海底通信电缆以及用于制造海底通信电缆的方法和设备与流程

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的海底通信电缆。本发明还涉及一种根据权利要求8的前序部分所述的用于制造海底通信电缆的方法以及一种根据权利要求15的前序部分所述的用于制造海底通信电缆的设备。

背景技术：

海底通信电缆具有由铜管包围的光纤构成的芯。所述芯由增强部包围以增加其抗拉强度和抗压强度，所述增强部例如由绞合的钢丝形成。所述增强部由包封套、例如包封层保持在一起，该包封套在已知的海底通信电缆中由铜管形成。所述铜管同时用作电导体。外部的铜管最后被外部的绝缘件包围。

上述已知的海底通信电缆的主要缺点在于包封层的包围由钢丝形成的增强部的外部铜管。所述铜管的制造以及所述缆芯连同增强部的包围缆芯的钢丝的嵌入是非常高成本的。此外，海底通信电缆的外部铜管的材料成本变得昂贵。最后，外部铜管降低了已知的海底通信电缆的灵活度。

技术实现要素：

本发明所基于的目的是，提供一种价格便宜的海底通信电缆以及一种用于简单和低成本地制造所述海底通信电缆的方法和设备。

用于实现开始提及的目的的海底通信电缆具有权利要求1所述的特征。因此，包封层由缠绕层形成。这样的缠绕层能够简单地形成，并且能够由价格便宜的材料制成，例如由塑料、橡胶或其它弹性体制成。由此能够省去形成所述层的铜管的昂贵制造，并且与铜相比使用价格便宜的材料。由至少一个薄的柔性的带构成的缠绕层也提高了海底通信电缆的柔性。

优选地提出，缠绕层由至少一个薄的、柔性和/或弹性的、条状和/或扁平的带形成。这种也称为条带的带能够简单地绕增强部缠绕，以便在施加外部的绝缘层之前使所述增强部稳固。由导电材料、优选由铜构成的包围光纤的管道和/或增强部的导电股线至少主要用作为电导体。

根据海底通信电缆的一个优选的设计方案提出，形成由至少轻微导电的、尤其是半导电的材料构成的至少一个薄的条状和/或扁平的带。在此，其可优选是半导电的塑料或类似的材料，例如橡胶或弹性体。通过至少略微导电的带，由其形成的缠绕层形成附加的导体或附加的导电层，所述导电层的电导率超过电绝缘材料。由此，至少一个带和由其形成的缠绕层有助于电场平滑，优选有助于排除电峰效应。

可设想的是，用于形成至少一个带的塑料或类似材料是自粘的。优选的是，塑料或类似材料是冷自粘的或者设有至少单侧的粘合剂层。因此，围绕所述增强部设置的缠绕层形成连贯粘贴的或硫化的液密包封层，所述包封层包围根据管道类型的增强部进而将其固定和/或保持在一起。

根据至少一个薄带的一个优选的设计方案提出，所述带由尤其在形成缠绕层之后扩宽的、膨胀的和/或鼓起的材料、优选塑料形成。由此确保在增强部的绞合的线材之间由缠绕层包围的优选所有空腔(尤其三角拱腔)由缠绕层或包封层的材料填充。以这种方式，避免了在缠绕层下的空腔，在所述空腔中液体能够积聚。这在水下铺设的海底通信电缆中特别重要。

根据海底通信电缆的一个有利的改进方案，至少一个扁平的和薄的条状的带螺旋状地绕着增强部缠绕。由此能够简单地和可靠地形成本身封闭的包封层。优选的是，至少一个带在弹性预紧力下绕着所述增强部缠绕。这实现将增强部的各个线材或股线特别牢固地保持在一起。尤其在增强部的绞合线的情况下，因此防止在施加外部的绝缘部之前所述绞合线跳线。此外，由于预紧力，柔性弹性的带能够紧贴到形成增强部的线材或股线上，特别是进入位于相邻的线材或股线之间的三角拱腔中。

海底通信电缆的一个改进方案可行性提出，缠绕层由多个层形成，优选由多个绕着增强部缠绕的层形成。如果在多个层中，两个或多于两个的薄的、柔性的带螺旋状地围绕增强部缠绕，那么能够特别可靠地形成无间隙的缠绕层。然后，所述缠绕层产生完全封闭的软管状或管道状包封层。尤其是，由此形成的包封层是柔性的。

