterschied zu konventionellen thixotropen Materialien
verändert trockene
Einlage 14 weder die Viskosität bei Temperaturveränderungen
noch hat sie eine Neigung, bei hohen Temperaturen an dem Röhrende herunterzutropfen.
Außerdem
kann Röhrenanordnung 10 andere
geeignete Komponenten wie einen Polyesterzwirn 17 umfassen,
um die trockene Einlage 14 am Lichtwellenleiter 12 zu
halten. Gleichermaßen
können zwei
oder mehrere Zwirne vernäht
sein, um die trockene Einlage 14 zusammenzuhalten, bevor
die Röhre 18 darum
extrudiert wird. 1a zeigt eine Röhrenanordnung 10', die eine Variante
der Röhrenanordnung 10 ist.
Im Besonderen umfasst die Röhrenanordnung 10' eine Vielzahl
von losen Lichtwellenleitern 12 anstatt des Stapels von
Bändchen 13.
In diesem Fall umfasst die Röhrenanordnung 10' vierundzwanzig
lose Lichtwellenleiter 12, die in der Diagonale die Abmessung
D haben, jedoch kann jede beliebige Anzahl an Lichtwellenleitern
benutzt werden. Darüber
hinaus können
die Lichtwellenleiter 12 in einer oder mehreren Gruppen
gebündelt
sein unter Benutzung von Bindern, wasserquellfähigen Fäden, Bändern, Umwicklungen oder anderen
geeigneten Materialien. Außerdem
können
die Röhrenanordnungen 10 oder 10' auch ein Bestandteil
des Kabels wie in 5 gezeigt sein. Des Weiteren
können
die trockenen Einlagen 14 gemäß der vorliegenden Erfindung
mit röhrenlosen
Kabelkonstruktionen verwendet werden.
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Wie
dargestellt ist der Lichtwellenleiter 12 eine optische
Faser, die einen Teil eines Bändchens mit
optischen Fasern bildet. In diesem Fall sind die Lichtwellenleiter
eine Vielzahl von single-mode Glasfasern im Bändchenformat, die den Bändchenstapel 13 bilden.
Der Bändchenstapel 13 kann
eine spiralförmige
oder S-Z-Verseilung beinhalten. Zusätzlich können andere Ausführungen
oder Konfigurationen von Lichtwellenleitern benutzt werden. Zum
Beispiel kann Lichtwellenleiter 12 eine multi-mode, pure-mode,
Erbium-dotiert, polarisierungsbeibehaltende Faser, andere geeignete
Arten von Lichtwellenleitern und/oder eine Kombination von diesen
sein. Außerdem
kann der Lichtwellenleiter 12 auch lose oder gebündelt sein.
Jeder Lichtwellenleiter 12 beinhaltet einen quarzbasierten
Kern, der im Betrieb Licht überträgt und mit
quarzbasierter Umhüllung
umgeben ist, die einen niedrigeren Brechungsindex hat als der Kern.
Zusätzlich
können
beim Lichtwellenleiter 12 eine oder mehrere Beschichtungen
angewendet werden. Zum Beispiel umgibt eine weiche primäre Beschichtung
die Umhüllung
und eine relativ feste zweite Beschichtung umgibt die primäre Beschichtung.
In einer Ausführungsform
beinhalten ein oder mehrere Lichtwellenleiter 12 ein Beschichtungssystem
wie in der U.S. Patentanmeldung Ser. No. 10/632,219 angemeldet am
18. Juli 2003 offenbart, deren Offenbarung hier durch Bezugnahme
aufgenommen ist. Der Lichtwellenleiter 12 kann auch ein
Kennzeichnungsmittel enthalten wie Tinte oder andere geeignete Vermerke
zur Identifizierung. Geeignete Glasfasern sind handelsüblich von
Corning Incorporated aus Corning, New York.
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In
anderen Ausführungen
kann der Bändchenstapel 13 Lichtwellenleiter 12a in
Ecken mit einer vorbestimmten MAC-Zahl haben, wodurch die optische
Dämpfung
des Lichtwellenleiters in Ecken verhindert wird, wenn der Lichtwellenleiter
Druckkräften
ausgesetzt wird. Anders formuliert setzt man zur Auswahl von Lichtwellenleitern
in Ecken mit einer vorbestimmten MAC Zahl Lichtwellenleiter, die
weniger empfindlich auf Lichtdämpfung
durch Druckkräfte sind,
an Stellen in Bändchenstapeln,
die einen relativ hohen Kompressionsgrad erfahren. Wie hier verwendet,
ist die MAC-Zahl berechnet als ein Modenfelddurchmesser (MFD), dividiert
durch eine Grenzwellenlänge
für den
gegebenen Lichtwellenleiter 12a, wobei beide Parameter
in Mikrometer erfasst werden, so dass die MAC-Zahl ohne Dimension
ist. Mit anderen Worten, MFD wird gewöhnlich in Mikrometern erfasst
und die Grenzwellenlänge
wird gewöhnlich
in Nanometer erfasst, so dass die Grenzwellenlänge zuerst durch 1000 dividiert
werden muss, um sie in Mikrometer umzurechnen, wodurch sich eine MAC-Zahl
ohne Dimension ergibt.
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In
einer Ausführung
haben ein oder mehrere der Lichtwellenleiter 12a in Ecken
eine vorbestimmte MAC-Zahl. Im Besonderen ist der MAC-Zahlenwert ungefähr 7,35
oder weniger, mehr bevorzugt ungefähr 7,00 und am meisten bevorzugt
ungefähr
6,85 oder weniger. Beispielsweise werden Lichtwellenleiter 12a in
Ecken mit einem MFD von 9,11 μm
oder weniger und einer Grenzwellenlänge von 1240 nm oder mehr ausgewählt, wodurch
sich 7,35 oder weniger für
die MAC-Zahl ergibt. Im Allgemeinen gesagt ist die MAC-Zahl direkt
proportional zu MFD sowie umgekehrt proportional zu der Grenzwellenlänge. Der
Bändchenstapel 13 weist
vier Lichtwellenleiter 12a in Ecken auf; jedoch können andere
Bändchenstapel-Konfigurationen
mehrere Eckenpositionen beinhalten. Zum Beispiel beinhaltet im Allgemeinen
ein Bändchenstapel
in der Form eines Pluszeichens acht Außenecken. Ähnlich können andere Bändchenstapelkonfigurationen
eine andere Anzahl von Eckenpositionen haben.
