(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学的伝送素子を含むケーブルにおいて、
ケーブル長手軸の方向に伸長する中央要素（ＺＥ）を有し、
該中央要素（ＺＥ）は外側に向かって開放した少なくとも１つのチャンバ（Ｋ）を有し、
該チャンバ（Ｋ）は中央要素（ＺＥ）の外側で螺旋状またはネジ状に、周期的に変化する回転方向を以て周回しており、
伝送素子として用いられる複数のＬＷＬベルト（ＬＢ）は、前記チャンバ（Ｋ）に上下に重ねて積層配置されており、
前記ＬＷＬベルト（ＬＢ）がチャンバに装填されることによって、当該ＬＷＬベルトに生じるＳＺ撚りには、さらに付加的に１つの平行撚りが重ね合わされており、
前記平行撚りは、ＬＷＬベルト（ＬＢ）の長手軸を中心にした当該ベルト（ＬＢ）の連続的回転によって引き起こされ、
前記回転はベルト長手軸を中心にして、ＳＺ撚りの１撚り当たり３６０゜であり、
単層または多層に構成された外套が前記中央要素（ＺＥ）を包囲している、
ことを特徴とするケーブル。
【請求項２】
ベルト積層体（ＢＳ）は、順次連続する反転個所のある場所（螺旋部）のそれぞれ中央で次のようにチャンバ（Ｋ）に配置されている、すなわちベルト長手軸に対して垂直であり、LWLベルトによって張架される平面内にあるＬＷＬベルト（ＬＢ）の軸（ｋ）が近似的に、チャンバ底部により規定される平面に垂直に起立するように配置されている、請求項１記載のケーブル。
【請求項３】
チャンバの中点をケーブル長手軸に沿って接続する３次元曲線は、
【数１】
0003908538.tif 000006
によって規定され、
ケーブル長手軸から発し、半径方向を外側に向かってチャンバ中央を指すベクトルの、ケーブル長手軸に対して垂直に配向された平面への投影は、順次連続する反転個所間で角度Φ0を取り、
前記角度Φ0は、
【数２】
0003908538.tif 000007
の条件を満たす、請求項１または２項記載のケーブル。
【請求項４】
角度Φ0は、Φ0＝２７５．５゜±０．５゜、またはΦ0＝６３２．５゜±０．５゜の値を取る、請求項３記載のケーブル。
【請求項５】
中央要素(ＺＥ）は近似的に平行に延在する複数のチャンバ（Ｋ）を有する、請求項１から４までのいずれか１項記載のケーブル。
【請求項６】
中央要素（ＺＥ）にはラッピングまたはスピニングが施されているか、または水が浸入する際に膨張する材料によって包囲されている、請求項１から５までのいずれか１項記載のケーブル。
【請求項７】
引っ張り力および／または圧縮力を吸収するコア要素（Ｓ）が設けられており、
前記中央要素（ＺＥ）は前記コア要素（Ｓ）上へ押出成形されている、請求項１から６までのいずれか１項記載のケーブル。
【請求項８】
光学的伝送素子を含むケーブルの製造方法において、
・中央要素（ＺＥ）を作製し、
ここで中央要素（ＺＥ）は外側に向かって開放した少なくとも１つのチャンバ（Ｋ）を有し、
該チャンバ（Ｋ）は中央要素（ＺＥ）の外側で螺旋状またはネジ状に、回転方向を変化させながら周回しており、
・光学的伝送素子として用いる複数のＬＷＬベルト（ＬＢ１〜ＬＢ５）を相応の備蓄コイル（ＶＳ１〜ＶＳ５）から引き出し、
・ＬＷＬベルト（ＬＢ１〜ＬＢ５）を１つの積層体（ＢＳ）にまとめて案内し、
・一定の角速度を以てその長手軸を中心に回転するベルト積層体（ＢＳ）をチャンバ（Ｋ）に装填し、
・チャンバに装填された前記ＬＷＬベルト（ＬＢ）によって生じるＳＺ撚りには、さらに付加的に１つの平行撚りを重ね合せ、
前記平行撚りは、ＬＷＬベルト（ＬＢ）の長手軸を中心にした当該ベルト（ＬＢ）の連続的回転によって引き起こされ、
前記回転はベルト長手軸を中心にして、ＳＺ撚りの１撚り当たり３６０゜であり、
・単層または多層の外側外套（ＭＡ）を取り付ける、
ことを特徴とする製造方法。
【請求項９】
ベルト積層体（ＢＳ）を角速度ωS＝（２π／Ｓ）・ｖLを以て、装入の間その長手軸を中心に回転し、
ここでＳは、ベルト積層体（ＢＳ）をチャンバ（Ｋ）に装填した際に生じるＳＺ撚りの撚り長であり、
パラメータｖLは、中央要素（ＺＥ）の引き出し速度である、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
各備蓄コイル（ＶＳ１〜ＶＳ５）を角度速度ωSを以て、配属された光導波体ベルト（ＬＢ）の引き出しを可能にするその回転軸に対してそれぞれ垂直に配向された第２の軸を中心に回転する、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