在有利地构造的海底通信电缆中，增强部由多个环状地围绕管道设置的拉力元件形成。拉力元件能够单层地或者也能够多层地围绕管道设置。所述拉力元件用于：吸收施加到海底通信电缆上的拉力，使得所述拉力不必被海底通信电缆的其它部件吸收，尤其是不必被管道吸收，围绕所述管道在其中设置有光导体。拉力元件优选以绞合的方式围绕管道设置。拉力元件能够是优选彼此相同的股线或线材。优选地，股线或线材具有圆形横截面。但是也能够设想拉力元件的其它横截面形状和/或型廓。线材优选是钢丝，例如由不锈钢制成的钢丝。所述钢丝能够吸收高的拉力。但是，在钢丝的部位处也能够设有由其它抗拉的、尤其是高度抗拉的材料构成的任意型廓的股线，所述材料例如是碳纤维或玻璃纤维、铝、铜等。然后，如果增强部不必是导电的或者仅轻微导电，那么由于高的抗拉强度和低的延展而考虑由玻璃纤维和/或碳纤维构成的股线。

一种用于实现开始提及的目的的方法具有权利要求8所述的措施。因此，通过将至少一个薄的和/或柔性的、尤其是窄的、扁平的带绕着所述增强部缠绕来制造包封层。所述带优选也是弹性地可延展和可收缩的。这种包封层能够比由铜制成的包封层、尤其铜管道更简单且成本更低地形成。

所述方法优选提出，至少一个薄带在张紧力下和/或弹性延展地绕着增强件缠绕。由此确保了增强部的可靠固定。这在由绞合线构成的增强部中特别重要。在此，借助张紧力和/或弹性延展绕着线材缠绕的至少一个带用于提供缠绕层或包封层，该缠绕层或包封层根据收缩软管的方式构成并具有收缩软管的特性。因此，线材或者还有用于形成增强部的股线被挤压在一起，进而有效地防止移位或跳线。

所述方法的另一有利的设计方案可行性提出，至少一个条状的薄带螺旋状地绕着增强部缠绕。这能够根据缠绕原理来进行。然后，由多个优选绞合的增强股线构成的增强部直接在制造增强部之后通过由至少一个带形成的包封层和缠绕层形成。

特别有利的是一种方法，所述方法提出，至少一个带绕着增强部缠绕，使得相邻的匝和/或相互叠置的带的边缘区域重叠。以这种方式，形成封闭的包封层或缠绕层。如果替代地或附加地相应的带的重叠的边缘区域在绕着增强部缠绕的情况下优选自动地粘合，那么特别可靠地产生根据收缩软管类型的全表面的液密封闭的包封层或缠绕层。

所述方法的一个改进方案可行性提出，至少一个带在形成包封层或缠绕层之后膨胀。优选地，形成包封层或缠绕层的至少一个带在由至少一个带形成的包封层或缠绕层设有外部的绝缘部之后才开始膨胀。还可设想的是，当至少一个带与液体或湿气接触时，所述至少一个带才能发生膨胀，或者通过湿气引起所述带的膨胀。然后，将至少一个膨胀的带的材料朝向尤其包围的增强部挤压。尤其当增强部由在相邻的线材之间具有三角拱腔的圆形线材构成时，那么通过至少一个带的膨胀的材料，所述三角拱腔优选完全地封闭，但是至少近似封闭，进而避免海底通信电缆内部的空腔。

用于实现所提及的目的的设备具有权利要求15所述的特征。在该设备中设有用于制造包封层或缠绕层的装置，所述装置设有至少一个退绕机，用于带的储备，所述带用于形成包封层或缠绕层。柔性和/或弹性的带能持续连续地从相应退绕机抽出，直至消耗掉储备，并且在此，在制造海底通信电缆期间，包围增强部的包封层或缠绕层能所谓的“联机(inline)”制造。

所述设备的一个改进方案可行性提出，设有增强部的部分制成的电缆沿制造方向延伸穿过接收薄带的储备的环状的引出线卷。由此，所述带能够特别简单地围绕穿过引出线卷的部分制成的海底通信电缆缠绕。