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Zusätzlich können die
Bändchenausführungen
der vorliegenden Erfindung eine positive Bändchenstapelüberlänge (ERL)
aufweisen, obgleich auch eine negative ERL möglich ist. Wie hier verwendet,
ist ERL definiert als die Länge
des einzelnen Bändchens
minus der Länge
der Röhre
oder des Kabels, das das Bändchen
beinhaltet, dividiert durch die Länge der Röhre oder des Kabels, das das
Bändchen
beinhaltet, was als Prozentsatz durch Multiplikation mit 100 ausgedrückt wird.
Ob ERL unter Benutzung der Röhren-
oder der Kabellänge
zu kalkulieren ist, hängt
von der jeweiligen Konfiguration ab. Außerdem können einzelne Bändchen des
Kabels verschiedene ERL-Werte haben. Beispielsweise können die
Bändchen
des Kabels einen positiven ERL, vorzugsweise einen positiven ERL
im Bereich von ungefähr
0,0% bis ungefähr
0,2% oder größer aufweisen. Ähnliche
Ausführungen
mit losen oder gebündelten Glasfasern
können
eine positive Faserüberlänge (EFL)
einschließen.
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2 und 2a illustrieren
Querschnittsansichten der erläuterten
trockenen Einlage 14 gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die trockenen Einlagen 14 werden aus einem langgestreckten
Material oder Materialien gebildet, die fähig sind, sich während der
Herstellung für
kontinuierliche Anwendung von einer Rolle abzurollen. Die trockene
Einlagen 14 können
aus einer Vielzahl von Schichten (2) gebildet
sein, die verschiedene Funktionen erfüllen; jedoch kann die trockene
Einlage 14 (2a) auch eine einzelne Schicht
sein, wie Filzmaterial, das pressbar ist. Die trockene Einlage 14 polstert
den Lichtwellenleiter 12 gegenüber der Röhre 18, dabei wird
die optische Dämpfung
des Lichtwellenleiters 12 unter ungefähr 0,4 dB/km bei einer Referenzwellenlänge 1310
nm und 0,3 dB/km bei Referenzwellenlängen von 1550 und 1625 nm aufrechterhalten.
In einer Ausführung
ist die trockene Einlage 14 aus zwei unterschiedlichen
Schichten und/oder Materialien gebildet. Zum Beispiel stellt 2 eine
erste Schicht 14a der trockenen Einlage 14 dar,
die eine pressbare Schicht ist, und eine zweite Schicht 14b,
die eine wasserquellfähige
Schicht ist. In diesem Fall, ist die erste Schicht 14a aus
einem kompressiblem Material gebildet und hat eine vorbestimmte
Federkonstante, um angemessene Koppelcharakteristika zu bieten. Beispielweise
ist die erste Schicht ein Schaumband; vorzugsweise Schaumstoff mit
offenen Poren; man kann jedoch beliebiges geeignetes kompressibles Material
verwen den, wie ein Schaumband mit geschlossenen Poren. Die zweite
Schicht 14b ist eine wasserquellfähige Schicht wie ein Band mit
einem wasserquellfähigen
Pulver, das den Eintritt des Wassers in die Röhre 18 verhindert.
Zusätzlich
können die
einzelnen Schichten der trockenen Einlage gemäß der vorliegenden Erfindung über ähnliche
Charakteristika verfügen.
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Die 2a stellt
eine weitere trockene Einlage 14 dar, der eine einzelne
nicht gewebte Filzschicht aus einem oder mehreren Materialien aufweist.
In diesem Fall beihaltet die trockene Einlage 14 eine Vielzahl
von wasserquellfähigen
Fäden 24a zusammen
mit anderen Fäden 24b,
die im Wasser nicht quellen, wodurch eine Filzschicht mit mehreren
Materialien gebildet wird. Wie hier angewendet meint Filz ein Material,
das eine oder mehrere Arten nicht durchgehender Fäden und/oder
Fasern enthält,
welche veranlasst sind, aneinander zu kleben und durch die Anwendung
von Hitze, Feuchtigkeit, Chemikalien, Druck oder einer Kombination
aller dieser vorhergehenden Faktoren zu verfilzen, um dadurch eine
relativ dicke und kompressible Schicht zu bilden. Die wasserquellfähigen Fäden 24a können geeignetes wasserquellfähiges Material
umfassen, aber vorzugsweise mindestens ein superabsorbierendes Polymer.
Bevorzugte superabsorbierende Polymere sind teilweise vernetzte
Polymere, die ein Vielfaches ihres Eigengewichts in Wasser absorbieren
und erheblich anschwellen ohne sich aufzulösen, zum Beispiel Akrylat,
Urethan oder zellulosehaltige Materialien. Beispielweise kann die
einzelne Schicht der trockenen Einlage 14 von 2a ungefähr 25% oder weniger
vom Gewicht der wasserquellfähigen
Fäden 24a und
ungefähr
75% oder mehr an Gewicht anderer Fäden 24b beinhalten;
jedoch sind andere geeignete Verhältnisse möglich. Ähnlich kann in dieser Konfiguration
die Dichte der trockenen Einlage beeinflusst werden, um die Anforderungen
an die Röhrenanordnung
einzuhal ten. Allgemein gesagt ist die einzelne Filzschicht der trockenen
Einlage eine kompressible Schicht zur Polsterung und Koppelung der Glasfasern
und kann wasserquellende Materialien zur Verhinderung des Wassereintritts
beinhalten. Im Unterschied zu wasserquellfähigen Bändern hat die einzelne Filzschicht
eine beträchtliche
Dicke, die allgemein gesagt die Lücken innerhalb der Röhre oder des
Hohlraums füllt.
Darüber
hinaus kann die trockene Filzeinlage die wasserquellfähigen Fäden benutzen,
die bei der Bereitstellung der Kompressibilität oder Flockigkeit der trockenen
Einlage helfen, eher als wasserquellfähige Pulver, die in konventionellen wasserquellfähig Bändern benutzt
werden.
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Weitere
Fäden 24b können jegliche
geeignete Fäden
und/oder Fasermaterial wie Polymer-Fäden wie Polypropylen, Polyäthylen und
Polyester enthalten, ähnlich
können
andere geeignete Materialien wie Walle, Nylon, Kunstseide, Elastomere,
Fiberglas, Aramide, Polymere, gummibasierende Urethane, zusammengesetzte
Materialien und/oder Mischungen davon als Bestandteil anderer Fäden 24b beinhaltet sein
und "nach Maß geschneidert" werden, um spezifische
Eigenschaften zu erzielen. Zum Beispiel können Polymerfäden für die Koppelung
der trockenen Einlage mit der Röhre
benutzt werden, wenn dieselbe darüber extrudiert wird. Mit anderen
Worten schmilzt das heiße
Röhrenextrudat
wenigstens teilweise die Fäden
aus Polymer und verursacht dadurch zwischen diesen zwei Bestandteilen
eine Adhäsion.