ベルト積層体を案内し、チャンバ（Ｋ）に装入する工具（Ｆ）は角速度を以てその長手軸を中心に回転する、請求項９または１０記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
すでに３０年前に開発されたチャンバケーブルはとりわけ高い引っ張り応力耐性および横方向応力耐性を特徴とし、また中央要素のチャンバ内に保護して配置された光導波体が多数あっても構造が小型であることを特徴とする。この形式の光学的ケーブルは例えばＵＳ５５１７５１９およびＵＳ５１９９０９４に記載されている。
【０００２】
チャンバケーブルの主要の要素はシリンダ状の中央要素であり、この中央要素の外套上でそれぞれ外に向かって開放した複数のチャンバが順次、螺旋状またはスパイラル状に周回している。このような中央要素の製造方法は例えばＵＳ４９９７２５８およびＵＳ５３８０４７２から公知である。
【０００３】
本発明は、光学的伝送素子を含むケーブルに関するものであり、このケーブルは中央要素と、この中央要素のチャンバに配置された光導波体ベルトとを有する。本発明はさらにこのようなケーブルの製造方法に関する。
【０００４】
光学的伝送素子として用いる光導波体ＬＷＬ（ガラスコア（屈折率ｎK）、ガラス外套（屈折率ｎM＜ｎK）、および単層または多層の保護スリーブ（コーティング）からなる）の数を高めるために、典型的には８から１６の光導波体（ＬＷＬ）が１つのベルトに機械的に統合し、複数のこのベルトを積層して重ね合わせ、中央要素のチャンバに装填する。これについてはＵＳ４９９７２５８およびＵＳ５３８０４７２を参照されたい。チャンバは中央要素の外側領域で螺旋を描き、その回転方向は周期的に変化する。ＬＷＬベルトも相応に撚られ、いわゆるＳＺ撚りとされる。ＬＷＬベルトに強制されるトーションはとりわけ復帰力を誘発し、この復帰力によりＬＷＬベルトはチャンバ内で選択配向を取る。チャンバ内のＬＷＬベルトのこの配向に基づき、ケーブルは２つの顕著な主軸を有する。この２つの主軸は異なる撓み特性を有している。そこから次の欠点が生じる：
ａ）個々のＬＷＬベルトの長さが、ケーブルが撓んだときに引っ張りおよび圧縮負荷される領域に不均等に分散する。とりわけ積層体の外側ＬＷＬベルトは大きな機械的負荷を受け、そのためそれらの信号減衰度が微細湾曲により格段に高まる。
【０００５】
ｂ）ＬＷＬベルトの選択配向は撓み半径が小さい場合には機械的に不安定な構造を引き起こす。このことにより、ケーブルの撓みに間にＬＷＬベルトの順序がチャンバ内で弛緩により自然に変化する。このことも減衰度上昇に作用する。
【０００６】
本発明の目的は、光学的伝送素子を含むケーブル、とりわけＳＺ撚りしたチャンバケーブルが、信号減衰に関して向上した撓み特性を有するように構成することである。ケーブルの要素は次のように相互に整合され、共働作用すべきである。すなわちケーブルがすべての撓み方向で近似的に同じフレキシビリティを有するように整合され、共働作用すべきである。
【０００７】
この課題は、次の特徴を有する、光学的伝送素子を含むケーブルによって解決される：すなわちこのケーブルは、ケーブル長手軸の方向に伸長する中央要素を有し、
該中央要素は外側に向かって開放した少なくとも１つのチャンバを有し、
該チャンバは中央要素の外側で螺旋状またはネジ状に、周期的に変化する回転方向を以て周回しており、
伝送素子として用いられる複数のＬＷＬベルトは、前記チャンバに上下に重ねて積層配置されており、
チャンバに装填された前記ＬＷＬベルトによって生じるＳＺ撚りには、さらに付加的に１つの平行撚りが重ね合わされており、
単層または多層に構成された外套が前記中央要素を包囲しており、
前記平行撚りは、ＬＷＬベルトの長手軸を中心にした当該ベルトの連続的回転によって引き起こされ、
前記回転はベルト長手軸を中心にして、ＳＺ撚りの１撚り当たり３６０゜である
【０００８】
光学的伝送素子を含むケーブルの製造方法は次のステップを有する：
・中央要素を作製し、ここで中央要素は外側に向かって開放した少なくとも１つのチャンバを有し、
該チャンバは中央要素の外側で螺旋状またはネジ状に、回転方向を変化させながら周回しており、
・光学的伝送素子として用いる複数のＬＷＬベルトを相応の備蓄コイルから引き出し、
・ＬＷＬベルトを１つの積層体にまとめて案内し、