优选的是，环状的引出线卷能围绕纵向中轴线转动，所述纵向中轴线与要制造的电缆的沿生产方向延伸的纵向中轴线重合。因此，引出线卷的纵向中轴线和转动轴线位于要制造的海底通信电缆的纵向中轴线上。在抽出带时，环状的引出线卷能够围绕要制造的电缆的沿生产方向延伸的纵轴线转动，优选被转动。

还可设想的是，设有多个引出线卷。优选两个平行的引出线卷。优选地，在两个平行的引出线卷中，引出线卷的位于其纵向中轴线上的转动轴线位于一个共同的轴线上，所述共同的轴线横向地以90°延伸穿过要制造的电缆的纵向中轴线。因此，从两个平行的引出线卷同时抽出两个带。这两个带能够同时绕着要制造的海底通信电缆缠绕，尤其是绕着该海底通信电缆的增强部缠绕。

在所述设备的一个优选的设计方案中，为所述或每个引出线卷配设一与引出线卷牢固地连接的、尤其环绕的、倾斜定向的偏转部，所述偏转部用于在径向上以90°从所述一个或多个相应的引出线卷朝向电缆的制造方向抽出的带。这优选使得所述或每个带从偏转部相对于电缆的制造方向倾斜地延伸到要包封的增强部上，更确切地说，优选沿电缆的制造方向观察在所述一个或多个相应的引出线卷后方延伸到要包封的增强部上。因此，在连续地制造海底通信电缆时，能以所谓的联机的方式连续地制造由连续的带构成的围绕增强部的包封层或缠绕层。

为了制造包封层或缠绕层，所述设备仅设有一个引出线卷或者必要时设有多个引出线卷，所述引出线卷分别具有为其配设的偏转部，例如，倾斜的、可自由转动的偏转辊，围绕所述偏转辊提供由至少一个条带状的带构成的缠绕层，所述带由塑料或类似的材料并且必要时由半导电的塑料构成。相应的偏转辊的倾斜位置在此对应于螺旋状地绕着增强部缠绕的至少一个薄带的缠绕角或绞合角。

附图说明

在下文中借助附图详细阐述本发明的优选实施例。在所述附图中示出：

图1示出海底通信电缆的横截面；

图2示出围绕增强部的形成包封层的缠绕层的短区段的显著放大示出的纵剖面；

图3以类似于图2的视图示出缠绕层的一替代实施例；

图4示出设备在用于制造包围增强部的缠绕层的装置的区域中的示意侧视图；

图5示出图4的设备的俯视图；

图6示出根据本发明的一替代实施例的用于制造包围增强部的缠绕层的设备的示意侧视图；

图7示出图6的设备的俯视图。

具体实施方式

图1示出构造为海底通信电缆的电缆的横截面。所述海底通信电缆具有多个光导体10，所述光导体是光波导或玻璃纤维导体。光导体10松地或成束地——优选过盈地——安置在导电的管道11中。在所示出的海底通信电缆中，所述海底通信电缆优选安装在放大器之间，导电管道11用于为放大器提供能量，因此所示出的海底通信电缆也用作为放大器-海底通信电缆。光导体10要么松地位于略大的导电管道11中，要么位于导电管道11的凝胶状填充物中。在该情况下，凝胶状填充物至少部分地填充导电管道11的内腔12。导电管道11优选由铜形成，但是也能够由另一导电材料形成，例如铝。其中含有光导体11的管道11形成海底通信电缆的芯。

导电管道11在外部被增强部包围。所述增强部用于稳定海底通信电缆并且用于保护形成芯的导电管道11。为此，增强部以抗拉和/或抗压的方式构造。在所示出的实施例中，增强部由在0.1mm和5mm之间的相同直径的以及抗拉强度至少为500n/mm²的多个圆柱形股线13形成。所述股线13优选为钢丝。所述钢丝可以是固实的钢丝；但是也可以是多个细的钢绞线绞合成股线13。各个股线13紧密地彼此贴靠，因此几乎无间隙地围绕管道11设置。优选地，股线13围绕管道11绞合。

在所示出的实施例中，包围导电管道11的增强部由仅一层紧密地彼此贴靠的、优选绞合的股线13形成。然而也能够设想的是，增强部由设置成多层的股线13形成。还能够设想的是，增强部不由圆柱形的股线13形成，而是由具有不同横截面的股线形成，所述横截面例如为矩形或椭圆形的横截面，或者甚至是由带有轮廓部的股线形成。