Ein anderes Beispiel ist, dass die elastomeren Fasern in der trockenen
Einlage beinhaltet sein können,
um eine verbesserte Kopplung des Lichtwellenleiters 12 an
die Röhre 18 zu
bieten. Die Verwendung der elastomeren Fasern oder anderen geeigneten
Materials erlaubt die Koppelung der trockenen Einlage 14 an die
Röhre 18 und/oder
des Lichtwellenleiters 12 an den trockenen Einsatz 14,
sodass der Rei bungskoeffizient erhöht wird. Selbstverständlich,
wie in 2b–2d dargestellt,
können
Klebstoffe, Leime (2b–2d) oder
andere Methoden zum Befestigen der trockenen Einlage an die Röhre benutzt
werden. Darüber
hinaus kann die trockene Einlage auch andere Chemikalien oder Zusatzstoffe
beinhalten, um Eigenschaften wie Flammhemmung zu beeinflussen
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3 und 3a stellen
die Röhrenanordnungen 30 und 30' dar, die ähnlich der
Röhrenanordnungen 10 und 10' sind, die in 1 und 1a beschrieben
sind, außer
dass sie die trockene Einlage der 2a anwenden.
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Weiterhin
können
die Röhrenanordnungen 30 und 30' als Bestandteil
eines faseroptischen Kabel 60 wie in 6 dargestellt
sein. Die trockene Einlage 14 der 2a übt vorzugsweise
Funktionen der Polsterung, Koppelung und Verhinderung des Wassereintritts
aus und nimmt Biegung wie die mehrschichtige trockene Einlage auf.
Zusätzlich
kann die Einzelschichtkonstruktion die Kosten reduzieren sowie die
Kabelfertigung verbessern.
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Darüber hinaus
kann die trockene Einlage der 2a eine
oder mehrere Schichten zusätzlich zum
Filz für
maßgeschneiderte
Leistungscharakteristika beinhalten. Um dies zu illustrieren, ist
eine andere trockene Einlage 14 in 16 dargestellt,
mit einer zweiten Schicht 162, die an einer Seite der trockenen Filzeinlage
der 2a befestigt ist. Die Anwendung einer zweiten
Schicht, die an der trockenen Filzeinlage befestigt ist, erlaubt
einige unterschiedliche Trockeneinlagen-Konfigurationen. Zum Beispiel
kann die trockene Filzeinlage wasserquellfähige Fäden anschließen und
statt der zweiten Schicht 162 ist ein wasserquellfähiges Band
vorgesehen, das den Eintritt von Wasser verhindert. In einer anderen
Aus führung
beinhaltet der Filz wasserquellfähige
Fäden und ein
daran befestigtes wasserquellfähiges
Band. In einer weiteren Ausführung
ist die zweite Schicht 162 eine schmelzbare Schicht mit
einem Polymer, das wenigstens teilweise während der Extrusion der Röhre schmilzt. Ähnlich sind
auch andere Ausführungen der
trockenen Einlage möglich.
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Um
dieses zu illustrieren, stellen die 17 und 18 die
trockene Einlage 14 mit einer ersten und zweiten Schicht 172, 176 mit
wenigstens einer wasserquellfähigen
Schicht 174 dar, die zwischen diesen in einem Abschnitt 174a angeordnet
ist. Mit anderen Worten ist, die wasserquellfähige Schicht 174 allgemein
in einem oder mehreren Abschnitten 174a zwischen der ersten
und zweiten Schicht 172, 176, die als Stützschichten
wirken, enthalten. Die erste und zweite Schicht können beispielsweise
aus Nylon, Polymer, Fiberglas, Aramid, W-S Band, zusammengesetzten
Materialien oder anderen geeigneten Materialien in einer bandförmigen Konfiguration
gebildet sein. Materialien für
diese Konfiguration sollten die nötige Festigkeit aufweisen,
um die Kabelverlegung sowie die vorgesehene Anwendung auszuhalten.
Zusätzlich
sollte mindestens eine der ersten und/oder zweiten Schicht porös sein für das Eindringen
von Wasser. Die wasserquellfähige
Schicht 174 enthält
vorzugsweise nicht durchgehende wasserquellfähige Fäden, die lose zwischen der
ersten und zweiten Schicht 172, 174 angeordnet
sind, wodurch eine pressbare trockene Einlage gebildet wird. Geeignete
wasserquellfähige
Fäden sind
zum Beispiel die Materialien LANSEAL, erhältlich von Toyobo aus Osaka,
Japan, oder OASIS Materialien, erhältlich von Technical Absorbents
Ltd. aus South Humberside, Vereinigtes Königreich. Außerdem kann
die wasserquellfähige
Schicht 174 ein wasserquellfähiges Pulver neben den wasserquellfähigen Fäden beinhalten.
Außerdem
kann die wasserquellfähige Schicht 174 ande re
Fäden als
Füllstoff
zur Steigerung der Dicke der wasserquellfähigen Schicht und folglich
der trockenen Einlage aufweisen, während die Kosten der trockenen
Einlage reduziert werden. Die anderen Fäden können beliebig geeignete nicht-quellfähige Materialien
umfassen, wie hier diskutiert wurde.
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Des
weiteren sind die erste und zweite Schicht 172, 176 so
zusammengefügt,
dass die wasserquellfähige
Schicht 174 allgemein zwischen diesen geschichtet ist,
wodurch ein oder mehrere Abschnitte 174a gebildet werden,
welche allgemein gesagt die wasserquellfähige Schicht 174 darin
einschließen.
Mindestens sind die Schichten 172, 176 zusammengefügt mit einer
Vielzahl von Nähten 178 entlang
der Längskanten,
sie sind aber auch auf andere Weise zusammenfügbar. Die Schichten 172, 176 sind
zusammenfügbar
unter Verwendung von Klebstoffen, Hitze, wo dies möglich ist,
Nähten
oder mit anderen geeigneten Verfahren. In den bevorzugten Ausführungen
sind die Schichten 172, 176 an den Zwischenpositionen
längs der
Länge der
trockenen Einlage befestigt. Wie in 18 dargestellt,
sind die Schichten 172, 176 unter Anwendung eines
Diamantmusters von Nähten 178 befestigt;
andere geeignete Muster, wie dreieck-, halbkreis- oder kurvenförmige Muster
sind möglich,
wobei die Vielzahl von Abschnitten 174a gebildet wird.
