制造及接入具有接入特征結(jié)構(gòu)的電纜的方法
【專利摘要】電纜護套（30）通過在主要電纜護套部分（55）中擠壓間斷件（50）來形成。間斷件允許撕裂護套以提供對電纜芯（20）的接入。間斷件可為電纜護套中的縱向延伸材料條，并且間斷件可引入到擠出物材料流中，所述材料流用以通過擠壓頭中的端口形成主要部分。間斷件允許使用相對低的剝離力將電纜護套的一個區(qū)段拉離護套的剩余部分。
【專利說明】制造及接入具有接入特征結(jié)構(gòu)的電纜的方法
[0001]相關(guān)申請案
[0002]本申請案根據(jù)專利法請求2011年10月13日提出申請的美國臨時申請案第61/546，597號的優(yōu)先權(quán)權(quán)利，所述申請案的內(nèi)容為本案的依據(jù)并且全部以引用的方式并入本文。
[0003]本申請案涉及2011年4月28日申請的PCT/US11/34309 (代理人案號HI10-032PCT)并且涉及2010年10月28日申請的美國臨時申請案第61/407，744號(代理人案號HI10-095P)、2010年11月23日申請的美國臨時申請案第61/416，684號(代理人案號HI10-100P)和2011年10月13日申請的美國臨時申請案(代理人案號HI11-104P)，所述申請案中的每一個申請案以引用的方式全部并入本文中。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0004]本文公開一種光纖電纜，特別是一種具有用于接入光纖電纜的芯的接入特征結(jié)構(gòu)的光纖電纜。
【背景技術(shù)】
[0005]光纖電纜時常要求內(nèi)部的光纖在中部接入，而不是在電纜的末端接入。這常常要求大量切割電纜護套以能夠去除護套的一部分，從而允許接入護套內(nèi)部的光纖。傳統(tǒng)切割工具(例如，美工刀或定制切割工具)對于操作者和易損壞的光纖來說可能是難處理并且危險的。電纜護套中的剝離繩可用于電纜接入，但剝離繩增加成本并且需要時間和訓(xùn)練以便技工恰當(dāng)?shù)厥褂脛冸x繩。在一種傳統(tǒng)接入過程中，使用第一工具將護套穿孔，并且使用第二工具來將剝離繩“鉤出(fish)”足夠長度，以便第三工具(例如，鉗子)可抓住剝離繩。接著必須向剝離繩施加拉力，從而使剝離繩撕裂護套材料。接著將護套材料剝離電纜芯并且去除護套材料。如果剝離繩斷裂，那么必須再次“鉤出”剝離繩。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]無
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]根據(jù)慣例，下文所論述的圖式的各種特征結(jié)構(gòu)不必按比例繪制。圖式中的各種特征結(jié)構(gòu)和元件的尺寸可擴大或減小以更清晰地圖示本發(fā)明的實施方式。
[0008]圖1為根據(jù)第一實施方式的光纖電纜的部分剖視圖。
[0009]圖2為圖1圖示的電纜護套的橫截面。
[0010]圖3為圖2的電纜護套中的一個間斷件的單獨橫截面視圖。
[0011]圖4為用于制造具有間斷件的電纜的共擠出設(shè)備的一部分的剖視圖。
[0012]圖5A至圖5C圖示接入圖1圖示的電纜的末端的過程。
[0013]圖6A至圖6C圖示中部接入圖1圖示的電纜的過程。[0014]圖7A至圖7B圖示手動確定圖1的電纜中的剝離力的方法。
[0015]圖8圖示使用力測量機器確定圖1的電纜中的剝離力的方法。
【具體實施方式】