・一定の角速度を以てその長手軸を中心に回転するベルト積層体をチャンバに装填し、
・チャンバに装填された前記ＬＷＬベルト（ＬＢ）によって生じるＳＺ撚りには、さらに付加的に１つの平行撚りを重ね合せ、
前記平行撚りは、ＬＷＬベルト（ＬＢ）の長手軸を中心にした当該ベルト（ＬＢ）の連続的回転によって引き起こされ、
前記回転はベルト長手軸を中心にして、ＳＺ撚りの１撚り当たり３６０゜であり、
・単層または多層の外側外套を取り付ける。
【０００９】
従属請求項は、ケーブルのさらなる有利な改善形態、および製造方法の有利な発展形態を示す。
【００１０】
チャンバ内のＬＷＬベルトの選択配向は次のようにして回避される。すなわち、ＬＷＬベルトをチャンバに装填することにより生じるＳＺ撚りに付加的に１つの平行撚りを重ね合わせることにより回避される。これによりとりわけ以下の利点が得られる：
・ケーブルは異なる撓み特性を備える顕著な主軸を有しない；
・ケーブルのフレキシビリティが格段に改善される；
・積層体のすべてのＬＷＬベルトに対して、引っ張り負荷される区間の長さが常に圧縮または押圧負荷される区間の長さに相応する；
・ケーブルが撓むときに、ＬＷＬベルトの自然な再配列がチャンバ内に発生しない。
【００１１】
本発明を以下、実施例と添付図面に基づき詳細に説明する。
【００１２】
図１は、異なるチャンバ経過を有する中央要素を示し、このチャンバ経過は装填されたＬＷＬベルトにおいて平行（Ｓ）撚り（図１ａ）、反転（ＳＺ）撚り（図１ｂ）、および平行（Ｚ）撚り（図１ｃ）により顕著である。
【００１３】
図２は、選択されたチャンバの中央要素の横断面への投影を、隣接する反転個所間でケーブル長軸（＝中央要素の長さ）の種々の個所で示す図である。
【００１４】
図３は、図２に示されたチャンバの中央要素の横断面への投影、並びに２つの直交する撓み軸を示す。
【００１５】
図４は、０次のベッセル関数およびその理想的な反転角Φ0に相応するゼロ個所を示す。
【００１６】
図５は、チャンバの中点を結ぶ３次元曲線の湾曲の位置依存性をケーブル長手軸に沿って示す図である。
【００１７】
図６は、湾曲半径の図５に相応する位置依存性をケーブル長手軸に沿って示す図である。
【００１８】
図７は、チャンバの中点を結ぶ３次元曲線の湾曲ベクトルの、中央要素の横断面への投影を、隣接する反転箇所間でケーブル長手軸の種々の個所で示す図である。
【００１９】
図８は、湾曲ベクトルと半径単位ベクトルにより囲まれる角度の位置依存性を、隣接する反転箇所間でケーブル長手軸の種々の個所で示す図である。
【００２０】
図９は、ＬＷＬベルトの横断面を示す図である。
【００２１】
図１０は、１つの積層体にまとめられた複数のＬＷＬベルトの横断面を示す図である。
【００２２】
図１１は、チャンバ内のベルト積層体の状態を隣接する反転箇所間で種々異なる位置で示す図である。
【００２３】
図１２は、中央要素がｙ軸を中心に撓む際に、ＳＺ撚りの中で積層体のＬＷＬベルトが形成する捻れおよび回転エネルギーを撓み半径に依存して示す図である。
【００２４】
図１３は、チャンバ内のベルト積層体の状態を中央要素がｘ軸を中心に撓む前と後で示す図である。
【００２５】
図１４は、中央要素がｘ軸を中心に撓む際に、ＳＺ撚りの中で積層体のＬＷＬベルトを形成する捻れおよび回転エネルギーを、撓み半径に依存して示す図である。
【００２６】
図１５は、伸長されたベルト積層体と、１つのＳＺ撚り長さ当たりで角度２πだけその長手軸を中心に撚られたベルト積層体を示す図である。
【００２７】
図１６は、ＳＺ撚りの状態および付加的に、チャンバ内でその長手軸を中心に撚られたベルト積層体を、隣接する反転箇所間でケーブル長手軸の種々の個所で示す図であり、図１６ａはベルト積層体が回転して流入する場合、図１６ｂは直線で流入する場合を示す。
【００２８】
図１７は、中央要素がｙ軸を中心に撓む際に、ＳＺ撚りの中でおよび付加的にその長手軸を中心に撚られた積層体のＬＷＬベルトに形成される捻れおよび回転エネルギーを撓み半径に依存して示す図である。
【００２９】
図１８は、中央要素がｘ軸を中心に撓む際に、ＳＺ撚りの中でおよび付加的にその長手軸を中心に撚られた積層体のＬＷＬベルトに形成される捻れおよび回転エネルギーを撓み半径に依存して示す図である。
【００３０】
図１９は、ＳＺ撚りされたチャンバケーブルを製造するためのラインのベルト経過および装填工具と、付加的な撚りを示す図である。
【００３１】