Zusätzlich
können die
Nähte zwischen
den Abschnitten als Hilfsmittel zur Bildung der trockenen Einlage
um die Lichtwellenleiter herum angeordnet werden. Die Abschnittsaufteilung
der wasserquellfähigen
Schicht 174 verhindert zweckmäßigerweise die Bewegung oder
Verschiebung des Materials jenseits der einzelnen Abschnitte. Darüber hinaus
fügen die
Abschnitte der trockenen Einlage eine kissenförmige Textur zu.
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In
weiteren Ausführungen
brauchen erste und zweite Schicht 172, 176 nicht
dasselbe Material zu beinhalten. Mit anderen Worten können die
Materialien der ersten und zweiten Schicht auf das Verhalten der
trockenen Einlage entsprechend den Bedürfnissen einer jeden Seite
der trockenen Einlage ausgewählt
werden. Zum Beispiel wird die erste Schicht so angepasst, dass sie
an der extrudierten Röhre haftet
und die zweite Schicht ist so angepasst, dass sie eine glatte Oberfläche für den Kontakt
mit dem Lichtwellenleiter hat. Außerdem kann die trockene Einlage
in anderen Ausführungen
mehr als eine erste und zweite Schicht haben, um zum Beispiel die
Befestigung der Schichten, Koppelung und/oder Verhinderung des Wassereintritts
zu optimieren. Die trockene Einlage sollte jedoch nicht so starr
sein, dass es zu schwierig ist, sie in eine Kabelanordnung einzubauen.
Zusätzlich
kann wie in der 2a gezeigt es zweckmäßig sein,
für eine
der Längskanten
einer der trockenen Einlagen abgeschrägte Kanten 24c vorzusehen,
so dass die Längskanten
ohne große
Wölbung überlappen,
wenn die trockene Einlage um mindestens eine optische Faser 12 herum
gebildet wird.
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Die
trockenen Einlagen 14 der vorliegenden Erfindung haben
vorzugsweise eine solche Wasserschwellgeschwindigkeit, dass der
Großteil
der Schwellhöhe
der wasserquellfähigen
Substanz innerhalb von 120 Sekunden oder weniger nach der Einwirkung
von Wasser eintritt, bevorzugter Weise von ungefähr 90 Sekunden oder weniger. Überdies
verfügen
die trockene Einlagen 14 vorzugsweise über ein Maximum an Schwellhöhe von rund
18 mm für
destilliertes Wasser und ungefähr
8 mm für
eine 5% ionisierte Wasserlösung,
d.h. Salzwasser, man kann jedoch auch trockene Einlagen mit anderen
geeigneten maximalen Schwellhöhen
verwenden. Die trockenen Einlagen 14 können während der Verarbeitung zusammengedrückt werden,
so dass eine vorbestimmte normale Kraft entwickelt wird, die verhindert, dass
sich ein Lichtwellenleiter 12 einfach entlang der Röhre 18 längswärts verschiebt.
Die trockene Einlagen 14 haben vorzugsweise eine unkomprimierte Höhe h von
ungefähr
5 mm oder weniger, um den Röhren-
und/oder Kabeldurchmesser zu minimieren; für die trockene Einlage 14 kann
man jedoch eine beliebig geeignete Höhe verwenden. Beispielweise kann
eine einzige trockene Einlage 14 eine unkomprimierte Höhe im Bereich
von ungefähr
0,5 mm bis ungefähr
2 mm haben, dabei ergibt sich ein relativ kleiner Durchmesser für eine Röhrenanordnung. Überdies
braucht die Höhe
h der trockenen Einlage 14 über die Breite nicht konstant
zu sein, kann sich aber ändern,
wodurch sie sich an die Querschnittsform des Lichtwellenleiters
anpasst und eine verbesserte Polsterung für eine verbesserte optische
Leistung (10) liefert. Die Kompression
der trockenen Einlage 14 ist in Wirklichkeit eine lokalisierte
Maximalkompression der trockenen Einlage 14. Im Falle der 1 tritt
das lokalisierte Kompressionsmaximum der trockenen Einlage 14 an
den Ecken des Bändchenstapels
längs des
Durchmessers auf. Die Berechnung der Prozente an Kompression der
trockenen Einlage 14 erfordert Kenntnis eines inneren Durchmessers
der Röhre 18,
eine diagonale Dimension D des Bändchenstapels
und eine unkomprimierte Höhe
h der trockenen Einlage 14. Beispielweise ist der innere
Durchmesser der Röhre 18 5,1
mm, und die unkomprimierte Höhe
h der trockenen Einlage 14 über den Durchmesser 3,0 mm
(zweimal 1,5 mm). Die Diagonale D (5,1 mm) und die unkomprimierte Höhe h der
trockenen Einlage 14 über
den Durchmesser (3,0 mm) zusammenzählt ergibt eine unkomprimierte
Abmessung von 8,1 mm. Wenn der Bändchenstapel
und die trockene Einlagen 14 in die Röhre 18 mit dem Innendurchmesser
von 7,1 mm hineingebracht werden, wird die trockene Einlage um insgesamt
1 mm zusammengedrückt
(8,1 mm–7,1
mm). Somit wird die trockene Einlage 14 um ungefähr dreißig Prozent über den
Durchmesser der Röhre 18 komprimiert.
Den Konzepten der derzeitigen Erfindung entsprechend liegt die Kompression
der trockenen Einlage 14 vorzugsweise im Bereich von ungefähr 10% bis
zu ungefähr
90%; andere geeignete Kompressionsbereiche jedoch können die
erwünschte
Performance ergeben. Nichtsdestoweniger sollte die Kompression der
trockenen Einlage 14 nicht so groß sein, dass eine unerwünschte optische
Dämpfung
in irgendeinem Lichtwellenleiter verursacht wird.
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In
anderen Ausführungen
ist die erste Schicht 14a der trockenen Einlage 14 in
der Röhrenanordnung 10 unkomprimiert,
beginnt jedoch zu komprimieren, wenn eine Bewegung der Lichtwellenleiter
beginnt. Andere Veränderungen
enthalten ein Anhängen,
Kleben oder Koppeln eines Teiles der trockenen Einlage 14 an
die Röhre 18.