[0016]現(xiàn)在詳細參考本公開案的當(dāng)前優(yōu)選實施方式，所述實施方式的實例在附圖中圖示。在可能的情況下，貫穿圖式使用相同或類似元件符號來指代相同或類似部件。
[0017]圖1為根據(jù)本實施方式的光纖電纜10的部分剖視圖。電纜10包含由護套30圍繞的芯20。護套30具有面對芯20的內(nèi)部表面34，和外部表面38。護套30可主要由聚合物材料形成并且可通常被稱為“聚合的”。在本說明書中，術(shù)語“聚合物”和“聚合的”指示主要由可擠出聚合物材料(例如，共聚物)組成的材料，但允許存在非聚合物材料(例如，添加劑和填充劑)。芯20可為(例如)具有數(shù)據(jù)傳輸及/或電力傳輸能力的組件或設(shè)置。在圖不的實施方式中，芯20包括一束光纖40,所述光纖40捆束在反螺旋形地纏繞的綁帶44、46內(nèi)，光纖能夠傳輸光學(xué)數(shù)據(jù)。
[0018]護套30包括促便于對芯20的接入的分離特征結(jié)構(gòu)。在示范性實施方式中，分離特征結(jié)構(gòu)為一對擠出間斷件50，所述間斷件沿電纜10的長度延伸。在本說明書中，術(shù)語“間斷件”指示護套30的一部分，所述部分具有與護套30的主要部分不同的材料組成物，主要部分由元件符號55指示。主要部分55可基本上為圍繞芯20的環(huán)形箍，其中間斷件50沿電纜10的所選長度縱向延伸穿過主要部分55。根據(jù)一個方面，間斷件50提供允許分離護套30 (如圖1所示)的薄弱線。所示間斷件50沿整個電纜長度延伸，但較短長度(例如，20cm或更長)可用以提供對芯20的接入。
[0019]圖2為單獨的護套30的橫截面，所述橫截面在垂直于電纜10的長度的平面上截取。在示范性實施方式中，間斷件50在擠出護套30時結(jié)合到護套的主要部分55。所示間斷件50完全嵌入主要部分55中，但間斷件的一個或兩個末端可延伸到任一護套表面。主要部分55和間斷件50可由可擠出聚合物形成，以便當(dāng)用以形成主要部分55和間斷件50的擠出物冷卻并凝固時，擠出物以所需程度結(jié)合到間斷件50的每一側(cè)上的界面處。當(dāng)在擠出護套的主要部分55同時形成間斷件50時，間斷件50與護套30的剩余部分之間的結(jié)合可通常描述為由于護套30凝固時的聚合物鏈纏結(jié)而可行。因此，護套30包含粘性復(fù)合聚合物結(jié)構(gòu)。電纜護套30還可包括提供對間斷件的位置的觸覺指示的觸覺定位器特征結(jié)構(gòu)60 (例如凸起表面或“凸塊”)或凹陷表面(例如，“凹塊”或通道)。視覺指示(例如，條紋)也可擠出在間斷件的位置上方，以使間斷件的位置從電纜外部顯而易見。觸覺指示器或視覺指示器可沿電纜的整個長度或沿所選長度延伸。一或多個強度部件(例如，玻璃強化塑料(GRP)棒或金屬線)可包括在護套30中一或多個位置處。
[0020]間斷件50可為條帶，所述條帶可各占據(jù)達總護套橫截面面積AJ的(例如)5%。在示范性實施方式中，間斷件50可為護套30中相對窄的條帶，并且間斷件50可占據(jù)護套橫截面面積AJ的相對小的部分。例如，間斷件50可具有小于AJ的3%的橫截面面積AD。在所示實施方式中，間斷件50可各具有小于AJ的2%的橫截面面積AD。在圖1和圖2中，兩個間斷件50形成在護套30中以便于打開護套(如圖1所示)。取決于芯20采取的形式，間斷件50的數(shù)量、間隔、形狀、組成物和其他方面可變化。例如，護套30中的單個間斷件可能足夠允許電纜護套30從芯20剝離。[0021]圖3為護套140中的一個間斷件50的單獨視圖。間斷件180可具有最大寬度A、高度B和與護套內(nèi)部表面34的中心間隔D。