図２０は、チャンバケーブルの実施例の横断面図である。
【００３２】
図２１は、ＳＺ撚りされ、付加的な平行撚り（２π／Ｓを中心にした撚り）が１つ設けられたベルト積層体の空間的経過を隣接する反転個所間で示す図である。
【００３３】
ａ）中央要素
中央要素中のチャンバの経過が、チャンバに装填され、チャンバケーブルに続くＬＷＬベルトの撚り形式を決定する。基本的に、平行撚り（ＳまたはＺ撚り）といわゆる交互撚り（ＳＺ撚り）とを区別する。ＬＷＬベルトの相応の撚りに作用する中央要素ＺＥが図１に斜視的に示されている。図１ａに示されたシリンダ状の中央要素ＺＥの、例えば８つのチャンバＫはそれぞれケーブル長手軸の方向、すなわち中央要素ＺＥの長手軸の方向に進行する左回りの螺旋またはスパイラル（ＬＷＬベルトのＳ撚り）を規定し、図１ｃに示された中央要素ＺＥのチャンバＫも同様にケーブル長手軸の方向に進行するとりわけ右回りの螺旋またはスパイラル（ＬＷＬベルトのＺ撚り）を規定する。ＬＷＬベルトをＳＺ撚りするためには、チャンバは図１ｂに示すようにシリンダ状中央要素ＺＥの周囲で調和のとれた経過（サインまたはコサイン）を有しなければならない。この経過は次のようにして達成される。すなわち、螺旋の回転方向を例えばＮ回の周回の後に変化させ、後続のＮ回の周回に対して回転方向を維持し、新たに元の回転方向で続けるのである。中央要素ＺＥの外套面には従って「Ｓ撚り」と「Ｚ撚り」の区間（ヘリックス）が周期的に順次続く。隣接する「平行撚りされた」区間の間には、それぞれ「反転」と称される移行領域がある。
【００３４】
ｂ）座標系およびパラメータ化
以下の説明に対しては、シリンダ状の中央要素ＺＥに存在し、ほぼ平行に延在する例えば８つのチャンバＫの１つを考察すれば十分である。図２には、このようなチャンバの、所属の座標系のｘｙ平面で順次連続する反転箇所間にあるケーブル長手軸の種々の位置における投影が示されている。顕著なのは、２つの反転個所で選択されたチャンバの位置（チャンバ横断面ＫRとＫR'）と、その間にある平行撚り領域の中央のチャンバの位置（チャンバ横断面ＫH）である。破線は、観察する軸区間の他の位置でのチャンバ中央の位置を示す。ＤSにより示された矢印によってチャンバ経過の回転方向が示される。
【００３５】
中央要素ＺＥの幾何形状に基づき、シリンダ状の座標系はチャンバ経過を数学的に表すことができる。座標系の角度ゼロ点を定義するｘ軸は有利には、螺旋に配属されたチャンバ横断区間ＫHの中点を通って延在する。従って反転個所に配属されたチャンバ横断区間ＫRとＫR'はｘ軸に対して対称である。ｘｙ平面におけるチャンバの方位位置を表す角度φは図示のチャンバ区間ＫR、ＫR'およびＫHに対して値φR＝−Φ0／２、φH＝０、およびφR'＝Φ0／２を取る。中央要素ＺＥの長手軸は座標系のｚ軸を形成する。
【００３６】
図示の実施例で、いわゆる反転角Φ0は３６０゜より小さい。すなわち、光回転のチャンバケーブルは順次連続する反転箇所間で完全には中央要素ＺＥの外套面を周回していない。
【００３７】
次に、空間的に捩られたチャンバの、数学的に把握することの困難な実際経過についではなく、チャンバの中点を結び、ベクトルＴのピークによって描かれる３次元曲線を詳細に説明する。角度φにおいて最大値φmax＝±Φ0／２によりｚ軸の周囲を周期的に変動するベクトルＴは一定の長さｒ0を有する。従ってシリンダ座標に置いてチャンバの中点を結ぶ３次元曲線のパラメータ化は次のようになる。
【００３８】
【数３】
0003908538.tif 000002
【００３９】
ここでｒ0、Φ0、Ｓは次の意味を有する：
ｒ0：ｚ軸に対して一定の半径間隔
Φ0：反転角
Ｓ：撚り長（隣接する反転個所の軸間隔の２倍）
ｘ＝ｒ0 cos （φ）とｙ＝ｒ0 sin （φ）によって、３次元曲線がデカルト座標に次のようにして描かれる：
【００４０】
【数４】
0003908538.tif 000003
【００４１】
シリンダ座標にもデカルト座標にも、チャンバ中点を結ぶ（以下、ベッセル曲線とも称する）３次元曲線がｚに１次元で定められる。
【００４２】
ｃ）理想的反転角Φ0
反転角Φ0は、ｘｙ平面で隣接する反転個所に配属されたチャンバ横断区間ＫRとＫR'の方位間隔を表す。中央要素ＺＥのフレキシビリティおよびひいてはケーブルのフレキシビリティを保証するために、所定の軸を中心に均等に撓む際には、ＬＷＬの同じ長さが圧縮および引っ張り負荷されるケーブルの領域に関与しなければならない。この条件は、平行撚りされたチャンバケーブルでは常に満たされる。これに対してＳＺ撚りされたチャンバケーブルでは、反転角Φ0の離散的値に対してしか満たされない。