Zum Beispiel werden Klebstoffe, Leime, Elastomere und/oder Polymere 14c auf
einem Teil der Oberfläche
der trockenen Einlage 14 angeordnet, der die Röhre kontaktiert,
um die trockene Einlage 14 an der Röhre 18 zu befestigen. Überdies
ist es möglich,
die trockene Einlage 14 um den Lichtwellenleiter 12 rundherum
spiralförmig
zu wickeln, statt sie länglich
anzuordnen. In wiederum weiteren Ausführungen können zwei oder mehr trockene
Einlagen um einen oder mehreren Lichtwellenleiter 12 ausgebildet
werden, wie zwei innerhalb der Röhre 18 eingebrachte
Hälften.
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Andere
Ausgestaltungen können
einen flüchtigen
Leim/Klebstoff für
die Kopplung der Kabelader 15 und/oder der trockenen Einlage 14' mit der Röhre 18 umfassen.
Der Leim/Klebstoff oder ein ähnliches
Mittel wird auf die radial äußere Oberfläche der trockenen
Einlage 14 angewandt, zum Beispiel im Verlauf des Fertigungsverfahrens.
Der flüchtige Leim/Klebstoff
wird auf die äußere Oberfläche der trockenen
Einlage 14 angewandt, wenn er noch heiß oder geschmolzen ist, dann
wird er während
des Abschreckens oder der Abkühlung
des Kabels abgekühlt
oder eingefroren. Beispielweise ist ein geeigneter flüchtiger
Leim unter der Handelsmarke LITE-LOK® 70-003A
von der National Starch and Chemical Company aus Bridgewater, New
Jersey erhältlich.
Der flüchtige
Leim oder andere geeignete Klebstoffe/Materialien können in
Raupenform angewandt werden, diese verfügen über eine kontinuierliche oder
diskontinuierliche Konfiguration, wie in 2b–2d dargestellt.
Zum Beispiel können eine
oder mehrere Leim-/Klebstoffraupen in Längsrichtung entlang der trockenen
Einlage angewandt werden, in Längsrichtung
mit Abstand positionierte Raupen, in einer Zick-Zack-Linie entlang
der Längsachse
der trockenen Einlage oder in beliebiger anderer geeigneter Konfiguration.
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Bei
einer Anwendung wird auf die trockene Einlage 14 eine Vielzahl
von Raupen des flüchtigen Leims/Klebstoffes
o.ä. angewandt.
Beispielsweise können
drei kontinuierliche oder unterbrochene Raupen an Stellen so angeordnet
sein, dass – wenn
die trockene Einlage um die Bändchen
gebildet wird – die Raupen
im Winkel von 120° zueinander
stehen. Desgleichen können
vier Raupen an Stellen so angeordnet werden, dass – wenn die
trockene Einlage um die Lichtwellenleiter gebildet wird – die Raupen
im Winkel von 90° zueinander
stehen. In Ausgestaltungen, bei denen die Raupen entlang der Längsachse
positioniert sind, können
die Raupen einen Längsabstand S
von etwa 20 mm und etwa 800 mm oder mehr haben; allerdings können auch
andere geeignete Abstände
verwendet werden. Überdies
können
die Raupen intermittierend so angewandt werden, dass die erforderliche
Materialmenge minimiert wird und dadurch die Produktionskosten bei
ausreichender Kopplung/Verbindung gesenkt werden.
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Da
die Röhrenanordnungen 10 nicht
mit einem thixotropen Material gefüllt sind, kann sich die Röhre deformieren
oder kol labieren, wodurch dann eine ovale anstelle einer runden
Röhre ausgebildet wird.
Die am 30. Mai 2003 eingereichte U.S. Patentmeldung Nr. 10/448,509,
deren Offenbarung durch Bezugnahme in das vorliegende Dokument aufgenommen
gilt, erörtert
trockene Röhrenanordnungen, bei
denen die Röhre
aus einem bimodalen Polymermaterial mit einer vorbestimmten durchschnittlichen Ovalität gebildet
wird. Wie hier verwendet, entspricht die Ovalität der Differenz zwischen einem
größeren Durchmesser
D1 und einem kleineren Durchmesser D2 der Röhre 18 dividiert durch
den größeren Durchmesser
D1 und multipliziert mit einem Faktor von Hundert, wodurch die Ovalität als Prozentsatz
ausgedrückt
wird. Bimodale Polymermaterialien beinhalten Materialien, die mindestens
ein erstes Polymermaterial mit einem relativ hohen Molekulargewicht
und ein zweites Polymermaterial mit einem relativ niedrigen Molekulargewicht
haben, die in einem Dualreaktorprozess hergestellt werden. Dieser
Dualreaktorprozess liefert die erwünschten Materialeigenschaften und
darf nicht mit einfachen Postreaktor-Polymermischungen verwechselt werden,
die die Eigenschaften beider Harze in der Mischung beeinträchtigen.
Bei einer Ausgestaltung weist die Röhre eine durchschnittliche
Ovalität
von ungefähr
10 Prozent oder weniger auf. So wird beispielsweise die Röhre 18 aus
einem HDPE, erhältlich
bei der Dow Chemical Company aus Midland, Michigan unter der Schutzmarke
DGDA-2490 NT, gebildet.