增强部被包封层包围。根据本发明，包封层构造为缠绕层14。缠绕层14由至少一个薄的且柔性的条状的和/或扁平的带15形成。这样的带15是柔软的进而构成条带。至少一个带15螺旋状地和/或盘绕状地绕着股线13缠绕，以形成包围增强部的缠绕层14。根据图2，至少一个带15能够单层地绕着增强部缠绕，其中，带15的相邻线圈的窄的相对置的边缘区域重叠，以形成重叠区域16。因此，由卷绕的带15形成的缠绕层14构成围绕增强部的股线13的本身封闭的软管。根据图3，缠绕层14双层地构成。该双层的缠绕层14优选由带15和第二带17形成。第二带17相应于第一带15，并且优选具有完全一样的尺寸。带15形成第一内层，带17形成总计双层的缠绕层14的第二外层。

还能够设想的是，图2的单层的缠绕层14由两个带15和17形成。然后将带15和17交替地并排绕着增强部缠绕，以形成缠绕层14，使得除了由带15构成的线圈，跟随有由带17构成的线圈，并且由带15构成的线圈又衔接到由带17构成的线圈上。

带15或者说带15和17由薄的、柔软的、柔性和/或弹性的、可延展或可收缩的材料形成。因此，带15和/或17根据条带的方式构成。作为用于带15和/或17的材料，优选考虑半导电的、优选低导电的材料，例如塑料、橡胶或其它弹性体。带15或者说17的厚度小于1mm。尤其，带15或者说17的厚度在0.5mm和0.01mm之间的范围内。特别优选地，厚度范围在0.35mm至0.1mm之间。带15或者说17的抗拉或抗延展强度大于5n/cm，尤其大于20n/cm。

还能够设想的是，带15或者说17构成为薄的织物带，所述织物带由具有增强纤维的塑料构成，尤其是由用于增强的合成纤维构成。

在海底通信电缆的一个优选设计方案中，缠绕层14由半导电的带15和/或17形成。这优选通过使本身不导电的、用于形成带15和/或17的塑料或其它弹性体可部分导电来发生。例如，塑料能够通过添加碳来具有导电性，所述碳能够是工业炭黑。这种带15和/或17的电导率大于电绝缘材料的电导率。

海底通信电缆的缠绕层14由优选不透水的绝缘部18包围。在图1中所示出的海底通信电缆中，绝缘部18三层式地构造，即由包围缠绕层14的内层19、中间层20和外层21构成。优选地，绝缘部18的所有三个层19、20和21由塑料制成，其中，各个层19、20和21被挤出形成。即使所有三个层19、20和21都由塑料制成，各个层19、20和21也能够由不同的塑料和/或不同特性的塑料构成。整个绝缘部18的壁厚，即所有三个层19、20和21的总和，能够根据要求而显著变化，尤其在0.05mm和10mm之间变化。也能够设想由少于三个层构成的绝缘部18。

在图1中所示出的具有由圆柱形的股线13构成的增强部的海底通信电缆中，在相邻的股线13和管道11的外直径之间形成小的、大致三角形的三角拱腔22，并且在股线13和包围全部股线13的缠绕层14之间产生略大的并且也大致三角形的三角拱腔23。为了避免空腔，在海底通信电缆中提出，至少绝大部分地填充三角拱腔22和23。内部的三角拱腔22例如通过股线13绕着管道11缠绕的或一起延伸的、膨胀的丝状物、尤其是塑料丝来填充。外部的三角拱腔23通过形成由膨胀的塑料构成的带15和/或17和必要时附加的膨胀的丝状物等来填充。通过塑料中的聚合物，带15和/或17具有膨胀的特性。聚合物形成所谓的超吸收剂颗粒，在显微镜下观察，所述超吸收剂颗粒是裂缝和/或多孔的。因此，在朝向颗粒芯的方向上形成通道，所述通道具有毛细管的特性进而吸引湿气或液体，由此所述带15和/或17膨胀。带15和/或17的膨胀的塑料实现：在制造缠绕层14之后，尤其在随后施加外部的绝缘部23之后，所述塑料填充在增强部的相邻股线13之间的外部的三角拱腔23。