【００４３】
まず図３に横断部分で示された中央要素ＺＥの、ｘ軸を中心にした撓みを撓み軸と見なす。この場合、反転角Φの大きさに依存しないで、撚られた曲線の同じ長さがｙ軸の正および負の区間に関与している。従って圧縮負荷されたファイバ区間の長さは引っ張り負荷されたファイバ区間の長さに相当する。
【００４４】
これに対して中央要素ＺＥのｙ軸を中心にした撓みは、ｘ軸の正の区間にある撚られた曲線の長さと、ｘ軸の負の区間にある撚られた曲線の長さとの比が反転角Φに依存して常時変化することを引き起こす。反転角ΦがΦ＝１８０゜より小さく選択されれば、撚られた曲線の全長はｘ軸の正の領域にある。すなわち、撓み方向に応じて全体がケーブルの圧縮負荷される区間または引っ張り負荷される区間にある。反転角が１８０゜＜Φ＜３６０゜で増大すると共に、ｘ軸の正の区間と負の区間にある撚られた曲線の長さの不平衡は連続的に減少し、求めようとする理想的反転角Φ0において最終的に等しくなる。
【００４５】
ｘ軸の正の区間における撚られた曲線の長さがｚ軸の負の区間における撚られた曲線の長さに相当するという条件は次のことを要求する：
【００４６】
【数５】
0003908538.tif 000004
【００４７】
ここでＴx（ｚ）はベクトルＴ（ｚ）のｘ成分を表す。式（１）と（２）に示されたパラメータ化を考慮すると、式（３）は理想反転角Φ0に対する検出式に変形される。
【００４８】
【数６】
0003908538.tif 000005
【００４９】
積分は０次のベッセル関数Ｊ0（Φ0／２）に相応し、そのゼロ個所は求める理想反転角に相当する。
【００５０】
図４には、数値積分によって計算された、反転角に対する積分Ｉ（Φ0）の値が０゜≦Φ0≦１２００゜の領域で示されている。積分の絶対値はここではとりわけ、例えばＳ＝５００ｎｍに設定された撚り長に依存する。撚り長Ｓはゼロ個所の長さには影響しないから、最適反転角Φ0＝２７５．５゜、６３２．６゜等である。良好な近似で、可能な反転角Φ0は、
Φ0＝３５９．２９゜・ｎ−８５．２２３゜              （５）
により定められる直線上にある。
【００５１】
ｄ）湾曲、湾曲半径および撚られた曲線の湾曲方向
図１ａと図１ｃに示された中央要素ＺＥでは、それぞれのチャンバ経過を表す３次元曲線の湾曲も湾曲半径も一定である。すなわち、曲線垂直軸のベクトルは湾曲中点の方向で常に、中央要素ＺＥの長手軸上で内側に向いている（Ｓ撚りまたはＺ撚り）。このことは基本的にこれらを、「ＳＺ撚りされた」中央要素ＺＥのチャンバ経過に配属され、ベクトルＴのピークによって表される３次元曲線から区別する。個の３次元曲線の湾曲、湾曲半径、および湾曲方向はそれぞれ位置依存性を有している。
【００５２】
求められる位置依存性は分析的にまたは数値的に、上記のパラメータ化を用いて計算される。ここで湾曲および湾曲半径は量的に、図５ないし図６に示したケーブル長手軸（ｚ軸）に沿った経過をＳ＝５００ｎｍ内の長さ区間で示す。平行撚り領域では、湾曲が最大で湾曲半径が従って最小である。２つの平行撚り領域の間にあり、「反転個所」を含む軸区間はちょうど反対に経過する。すなわち湾曲がそこでは最小で通過し、湾曲半径が最大を取る。
【００５３】
図７には、上記パラメータ化によって導出され、湾曲方向を表す湾曲ベクトルｋの投影が同様に、ｚ軸の種々の個所で中央要素ＺＥの断面に概略的に示されている。湾曲ベクトルｋは反転個所で接線方向で外側に向き、平行撚り領域ではこれに対して半径方向で内側に向いている。湾曲ベクトルｋと半径方向単位ベクトルｅrにより閉じられた角度αをｚ座標に依存してプロットすれば、図８に示した関数α（ｚ）が得られる。
【００５４】
ｅ）ＬＷＬベルトとベルト積層体
チャンバに装入されたケーブルの光導波部材も中央要素ＺＥのチャンバ経過によって定められた、湾曲および湾曲方向の位置依存性を受ける。ここではガラスコア、ガラス外套および通常の多層保護スリーブ（コーティング）からなる個々のＬＷＬを取り扱えば、強要されるチャンバ経過に問題がない。その大きなフレキシビリティと半径対称性に基づき、撚られた曲線のＬＷＬは非常に容易に追従する。
【００５５】