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Die
Kopplung des Lichtwellenleiters in der Röhrenanordnung kann durch einen
normierten Auszugskrafttest für
das optische Bändchen
gemessen werden. Der Bändchenauszugskrafttest
misst die Kraft (N/m), die erforderlich ist, um eine Bewegung eines
Bändchenstapels
bei einer Kabellänge
von 10 m hervorzurufen. Dieser Test ist selbstverständlich ebenso
für lose
oder gebündelte
Lichtwellenleiter gleichermaßen
anwendbar. Speziell misst der Test die Kraft, die notwendig ist,
um eine Bewegung eines Bändchenstapels
oder anderer Konfigurationen von Lichtwellenleitern relativ zur
Röhre hervorzurufen. Die
Kraft wird geteilt durch die Länge
des Kabels, wodurch die Auszugskraft des optischen Bändchens normiert
wird. Die Bändchenauszugskraft
liegt vorzugsweise im Bereich von ungefähr 0,5 N/m und 5,0 N/m, noch
bevorzugter im Bereich von ungefähr
1 N/m bis ungefähr
4 N/m.
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4 illustriert
schematisch eine beispielhafte Produktionslinie 40 für die Röhrenanordnung 10 gemäß der vorliegenden
Erfindung. Die Produktionslinie 40 enthält mindestens eine Abspultrommel für Lichtwellenleiter 41,
eine Abspultrommel für
trockene Einlagen 42, eine optionale Kompressionsstation 43,
eine Leim-/Klebstoffstation 43a, eine Verbindungsstation 44,
einen Kreuzschlitz-Extruder 45, einen Wassertrog 46 und
eine Aufwickeltrommel 49. Zusätzlich dazu kann die Röhrenanordnung 10 eine Ummantelung 20 aufweisen,
wodurch ein Kabel 50 wie in 5 dargestellt
gebildet wird. Die Umhüllung 20 kann
die Zugentlastungselemente 19a und eine Schützhülle 19b enthalten,
die auf derselben Linie wie die Röhrenanordnung 10 oder
auf einer zweiten Linie gefertigt werden können. Das beispielhafte Fertigungsverfahren
umfasst das Abwickeln von mindestens einem Lichtwellenleiter 12 und
einer trockenen Einlage 14 von den jeweiligen Trommeln 41 und 42.
Aus Gründen
der Klarheit werden nur eine Abspultrommel für den Lichtwellenleiter 12 und
die trockene Einlage 14 dargestellt; die Fertigungsstrecke kann
jedoch eine geeignete Anzahl von Abspultrommeln für die Fertigung
der Röhrenanordnungen
und Kabel gemäß der vorliegenden
Erfindung enthalten. Als nächstes
wird die trockene Einlage 14 an der Komprimierungsstation 43 auf
eine vorbestimmte Höhe
h komprimiert und wahlweise wird auf die äußere Oberfläche der trockenen Einlage 14 an
der Station 43 ein Leim/Klebstoff angewandt. Dann wird die
trockene Einlage allgemein um den Lichtwellenleiter 12 positioniert,
und, falls gewünscht,
wickelt oder näht
eine Verbindungsstation einen oder mehrere Bindfäden um die trockene Einlage 14 herum,
wodurch Ader 15 gebildet wird. Danach wird die Ader 15 dem
Kreuzschlitz-Extruder 45 zugeführt, wo eine Röhre 18 um
die Ader 15 herum extrudiert wird. Die Röhre 18 wird
dann im Wassertrog 46 abgekühlt und danach wird die Röhrenanordnung 10 auf
die Aufwickeltrommel 49 gewickelt. Wie im gestrichelten
Kästchen
dargestellt, werden, wenn eine Produktionslinie für die Fertigung
des Kabels 50 eingerichtet wird, die Zugentlastungselemente 19a von
Trommel 47 abgewickelt und neben Röhre 18 positioniert,
und die Schützhülle 19b wird
unter Verwendung des Kreuzschlitz-Extruders 48 über die
Zugentlastungselemente 19a und die Röhre 18 extrudiert.
Danach durchläuft
das Kabel 50, bevor es auf die Aufwickeltrommel 49 aufgewickelt
wird, einen zweiten Wassertrog 46. Überdies, sind auch andere Kabel-
und/oder Produktionslinien nach den Konzepten der vorliegenden Erfindung
möglich.
So können
die Kabel- und/oder Produktionslinien zum Beispiel einen wasserquellfähigen Streifen 19c und/oder
eine Armierung zwischen Röhre 18 und
Zugentlastungselementen 19a enthalten; allerdings ist auch
die Anwendung anderer geeigneter Kabelkomponenten möglich.
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Überdies
kann für
die Modellierung der an dem/den Lichtwellenleiter(n) anliegenden
Kräfte, wenn
ein Kabel beispielsweise während
der Installation gezogen wird, ein Bändchenkopplungskrafttest angewendet
werden. Obwohl die Ergebnisse der Bändchenauszugskraft und der
Bändchenkopplungskraft
Kräfte
in demselben allgemeinen Bereich aufweisen können, bildet die Bändchenkopplungskraft
im Allgemeinen einen besseren Indikator für die tatsächliche Kabelleistung.
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Der
Bändchenkopplungstest
simuliert speziell eine Erdkabelinstallation in einer Kabelleerröhre, indem
eine Zugspannung von 600 Pfund an eine Kabellänge von 250 m angelegt wird,
wobei die Zugscheiben an den entsprechenden Hüllen der Kabelenden platziert
werden. Ähnlich
wie beim Bändchenauszugstest
kann auch dieser Test gleichermaßen auf lose oder gebündelte Lichtwellenleiter
angewendet werden. Allerdings können
jedoch dabei andere dazu geeigneten Zuglasten, Längen und/oder Installationskonfigurationen
für die
Charakterisierung der Wellenleiterkopplung in anderen Simulationen angewendet
werden. Dann wird die Kraft an dem/den Lichtwellenleiter(n) entlang
dessen Länge
vom Kabelende aus gemessen. Die Kraft an dem/den Lichtwellenleiter(n)
wird unter Verwendung des Optischen Zeit-Reflektometers nach Brillouin
(BODTR) gemessen. Durch die Bestimmung einer am besten angepassten
Kurvensteigung wird die Bandkopplungskraft normiert. Dementsprechend
liegt gemäß den Konzepten
der vorliegenden Erfindung die Kopplungskraft vorzugsweise im Bereich
von ungefähr
0,5 N/m bis ungefähr
5,0 N/m, weiter bevorzugt im Bereich von ungefähr 1 N/m bis ungefähr 4 N/m.
Die erwünschte
Leistung kann jedoch auch von anderen geeigneten Bereichen der Kopplungskraft
erreicht werden.
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Überdies
können
die Konzepte der vorliegenden Erfindung auch auf andere Konfigurationen der
trockenen Einlage angewandt werden. Wie in 7 dargestellt,
weist die trockene Einlage 74 eine erste Schicht 74a und
eine zweite Schicht 74b auf, die verschiedene geeignete
Arten von wasserquellenden Substanzen enthalten. In einer Ausgestaltung werden
zwei verschiedene wasserquellende Substanzen in oder auf der zweiten
Schicht 14b so angeordnet, dass die Röhrenanordnung 10 für mehrere Umgebungen
nutzbar ist und/oder über
eine verbesserte Wassersperrwirkung verfügt. Zum Beispiel kann die zweite
Schicht 14b eine erste wasserquellende Komponente 76,
die für
ionisierte Flüssigkeiten,
wie z.B. Salzwasser, wirksam ist, sowie eine zweite wasserquellende
Komponente 78 enthalten, die für nichtionisierte Flüssigkeiten
wirksam ist. Beispielsweise ist das erste wasserquellende Material ein
Polyakrylamid und das zweite wasserquellende Material ein Polyakrylat-Superabsorbent. Überdies können die
erste und zweite wasserquellende Komponente 76, 78 vorbestimmte
Abschnitte des wasserquellenden Bandes besetzen. Durch den Wechsel der
wasserquellenden Materialien ist das Band für Standardanwendungen, Salzwasseranwendungen oder
für beides
zweckmäßig. Andere
Varianten der verschiedenen wasserquellenden Substanzen umfassen
die Existenz einer wasserquellenden Substanz mit unterschiedlichen
Quellgeschwindigkeiten, Gelstärken
und/oder Verbundwirkung mit dem Band.