護套厚度為C。根據(jù)一個方面，縱橫比A:B在1:4 M 1:100的范圍內(nèi)。通常，指示較窄間斷件的較低縱橫比A:B在圖1所示的電纜橫截面中為有利的。正是這些間斷件允許在間斷件的根部形成應(yīng)力集中并且因此引起主要護套材料脫落。所示比值B:C為約1:2，所述比值指示間斷件的高度為護套厚度的大約一半。比值B:C經(jīng)選擇以提供對芯的容易接入并且維持電纜110的足夠堅固性，并且所述比值將隨著多個因數(shù)(例如，主要部分55的材料的斷裂韌性、間斷件50與主要部分55之間的結(jié)合以及其他因數(shù))變化。根據(jù)一個實施方式，比值B:C為至少1:4，或者替代性地規(guī)定，B在電纜的中心線處為至少護套厚度C的1/4。如果包括間斷件50的極薄的“薄膜”類型實施方式，那么間斷件的最大寬度W可在0.2mm或更小的范圍內(nèi)并且可為約0.1mm。
[0022]用以形成主要部分55和間斷件50的材料和工藝可經(jīng)選擇，以使主要部分55和間斷件50之間的界面允許通過向后剝離護套30 (如圖1所示)相對容易地接入芯20。護套10可構(gòu)造為滿足其他堅固性要求，例如護套30在拉伸負荷下、在扭曲時、在溫度變化下和在經(jīng)受其他已知的電纜測試標準(例如，ICEA460和GR20)時維持完好的要求。
[0023]本說明書中描述的電纜護套主要部分55和間斷件50可由各種聚合物材料制成。主要部分55或間斷件50可由聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)或材料混合物制成，所述混合物例如PE與乙烯醋酸乙烯酯(EVA)的混合物、阻燃材料(例如阻燃聚乙烯、阻燃聚丙烯、聚氯乙烯(PVC)或聚偏二氟乙烯(PVDF))、填充材料(例如，聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚碳酸酯及/或聚乙烯(PE)材料及/或丙烯酸乙烯(EVA)或具有如白堊、滑石粉等的填充劑的以上的其他混合物)及其他材料(例如，UV可固化丙烯酸酯)。
[0024]在示范性實施方式中，主要部分可由第一可擠出聚合材料擠出，所述材料包含以重量計至少80%的第一聚合物(聚乙烯)，并且間斷件可由第二可擠出聚合材料擠出，所述材料包含以重量計至少70%的第二聚合物(聚丙烯)以及另外的以重量計至少0.5%的第一聚合物(聚乙烯)。以重量計更高數(shù)量的第一聚合物可包括在第二材料中，例如至少1.0%或至少2%。在不被理論約束的情況下， 申請人:相信聚丙烯與聚乙烯之間的結(jié)合可由混合在與聚乙烯結(jié)合的聚丙烯中的乙烯量和PE與PP之間的分子纏結(jié)中的一者或兩者引起。根據(jù)這種理解，可增加PP擠出物中的乙烯量以增強間斷件與護套的剩余部分之間的結(jié)合。在一個實施方式中，主要部分55由第一聚乙烯擠出材料(中等密度聚乙烯(MDPE))制成。間斷件50由第二擠出材料聚丙烯/聚乙烯混合物制成，所述混合物包括6%至20%之聚乙烯，其中混合物的剩余部分主要為聚丙烯材料。第一聚合物材料可為(例如)由其分子量分布定義的單峰或雙峰類型聚乙烯，其中較低分子量聚合物鏈增強護套與特征結(jié)構(gòu)的界面處的結(jié)合強度(通過便于纏結(jié)和共結(jié)晶的工藝)。