この観点から全く別の特性を、図９に断面で示したＬＷＬベルトＬＢは示す。このＬＷＬベルトはその長手軸を基準にして配向され、プラスチック外套ＢＣによって機械的に統合保持された１６のＬＷＬ１〜ＬＷＬｎを有する。ＬＷＬベルトＬＢは異なる撓み特性を備える２つの主軸を有する。ここでいわゆる弱い撓み軸（ベルトが容易に撓む）はベルト長手軸に対して垂直であり、ベルトＬＢによって張架される平面内にある。固い撓み軸（ベルトの撓みが困難である）はベルト長手軸上にも、弱い撓み軸上にも垂直である。このようなベルトＬＢが上記の湾曲経過を有する１つのチャンバに装填されれば、ベルト内で非常に複雑な緊張状態を有する。
【００５６】
ベルトＬＢに類似の特性を図１０に断面で示したベルト積層体ＢＳが示す。図示の実施例で積層体ＢＳは上下に重ねて配置され、平行に配向された５つの個別ベルトＬＢ１〜ＬＢ５からなる。この個別ベルトはそれぞれ、信号を導く素子として用いる４つのＬＷＬを含む。個々のベルトＬＢｉが有するのと同じように積層体ＢＳも異なる撓み剛性を備える２つの習熟を有する。図１０には弱い撓み軸がｋにより、固い撓み軸がｌにより示されている。
【００５７】
積層体ＢＳのベルトＬＢｉに作用する引っ張り力および圧縮力を、ケーブルが直線の場合にできるだけ小さく保持するために、光伝送素子は十分に大きく、ＬＷＬベルトの自由な回転を許容するチャンバに装填される。積層体の剛性に基づき、ＬＷＬベルトはチャンバ内で戻り回転しようとする。この戻り回転は、チャンバ経過によって強要される、ベルト長手軸を中心にした捻れに対抗する。この戻り回転によってベルトＬｂｉの選択配向がチャンバ内で生じ、ベルトＬＢｉの固い撓み軸は選択された座標系で近似的にｙ軸の方向を指す。従って図１１に示すように、ベルト積層体ＢＳは螺旋部においてチャンバ内で垂直に「立ち」、また両方の隣接する反転個所においてはより「横たわった」位置を取る。この戻り回転に基づき、積層体ＢＳの中央ベルトＬＢ（ベルト３）は理想反転角Φ0を有する。ベルト１と２に対しては反転角は理想値より大きく、ベルト４と５に対しては小さい。従ってすでに上で述べたように、外側にある２つのベルト（ベルト１／２および４／５）はこの構造では完全に撚られていない。すなわちケーブルが撓む場合、減衰度をある程度高める圧縮および引っ張り負荷を受ける。
【００５８】
図１２は、中央要素ＺＥがｙ軸を中心に撓む際に個々のベルトＬＢｉにおいて形成される圧縮および捻れエネルギーの和を撓み半径に依存して示す。完全に撚られていないため、積層体ＢＳでの上側と下側のベルト（ベルト１，５）はもっとも強く負荷され、これに対して中央のベルト（ベルト３）はもっとも弱く負荷される。
【００５９】
中央要素ＺＥがｘ軸を中心に撓む際には、ベルトＬＢｉはその固い撓み軸上（図１０の軸ｌ）で負荷される。ベルトＬＢｉはチャンバ内でルーズであるから、ベルトはこの負荷を、ｚ軸を中心にした回転によって回避する。図１３に示すように、ベルトＬＢｉは、図１３の左に示した状態から出発して、最終的に図１３の右に示した位置を、チャンバ内での隣接する反転個所およびその間にある螺旋部で取る。
【００６０】
相応のエネルギー線図（図１４参照）では、０．４ｍｍ以下の撓み半径では不安定性が生じることがわかる。すなわちすなわち形成された機械的ストレスは、ｚ軸を中心にしたベルトＬＢｉの自然な回転によって自然に減衰する。このことは、積層体ＢＳ中のベルトＬＢｉの秩序を乱し、これがさらに減衰度を高める。
【００６１】
ｆ）ベルトをチャンバへ回転させて装入または直線で装入
上記の欠点はベルトＬＢの戻り回転特性およびそこから生じるチャンバ内でのベルト積層体ＢＳの選択方位によるものである。選択方位は次のようにして相殺することができる。すなわち、チャンバ経過によってベルトＬＢに顕著な捻れ（ＳＺ撚り）に平行撚りを重ね合わせるのである。後者は図１５に示されており、ベルト積層体ＢＳをその長手軸を中心にして付加的に同期回転することによって形成される。ここで回転角は１つのＳＺより当たりで２πである。
【００６２】
付加的な撚りを備える撚りの場合、ベルトＬＢをチャンバＫに装入する形式が重要である。ここでは「回転させた」装入と「直線での」装入とを区別する。この概念は以下の意味を有する：
回転させた装入
ベルト積層体ＢＳは螺旋部でそれぞれ次のようにチャンバＫに配置される。すなわち積層体ＢＳないしベルトＬＢｉの弱い撓み軸と、冒頭に定義した座標系のｘ軸とが平行に延在するように、ないしは積層体ＢＳの弱い撓み軸ｋがチャンバ底部により定義される平面に垂直に起立するよう（積層体ＢＳはチャンバ内の螺旋部に「横たわる。」；図１６ａ参照）に配置される。