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8 stellt
eine andere Ausgestaltung der trockenen Einlage dar. Die Einlage 84 wird
aus drei Schichten gebildet. Die Schichten 84a und 84c sind wasserquellende
Schichten, zwischen denen eine Schicht 84b angeordnet ist,
die komprimierbar ist, um eine Kopplungskraft zu mindestens einem
optischen Wellenleiter zu erreichen. Desgleichen können andere
Ausgestaltungen der trockenen Einlage andere Veränderungen beinhalten, wie mindestens
zwei komprimierbare Schichten, die eine wasserquellende Schicht
einschließen.
Die zwei komprimierbaren Schichten können unterschiedliche Federkonstanten haben,
um die an mindestens einen optischen Wellenleiter angelegte Normalkraft
entsprechend anzupassen.
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In 9 ist
eine trockene Einlage 94 mit den Schichten 94a und 94b nach
einer anderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung dargestellt.
Die Schicht 94a ist aus einem geschlos senzelligen Schaum
mit mindestens einer Perforierung 95 durch diese gebildet
und die Schicht 94b beinhaltet mindestens eine wasserquellende
Substanz; allerdings können
auch andere geeigneten Materialien für die komprimierbare Schicht
verwendet werden. Der geschlossenzellige Schaum wirkt als passives
wassersperrendes Material, das dem Eindringen von Wasser entlang
dessen entgegenwirkt, während
die Perforierung 95 einer aktivierten wasserquellenden
Substanz der Schicht 94b ein radiales Eindringen hin zum
Lichtwellenleiter ermöglicht.
Jede geeignete Größe, Form
und/oder Perforierungsstruktur 95, die es der aktivierten
wasserquellenden Substanz ermöglicht,
sich radial einwärts
zu bewegen, um Wasser wirkungsvoll zu blockieren, ist zulässig. Die
Größe, Form
und/oder Perforierungsstruktur können ausgewählt sowie
um die Lichtwellenleiter in den Ecken des Stapels herum angeordnet
werden, wodurch die Leistung der Lichtwellenleiter in den Ecken verbessert
wird. So kann beispielsweise die Perforierung 95 Variationen
bei der Komprimierbarkeit der trockenen Einlage bieten, um dadurch
die Normalkraft auf den optischen Wellenleiter zur Aufrechterhaltung
der optischen Leistung anzupassen.
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10 stellt
die trockene Einlage 104 dar, mit der auch andere Konzepte
der vorliegenden Erfindung dargestellt werden. Die trockene Einlage 104 beinhaltet
Schichten 104a und 104b. Schicht 104a ist aus
einer Vielzahl nicht kontinuierlicher komprimierbarer Elemente gebildet,
die auf der Schicht 104b angeordnet sind, die wiederum
eine kontinuierliche, wasserquellende Schicht ist. In einer Ausgestaltung sind
die Elemente der Schicht 104a in regelmäßigen Abständen angeordnet, die allgemein
mit der Verseillänge
eines Bändchenstapels
korrelieren. Überdies haben
die Elemente eine Höhe
h, die sich über
deren Breite w hinweg ändert.
Mit anderen Worten ausgedrückt,
sind die Elemente so geformt, dass sie der Form der optischen Wellenleiter,
die sie allgemein umgeben sollen, entsprechen.
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In 13 wird
das Kabel 130 dargestellt, das eine andere Ausgestaltungsform
der vorliegenden Erfindung ist, bei der die Röhrenanordnung 10 Einsatz
findet. Das Kabel 130 beinhaltet ein Ummantelungssystem 137 um
die Röhrenanordnung 10,
um die Röhrenanordnung 10 beispielsweise
vor Querdruckkräften
sowie vor Umwelteinwirkungen zu schützen. In diesen Fall beinhaltet
das Ummantelungssystem 137 ein wasserquellendes Band 132, das
mit einem (nicht sichtbaren) Bindfaden gesichert ist, ein Paar Reißleinen 135,
ein armiertes Band 136 sowie eine Schutzhülle 138.
Das armierte Band 136 ist vorzugsweise gewalzt hergestellt;
es können
allerdings auch andere geeignete Fertigungsmethoden eingesetzt werden.
Das Paar der Reißleinen 135 ist allgemein
ungefähr
einhundertachtzig Grad mit Abständen
von neunzig Grad von der Überlappung
der Armierung auseinander angeordnet, wodurch ein Abscheren der
Reißleine
an einer Kante des armierten Bandes während des Gebrauchs verhindert
wird. In bevorzugten Ausgestaltungen weisen die für das Reißen durch
ein bewehrtes Band hindurch geeigneten Reißleinen eine Konstruktion wie
in der US-Patentanmeldung Nr. 10/652,046 offenbart und eingereicht
am 29. August 2003 auf, wobei deren Offenbarung durch Bezugname
hierin aufgenommen gilt. Das armierte Band 136 kann entweder
dielektrisches oder metallisches Material sein. Bei Verwendung eines
dielektrischen bewehrten Bandes kann das Kabel auch einen Metalldraht
zur Lokalisierung des Kabels bei unterirdischer Verlegung enthalten.
Anders ausgedrückt
macht der Metalldraht das Kabel auffindbar. Die Ummantelung 138 umgibt
allgemein das armierte Band 136 und schützt das Kabel 130 vor Umwelteinwirkungen.
Selbstverständlich
können
andere geeignete Ummantelungssysteme ebenfalls für die Röhrenanordnung verwendet werden.