在重叠区域16中，带15和/或17的相邻线圈的重叠的边缘区域通过例如带15和/或17的弹性预紧力在缠绕增强部的股线13的情况下牢固地弹性预紧并且互相压紧，使得缠绕层14是液体不可穿透的或者不可被液体穿透。然后，所述缠绕层14原则上如收缩软管一样包围增强部的股线13。但也能够设想的是，每个带15和/或17的至少一侧设有粘合剂层，使得带15和/或17的相邻线圈的重叠的边缘区域液密地相互粘合。替代地或附加地，能够设想的是，带15和/或17设有冷自粘的特性，使得带15和/或17的相邻线圈的在重叠区域16中相互重叠的边缘区域，尤其在借助弹性预紧力进行股线13的缠绕的情况下自动地相互粘合或者甚至通过硫化彼此连接，进而带15和/或17的相邻线圈之间的重叠区域16是液密的。

由柔性的薄带15和/或17形成的缠绕层14如在常规的具有由铜形成的包封层的海底通信电缆中那样负责在制造工艺期间将增强部的股线13保持在一起。此外，至少轻微导电的带15和/或17实现场平滑的缠绕层14。被带15和/或17替代的、用于形成包封层的铜材料的其余功能，尤其是电导率和氢阻挡层的形成，由包围光导体10的、由铜或其它可导电材料构成的管道11来承担。具有作为缠绕层14由带15和/或17形成的包封层的海底通信电缆具有与下述海底通信电缆类似的特性，该海底通信电缆具有由铜形成的包封层。但是此外，缠绕层14由带15或带15和17更柔性地且成本更低地以及更简单地制造。

图4至7示出用于制造上述海底通信电缆的不同设备的示意性的局部。

图4和5示出用于制造由单个带15构成的缠绕层14的装置的第一实施例。要制造的海底通信电缆沿通过箭头24表示的制造方向通过设备被拉动，并且在此逐渐地制造具有光导体10的管道11、由围绕管道11缠绕的股线13构成的增强部、缠绕层14和外部的绝缘部18。

图4和5示出在未示出的绞合机中发生的对由一束股线13构成的增强部进行的绞合之后的部分制成的海底通信电缆。沿制造方向24观察，用于制造缠绕层14的装置的引出线卷26跟随绞合机。环状构造的引出线卷26围绕要制造的海底通信电缆设置，使得引出线卷26的水平转动轴线位于要制造的海底通信电缆的纵向中轴线上。薄的柔性的带15的储备卷绕在引出线卷26上。在径向方向上在引出线卷26旁边，设置有倾斜定向的偏转部，所述偏转部由优选可自由转动的辊28构成。辊28与引出线卷26连接，使得引出线卷26和辊28形成一个单元。辊28倾斜地定向，使得切向地从引出线卷26抽出的带15以例如45°偏转，更确切地说，使得沿制造方向24观察在引出线卷26后方以45°的绞合角卷绕到海底通信电缆的增强部上。与所示出的45°的绞合角不同，该绞合角也能够是更大或更小的，尤其在25°至89°之间的范围内。

引出线卷26借助固定在其上的辊28围绕要制造的海底通信电缆的纵向中轴线27环绕地转动驱动。引出线卷26连同辊28的转速按照海底通信电缆的制造速度、即其在施加缠绕层14时沿制造方向24的进给速度进行协调，使得产生具有重叠区域16的封闭的缠绕层14，所述重叠区域由根据在图2中的视图的带15的各个线圈的重叠的边缘区域构成。

图6和7示出用于制造缠绕层14的装置的一个替代实施例。在该实施例中，所述装置设置为具有两个平行的、相同大小的引出线卷29和30的切向带退绕机。引出线卷29接收带15的储备，并且引出线卷30接收优选相同的第二带17的储备。

引出线卷29和30设置在要制造的海底通信电缆的纵向中轴线27的相对置的各侧上。引出线卷29和30在此位于以相同间距在纵向中轴线27旁边的两个平行的平面中。引出线卷29和30可围绕一个共同的转动轴线31转动。所述转动轴线31垂直地延伸穿过要制造的海底通信电缆的纵向中轴线27，也就是说，转动轴线31与纵向中轴线27成直角地相交。在所示出的实施例中，为每个引出线卷29和30配设一个倾斜定向的辊32、33。相对置的引出线卷29、30的辊32、33反向地倾斜定向，更确切地说，即其纵向中轴线沿制造方向24观察在下述部位前相交：在该部位上，带15和17卷绕到增强部的股线13上。辊32和33也牢固地与相应的引出线卷29和30连接。