【００６３】
直線での装入
ベルト積層体ＢＳないしベルトＬＢｉの固い撓み軸ｌとｘ軸が平行に延在する（積層体はチャンバ内の螺旋部で「起立」する；図１６ｂ参照）。
【００６４】
従って両方の装入形式は付加的撚りによって惹起される積層体長手軸を中心にした捻れの点で異なるのではなく、チャンバ内の螺旋部におけるベルト積層体ＢＳのアライメントの点で異なるのである。図１６に基づき、積層体ＢＳのベルト全体ＬＢｉは、積層体ＢＳが「直線で」装入されている場合のみ、理想反転角Φ0を有することが分かる。
【００６５】
図１７と図１８には図１２と図１４に相応するエネルギー線図が、回転して装入されたベルト積層体ＢＳに対して示されている。このベルト積層体はＳＺ撚りされ、付加的にその長手軸を中心に捩られている（撚り長Ｓ当たりに２π）。ここで図１７は中央要素ＺＥがｙ軸を中心に撓んだ際のベルトＬＢｉの負荷を示し、図１８は中央要素ＺＥがｘ軸を中心に撓んだ際のベルトＬＢｉの負荷を示す。ＳＺ撚りに重ねられた平行撚りを除いて、エネルギーレベルの計算に関連するモデルパラメータはすべて変化していない。
【００６６】
ＬＷＬベルトＬＢに顕著な付加的な撚りによって、このベルトは直交軸を中心に撓む際にほぼ同じような特性を有する（図１７と図１８に示された曲線および次数を参照）。すなわちベルトの撓み特性は方向に依存し、従ってほぼ理想的である。個々のベルトＬＢに配属されたエネルギーレベルは、撓み半径の注目の領域内で非常に密に隣り合っている。このことはベルトＬＢの均等な負荷を意味する。とりわけ負荷は比較的小さい。なぜなら、比較的小さな撓み半径（ｒ＜０．２５ｍ）は初期レベルよりもほんの僅かに高いエネルギーレベルを有するだけだからである。さらにエネルギー線図に不安定性は存在しない。
【００６７】
ｇ）付加的縒りを備える、ＳＺ撚りされたチャンバケーブルの製造方法
上に説明したように、ベルトＬＢのチャンバにおける選択方位は、ＳＺ撚りに重ね合わされた平行撚りによって相殺される。相応するケーブルを製造するためには、例えば［３］から公知であり、そこに詳しく説明された装置をＳＺ撚りされたチャンバケーブルの製造のために改造しなければならない。変更はベルトシーケンスだけであり、通常は「フィンガー」と称されるシーケンス工具だけであるから、製造ラインの他の要素および素子は以下では説明しない。
【００６８】
図１９に概略的に示すように、中央要素ＺＥのチャンバＫに配属された製造ラインのベルトシーケンスは図示の実施例では、図示しない架台に固定されており、それぞれその長手軸を中心に回転可能に支承された全部で５つの備蓄コイルＶＳ１〜ＶＳ５からなる。これらの備蓄コイルＶＳ１〜ＶＳ５から引き出されたベルトＬＢ１〜ＬＢ５は相互に縫い合わされ、場合により１つの案内管に通され、長く延びたフィンガーＦ（例えばＯ字状または円形状の横断面を有する）により積層体ＢＳとして整列され、中央要素ＺＥの相応のチャンバＫに装填される（図１９の拡大部分参照）。中央要素ＺＥと、ケーブルの引っ張り剛性を保証するスチールワイヤＳとはここで一定の線速度または一定の引き出し速度ｖLでｚ軸に沿って運動する。同時にスチールワイヤＳ、中央要素ＺＥ、フィンガーＦおよびベルトシーケンスは二重矢印によって示したように、ｚ軸を中心に撚り角度Φ0で調和振動する。
【００６９】
ベルトＬＢの付加的撚りを形成するために、すべての備蓄コイルＶＳ１〜ＶＳ５は製造シーケンスで一定の角速度
ωS＝（２π／Ｓ）・ｖLで備蓄コイルＶＳ１〜ＶＳ５の長手軸に対して垂直に立つ軸を中心に回転する。
【００７０】
ここでＳとｖLの意味するのは：
Ｓ：ＳＺ撚り長
ｖL：引き出し速度である。典型的にはｖL＝２０ｍ／minの引き出し速度と、例えばＳ＝０．５ｍの撚り長の下で、備蓄コイルＶＳ１〜ＶＳ５の角度速度ωsは、ωs≒４ｓ−１である。
【００７１】
それぞれのベルト積層体ＢＳを例えば８つのチャンバに同時に装入した後、中央要素ＺＥはさらにいわゆる膨張性フリースまたはスピニングによって包囲され、続いて単層または多層に構成された、ＰＥまたはＰＰからなるプラスチック外套が設けられる。膨張性フリースは、水が損傷した外套を通ってケーブルコアに浸入する場合でも、チャンバＫを外に向かって密閉する。さらにフライズは水がケーブル内部に広がるのを阻止する。
【００７２】
