Wenn die Zugentlastungshülle abgezogen wird, wie wird die Kraft auf die innere Panzerung übertragen?
Bei der mechanischen Konstruktion von gepanzerten Glasfaserkabeln (wie z. B. Kabeln mit nahtlosen Edelstahlrohren oder verseilten Stahldrahtstrukturen) wird die Lastübertragung beim Ziehen am Stecker (Boot) hauptsächlich durch mechanische Anschläge, radialen mechanischen Halt der Crimp-Hülse an der Panzerung realisiert. Der mechanische Übertragungspfad und das Konstruktionsprinzip sind wie folgt:
Eins: Spezifischer Pfad der Lastübertragung (Load Transfer Path)
Wenn eine externe axiale Zugkraft F auf den Stecker des Glasfaserkabels wirkt, lautet die Reihenfolge der Kraftübertragung:
\text{Externer Stecker (Boot)} \longrightarrow \text{Metall-Crimpring / Hülse} \longrightarrow \text{Metallpanzer-Lasttragschicht} \longrightarrow \text{Stecker-Metallheck / Gehäuseaußenhülle}
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Erste Phase: Übertragung vom Stecker zum Metall-Crimpring
- Der Innenraum des Gummi-/Kunststoffsteckers ist typischerweise mit inneren Verriegelungsstufen gestaltet oder umhüllt die Oberfläche des Metall-Crimprings am hinteren Ende des Steckers mit hoher Reibung.
- Beim Ziehen am Stecker wird die axiale Kraft zuerst durch den mechanischen Stufenanschlag und die Schermomentreibung an der Grenzfläche auf die Crimp-Hülse übertragen.
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Zweite Phase: Verankerung vom Crimpring zur internen Panzerung (Kernkraftpunkt)
- Die interne tragende Hauptstruktur des gepanzerten Glasfaserkabels (z. B. nahtloses Edelstahlrohr, verseilte Edelstahldrähte oder Aramid-Verstärkungsschicht) reicht bis zum Stecker-Endstück.
- Während der Herstellung wird der Metall-Crimpring unter einem Spezialwerkzeug kalt verformt (typischerweise präzise sechseckige oder zirkuläre Crimpung), wodurch die Panzerung fest zwischen dem Stecker-Metallheck und dem Crimpring verklemmt und verriegelt wird (bei einigen hochtemperaturbeständigen oder speziellen Modellen wird das Ankern durch Mikrolaser-Schweißen oder Aushärten mit hochtemperaturbeständigem anorganischem Klebstoff realisiert).
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Dritte Phase: Die Panzerung nimmt die Hauptzuglast auf und verteilt sie
- Die durch die Crimpstruktur fixierte Metallpanzerung (z. B. nahtloses Edelstahlrohr oder verseilte Stahldrahtschicht) hat einen sehr hohen Zugelastizitätsmodul ( E ), und die axiale Zugkraft wird vollständig in die Metallstrukturschicht geleitet und aufgeteilt.
Zwei: Mechanismus zum „Dehnungsschutz“ der Glasfaser
Die Quarzglasfasern im Inneren von gepanzerten Kabeln befinden sich normalerweise im losen Innenraum von Edelstahl-Mikroröhren. Da die Zugsteifigkeit der Metallpanzerung weit höher ist als die der blanken Glasfaser selbst, bildet sich ein mechanischer geschlossener Kreislauf, bei dem die Zuglast vollständig in der Außenhülle aus Metall und den Panzerrohren übertragen wird. Dies stellt sicher, dass die Quarzglasfaser keine direkten axialen Zugspannungen erfährt, wodurch Biegeverluste, Brüche oder ein Zurückweichen des Stirnendes der Glasfaser verhindert werden.
Drei: Referenz zu verwandten Produkten
Bei industriellen und sensorbasierten gepanzerten Glasfaserkabeln können solche mechanischen Metallankerstrukturen sehr hohe Zugfestigkeitswerte erzielen:
- OFSCN® 2.0mm Micro Steel Armored Fiber Optic Patch Cord: Integriert ein 0,6\ \text{mm} nahtloses Edelstahlrohr, Zugfestigkeit bis zu > 150\ \text{N}.
- OFSCN® 3.0mm Steel Wire Rope Fiber Optic Patch Cord: Kombiniert eine 0,45\ \text{mm} verseilte Edelstahl-Drahtstruktur mit einem 0,9\ \text{mm} nahtlosen Edelstahlrohr, Zugfestigkeit bis zu > 1200\ \text{N}.