[0025]圖4為共擠出分流器300的剖視橫截面圖，所述分流器300可結(jié)合擠出十字頭使用，所述擠出十字頭常用以形成環(huán)形護套，例如圖2所示的護套30。分流器可為擠出設(shè)備的現(xiàn)有組件的修改。在所述擠出設(shè)備中，擠出模芯與模具為分流器300的緊鄰下游。圖4中的箭頭I指示第一熔融擠出物的流動方向，并且箭頭2指示第二熔融擠出物的流動方向。分流器300具有外部表面320，第一熔融擠出物材料在外部表面320上流動，所述第一熔融擠出物材料用以形成護套30的主要部分55。分流器300包括各具有端口 340的一對支柱或翅片330，所述端口 340允許將第二熔融擠出物材料引入到第一熔融擠出物流中，所述第二熔融擠出物材料用以形成間斷件50。分流器300用來分隔供應(yīng)第二材料的端口 340周圍的第一材料。第一擠出物材料和第二擠出物材料在分流器300的下游合并。隨著擠出第一材料和第二材料，包括一或多個光纖的芯(未圖不)沿中心線CL以處理方向P前移。第一擠出物材料和第二擠出物材料下拉、冷卻并且凝固在前移穿過十字頭的光纖芯周圍以形成護套30?？赏ㄟ^在擠出模具中形成外部半徑而包括觸覺定位器特征結(jié)構(gòu)60。如果需要，可將強度部件(例如，強度部件66)引入到擠出過程中并且嵌入護套30中。
[0026]圖5A至圖5C圖示接入圖1所示電纜的末端的工藝。參看圖5A，技術(shù)人員使用工具500 (例如，側(cè)銑刀或鑷子)來夾捏電纜，橫跨電纜外部的小于180度的弧(例如，在特征結(jié)構(gòu)60之間)夾捏所述電纜。工具500的刀片定向為夾捏電纜10的同一側(cè)，如定位器特征結(jié)構(gòu)60所描繪。夾捏電纜10的一個側(cè)引起電纜護套30在間斷件50處開始分離。參看圖5B，在開始分離后，護套30的位于間斷件50之間的區(qū)段520被拉離護套30的剩余部分?？赏ㄟ^扭曲區(qū)段520來便于撕裂。參看圖5C，技術(shù)人員使用工具500撕裂所要長度的區(qū)段520。接著，可接入芯20以用于連接等。
[0027]圖6A至圖6C圖示中部接入圖1所示的電纜的工藝。參看圖6A，技術(shù)人員使用剃刀工具600在護套30中形成環(huán)切，所述環(huán)切為護套厚度的大約3/4。接著將電纜10彎曲以折斷剩余護套材料。在所述步驟中使用剃刀片工具時，與傳統(tǒng)接入方法中的多個步驟不同，所述步驟為唯一步驟，在步驟中使用非常鋒利的有刀刃的工具。參看圖6B，技術(shù)人員用護鞘去除工具650在兩個定位器特征結(jié)構(gòu)60的每一個處剃除護套。工具可為(例如)康寧電纜系統(tǒng)的電纜護鞘去除工具，型號為#RPXS-000。護套30僅需在環(huán)切線的僅一側(cè)剃除大約6英寸。參看圖6C，將電纜10彎曲以開始分離兩個護套半部。接著，可接入芯20用于連接等。
[0028]根據(jù)本實施方式，電纜護套中的一或多個間斷件可設(shè)置為提供到電纜芯的相對容易的接入。容易的接入可(例如)由在一或多個間斷件處拉離或剝離電纜護套的一個區(qū)段所需的力來定義。剝離力可作為在將護套區(qū)段剝離電纜芯時必須使用的力的直接力測量(以牛頓為單位)來測量。應(yīng)理解，護套將不是完美均勻的，并且人員或機器在剝離護套時不能使用用完美均勻的力，因此本說明書中描述的“剝離力”指示在將護套區(qū)段向后剝離一段距離所運用的平均力。還應(yīng)理解，根據(jù)本實施方式的剝離力在不需要對電纜護套外部作任何額外修改(例如，通過劃線)的情況下測量。剝離力與在無擠出的間斷件的情況下接入電纜需要的力相比可能相對較低。例如，剝離力可小于約90牛頓(N)。在示范性實施方式中，所需的剝離力可為約20N至約65N。剝離力在本文中定義為包括任何力，所述力足夠大以沿間斷件50撕開、撕裂或以其他方式分離護套材料以用于接入電纜芯。