図２０に示すように、このような方法によって製造されたケーブルＯＫは例えば、プラスチックマトリクスＫＭに埋め込まれた引っ張りおよび／または圧縮強度のある要素Ｓ（スチールワイヤ、グラスファイバ強化プラスチックロッド、ＡＲＰ（アラミド強化プラスチック）ロッド）、６つのチャンバＫを有するスパイラル状のＰＥ中央要素ＺＥ、膨張性フリースＱＦまたは規定部、および単層に構成されたＰＥ外套ＭＡからなる。ここでチャンバＫは、ベルト積層体ＢＳが自由にそのチャンバＫ内で回転できるように選定しなければならない。チャンバＫはとりわけ台形または近似的に円形の横断面を有する。回転されて装入されるベルト積層体ＢＳは図２１に示すように、チャンバの経過によって中央要素ＺＥに与えられた３次元曲線を隣接する反転箇所間で描く。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、異なるチャンバ経過を有する中央要素を示し、このチャンバ経過は装填されたＬＷＬベルトにおいて平行（Ｓ）撚り（図１ａ）、反転（ＳＺ）撚り（図１ｂ）、および平行（Ｚ）撚り（図１ｃ）により顕著である。
【図２】  図２は、選択されたチャンバの中央要素の横断面への投影を、隣接する反転個所間でケーブル長軸（＝中央要素の長さ）の種々の個所で示す図である。
【図３】  図３は、図２に示されたチャンバの中央要素の横断面への投影、並びに２つの直交する撓み軸を示す。
【図４】  図４は、０次のベッセル関数およびその理想的な反転角Φ0に相応するゼロ個所を示す。
【図５】  図５は、チャンバの中点を結ぶ３次元曲線の湾曲の位置依存性をケーブル長手軸に沿って示す図である。
【図６】  図６は、湾曲半径の図５に相応する位置依存性をケーブル長手軸に沿って示す図である。
【図７】  図７は、チャンバの中点を結ぶ３次元曲線の湾曲ベクトルの、中央要素の横断面への投影を、隣接する反転箇所間でケーブル長手軸の種々の個所で示す図である。
【図８】  図８は、湾曲ベクトルと半径単位ベクトルにより囲まれる角度の位置依存性を、隣接する反転箇所間でケーブル長手軸の種々の個所で示す図である。
【図９】  図９は、ＬＷＬベルトの横断面を示す図である。
【図１０】  図１０は、１つの積層体にまとめられた複数のＬＷＬベルトの横断面を示す図である。
【図１１】  図１１は、チャンバ内のベルト積層体の状態を隣接する反転箇所間で種々異なる位置で示す図である。
【図１２】  図１２は、中央要素がｙ軸を中心に撓む際に、ＳＺ撚りの中で積層体のＬＷＬベルトが形成する捻れおよび回転エネルギーを撓み半径に依存して示す図である。
【図１３】  図１３は、チャンバ内のベルト積層体の状態を中央要素がｘ軸を中心に撓む前と後で示す図である。
【図１４】  図１４は、中央要素がｘ軸を中心に撓む際に、ＳＺ撚りの中で積層体のＬＷＬベルトを形成する捻れおよび回転エネルギーを、撓み半径に依存して示す図である。
【図１５】  図１５は、伸長されたベルト積層体と、１つのＳＺ撚り長さ当たりで角度２πだけその長手軸を中心に撚られたベルト積層体を示す図である。
【図１６】  図１６は、ＳＺ撚りの状態および付加的に、チャンバ内でその長手軸を中心に撚られたベルト積層体を、隣接する反転箇所間でケーブル長手軸の種々の個所で示す図であり、図１６ａはベルト積層体が回転して流入する場合、図１６ｂは直線で流入するする場合を示す。
【図１７】  図１７は、中央要素がｙ軸を中心に撓む際に、ＳＺ撚りの中でおよび付加的にその長手軸を中心に撚られた積層体のＬＷＬベルトに形成される捻れおよび回転エネルギーを撓み半径に依存して示す図である。
【図１８】  図１８は、中央要素がｘ軸を中心に撓む際に、ＳＺ撚りの中でおよび付加的にその長手軸を中心に撚られた積層体のＬＷＬベルトに形成される捻れおよび回転エネルギーを撓み半径に依存して示す図である。
【図１９】  図１９は、ＳＺ撚りされたチャンバケーブルを製造するためのラインのベルト経過および装填工具と、付加的な撚りを示す図である。
【図２０】  図２０は、チャンバケーブルの実施例の横断面図である。
【図２１】  図２１は、ＳＺ撚りされ、付加的な平行撚り（２π／Ｓを中心にした撚り）が１つ設けられたベルト積層体の空間的経過を隣接する反転個所間で示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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