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In 14 ist
das Glasfaserkabel 140 dargestellt. Kabel 140 umfasst
mindestens einen optischen Wellenleiter 12 und eine trockene
Einlage 14, wodurch eine Kabelader im Ummantelungssystem 142 gebildet
wird. Anders ausgedrückt
bildet das Kabel 140 eine röhrenfreie Konstruktion, da
der Zugang zur Kabelader 141 einfach durch Aufschneiden
des Ummantelungssystems 142 erreicht wird. Das Ummantelungssystem 142 enthält auch
die darin integrierten und um 180 Grad zueinander versetzt angeordneten Zugentlastungselemente 142a,
wobei damit dem Kabel eine bevorzugte Krümmung gewährt wird. Andere Ummantelungssystemkonfigurationen,
wie beispielsweise unterschiedliche Typen, Mengen, und/oder Platzierungen
der Zugentlastungen 142a sind selbstverständlich möglich. Kabel 140 kann
auch eine oder mehrere Reißleinen 145 enthalten,
die zwischen der Kabelader 141 und der Ummantelung 142 zum
Aufreißen
der Ummantelung 142 angeordnet sind, wodurch den Facharbeitern
ein einfacher Zugriff auf die Kabelader 141 ermöglicht wird.
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In 15 ist
ein Glasfaserkabel 150 mit einer Vielzahl von Röhrenanordnungen 10 verseilt
um ein Zentralelement 151 dargestellt. Speziell werden die
Röhrenanordnungen 10 mit
einer Menge von Fülldrähten 153,
um das Zentralelement 151 S-Z verseilt und mit einem oder
mehreren (nicht sichtbaren) Bindfäden gesichert, wodurch eine
verseilte Kabelader gebildet wird. Die verseilte Kabelader hat ein
wasserquellendes Band 156, das mit einem (nicht sichtbaren)
Bindfaden gesichert wird, bevor die Ummantelung 158 darüber extrudiert
wird. Optional können Aramidfasern
oder geeignete Zugentlastungen und/oder wassersperrende Bauteile,
wie z.B. wasserquellende Fäden,
um das Zentralelement 151 verseilt werden, wodurch ein
Teil der verseilten Kabelader gebildet wird. Desgleichen können die
wasserquellenden Bauteile, wie z.B. Fäden oder ein Band, um das Zentralelement 151 platziert
werden, um so das Eindringen von Wasser entlang der Mitte des Kabels 150 zu
verhindern. Andere Varianten des Kabels 150 können ein
bewehrtes Band, eine innere Ummantelung und/oder unterschiedliche
Anzahlen von Röhrenanordnungen
umfassen.
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In 19 und 20 sind
zur Erläuterung dienende
röhrenlose
Kabelkonstruktionen nach der vorliegenden Erfindung dargestellt.
Speziell handelt es sich bei Kabel 190 um ein Verbindungskabel
mit mindestens einem Lichtwellenleiter 12, der allgemein in
einem Hohlraum der Ummantelung 198 von der trockenen Einlage 14 umgeben
ist. Kabel 190 umfasst ebenfalls mindestens ein Zugentlastungselement 194.
Andere röhrenlose
Verbindungskabelkonfigurationen sind ebenfalls möglich, so z.B. runde oder ovale
Konfigurationen. In 20 ist ein röhrenloses Achterverbindungskabel 200 dargestellt,
das einen Übertragungsabschnitt 202 und
einen Trägerabschnitt 204 verbunden
mit einer gemeinsamen Ummantlung 208 aufweist. Der Übertragungsabschnitt 202 umfasst
ein Zugentlastungselement 203 und der Trägerabschnitt 204 umfasst
einen Hohlraum, der mindestens einen Lichtwellenleiter 12 aufweist,
der allgemein von der trockenen Einlage 14 umgeben ist.
Der Trägerabschnitt 204 kann
auch mindestens ein Stauchschutzelement 205 umfassen, um
ein Einschrumpfen zu verhindern, wenn der Trägerabschnitt 204 vom Übertragungsabschnitt 202 getrennt
wird. Obwohl die 19 und 20 die
trockene Einlage aus der 2a darstellen,
kann jede geeignete trockene Einlage verwendet werden.
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Viele
Modifikationen oder andere Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche werden
einem sachkundigen Fachmann offensichtlich werden. Beispielsweise
können
Lichtwellenleiter in einer Rei he von Bändchenstapeln oder Konfigurationen
wie ein gestuftes Profil des Bändchenstapels
ausgebildet werden. Kabel gemäß der vorliegenden
Erfindung können
auch mehr als eine spiralförmig
verseilte optische Röhrenanordnung
beinhalten anstelle von S-Z verseilten Konfigurationen. Darüber hinaus
können die
trockenen Einlagen der vorliegenden Erfindung wie gezeigt zusammen
laminiert sein oder als individuelle Komponenten angewandt werden.
Daher versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die speziellen hier
offenbarten Ausführungsformen
beschränkt
ist und dass Modifikationen und andere Ausführungsformen im Umfang der
beigefügten
Ansprüche
gemacht werden können.
Obwohl spezielle Begriffe hier angewandt werden, werden sie nur
in einem allgemeinen und beschreibenden Sinne verwendet und nicht
zum Zweck einer Beschränkung.
Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf quarzbasierte Lichtwellenleiter beschrieben,
jedoch sind die erfinderischen Konzepte der vorliegenden Erfindung
auf andere geeignete Lichtwellenleiter und/oder Kabelkonfigurationen
anwendbar.
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ZUSAMMENFASSUNG
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KURZFASSUNG
DER OFFENBARUNG
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Eine
optische Röhrenanordnung,
die mindestens einen Lichtwellenleiter, mindestens eine trockene
Einlage (14) und eine Röhre
(18) aufweist. Der wenigstens eine Lichtwellenleiter (12)
ist in der Röhre (18)
angeordnet und umgibt generell den wenigstens einen Lichtwellenleiter
(12). In einer Ausführung
hat die trockene Einlage (14) eine erste Schicht, die ein Filz
umfasst, der mindestens einen Typ nicht durchgehender Fasern hat.
Die trockene Einlage (14) kann auch eine Vielzahl wasserquellender
Fasern enthalten (24a). In einer anderen Ausführung hat
eine trockene Einlage (14) eine erste Schicht (172),
eine zweite Schicht (176) sowie eine Vielzahl wasserquellender
Fasern (174). Die erste und die zweite Schicht (172, 176)
sind zumindest entlang deren Längskanten
miteinander verbunden und bilden dadurch mindestens eine Kammer
(174a) zwischen der ersten und der zweiten Schicht (172, 176),
und die Vielzahl wasserquellender Fasern (174) ist generell
in der wenigstens einen Kammer (174a) angeordnet. Die trockene
Einlage (14) ist ebenfalls von Vorteil in röhrenlosen
Kabelausführungen.