辊32和33正如引出线卷29和30一样能围绕其纵向中轴线自由转动。而两个引出线卷29和30的转动轴线31在一垂直地延伸穿过要制造的海底通信电缆的纵向中轴线27的平面中可通过在图6和7中未详细示出的驱动单元旋转驱动。由于两个引出线卷29和30的围绕纵向中轴线27旋转的转动轴线31，两个带15和17同时根据绞合原理绕着增强部的股线13缠绕，并且在此制成缠绕层14。带15和17在直径相对置的部位上延伸到增强部上，使得在根据图2中的视图的单层缠绕层14的情况下，带15的线圈和带17的线圈交替地以其边缘区域有轻微重叠地连续地并排设置，以建立重叠区域16。

在图6和图7中所示出的装置具有带有两个引出线卷29和30的切向带退绕机也能够实现形成双层的缠绕层14，其方式为首先由带15形成包围股线13的第一层缠绕层14，并且随后该第一层缠绕层14被由带17构成的第二层缠绕。然后产生在图3中示出的双层缠绕层14。

下面更详细地解释根据本发明的用于制造缠绕层的方法，所述缠绕层围绕用于形成包围管道11的增强部的股线13：

在根据本发明的方法中，围绕股线13的包封层不像至今为止那样由铜层形成，而是由一个单层的或多层的缠绕层14形成。所述缠绕层14由至少一个带15形成，也可能由两个带15和17形成或者必要时由多于两个带形成。柔性的和/或柔软的带15和/或17由薄的、扁平的塑料条形成。由此，带15和/或17薄膜状地构成。因此，在薄膜状的带15和/或17的情况下也能够谈及“条带”。这样的带15和/或17是柔软的并且尤其是非常柔性的。带15和/或17由在图4至7中示出的设备绕着增强部的股线13缠绕。所述带15和/或17绕着股线13的缠绕螺旋状地和/或盘旋状地进行，其方式为，带15和/或17在相对于要制造的海底通信电缆的纵向中轴线小于90°的角度下例如以缠绕或者说绞合原理绕着用于形成增强部的股线13缠绕。由此产生在图2和3中示出的单层或双层的缠绕层14。

带15和/或17优选以张紧力绷紧地绕着增强部缠绕。因此，由带15和/或17形成的缠绕层14能够以弹性预紧力包围增强部，进而根据收缩软管的方式可靠地将增强部的绞合的股线13保持在一起。此外，带15和/或17的相邻线圈的重叠的边缘区域通过在将带15和/或17绕着股线13缠绕情况下的弹性预紧力而在重叠区域16中彼此压紧，由此形成至少不透水的缠绕层14。

还可设想的是，带15和/或17在缠绕增强部时在弹性范围中延展，使得所述带以持续的预紧力将股线13保持在一起。带15和/或17在绕着股线13缠绕时的弹性延展此外也能够实现：激活带15或者说17的特定特性，例如带15和/或17的可膨胀性。当制造缠绕层14时，带15、17在这种情况下才开始膨胀。因此，尤其能够由膨胀的带15和/或17可靠地填充在增强部的相邻股线13之间的外部的三角拱腔23。

还可设想的是，带15或者说17通过弹性延展而具有自粘的、尤其是冷自粘的特性，这例如引起带15、17的相邻线圈的重叠的边缘区域、即重叠区域16的冷粘合或硫化。

本发明不仅适用于在图1中示出的海底通信电缆，而且也适用于具有不同构造的海底通信电缆。此外，本发明不局限于在图1示出的海底通信电缆的结构。

附图标记列表：

10光导体

11管道

12内腔

13股线

14缠绕层

15带

16重叠区域

17带

18绝缘部

19内层

20中间层

21外层

22三角拱腔

23三角拱腔

24制造方向

26引出线卷

27纵向中轴线

28辊

29引出线卷

30引出线卷

31转动轴线

32辊

33辊