[0029]測量剝離力相對容易。圖7A和圖7B插入一種圖示圖1的電纜10中的剝離力的方法。使用電纜10作為參考，從電纜10的一個末端切除約25mm的護套。電纜10的末端固定到工作臺或其他穩(wěn)固表面。小孔放置在護套中鄰近護套的邊緣處，護套在所述位置從芯切除，如圖7A中所示，并且“S”鉤的一個末端插入到護套中的孔中。如果電纜包括一對隔開的間斷件，那么孔形成在兩個間斷件之間的中間。系索或線附接到S鉤的另一末端。系索固定到測力計，例如可從弗羅里達的拉戈爾的Ametek Test and Calibration Instruments公司獲得的Chatillon測力計。如圖7B所示，用手或通過同一機械構(gòu)件拉動測力計以與電纜中心線成45度的角遠離電纜，直到附接到S鉤的護套的區(qū)段剝離護套的剩余部分。護套區(qū)段被拉離最初的護套去除位置250mm至500mm的距離。平均剝離力可作為在沿所選距離拉動護套區(qū)段時測力計測量的平均力來計算。
[0030]在測量剝離力的替代方法中，力測試機器(例如，可從Instron?獲得的力測試機器)以與電纜10的剩余部分成90度的角將電纜的所述區(qū)段拉離電纜的剩余部分。所述機器圖示在圖8中。電纜10固定到直線滑塊，所述滑塊在機器的固定到被剝離的護套區(qū)段的部分下方平移電纜。在所述設(shè)置中，電纜10在測力計下方滑動，以使所述區(qū)段可以90度角剝離，所述測力計測量被去除的區(qū)段上的張力?？扇コ齾^(qū)段中的張力可在所需距離內(nèi)求平均，以獲得平均剝離力。
[0031]大體來說，本說明書中公開的分離特性可通過由與用以形成護套的主要部分的材料不同的材料共擠出間斷件來獲得。作為替代方法，例如，間斷件可由與護套的剩余部分相同但經(jīng)受不同固化條件的材料制成。
【權(quán)利要求】
1.一種光纖電纜，所述光纖電纜包含: 包含光纖的芯； 圍繞所述芯的護套，其中所述護套具有內(nèi)部表面及外部表面，所述內(nèi)部表面面對所述芯，其中所述護套主要由聚合物材料形成，其中所述護套包含: 沿所述電纜縱長延伸并完全嵌入所述護套中的間斷件， 其中所述間斷件包含所述護套的一部分，所述部分具有與所述護套的主要部分不同的材料組成物，所述護套的所述主要部分為圍繞所述芯的環(huán)形箍，借此所述間斷件提供薄弱線，所述薄弱線允許分離所述護套以提供對所述芯的接入，及 其中所述間斷件結(jié)合到所述護套的所述主要部分，以使所述護套包含粘性復(fù)合聚合物結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的光纖電纜，其中所述護套包含觸覺指示器和視覺指示器中的至少一個指示器，所述指示器沿所述護套的所述外部縱長地延伸，指示所述護套的所述完全嵌入的間斷件的位置。
3.如權(quán)利要求2所述的光纖電纜，其中觸覺與視覺指示器中的所述至少一個指示器包含觸覺定位器特征結(jié)構(gòu)，所述特征結(jié)構(gòu)包含在所述護套的所述外部上的凸起表面和凹陷表面中的至少一個表面以提供對所述間斷件的所述位置的觸覺指示。
4.如權(quán)利要求3所述的光纖電纜，其中所述觸覺定位器特征結(jié)構(gòu)包含呈凸塊形式的凸起表面，以提供對所述間斷件的所述位置的觸覺指示。
5.如權(quán)利要求4所述的光纖電纜，其中所述凸塊沿所述電纜的整個長度延伸。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項所`述的光纖電纜，其中所述間隔件具有最大寬度與高度，并且其中所述間斷件的所述最大寬度與所述高度的比值在1:4至1:100的范圍內(nèi)，由此便于在所述間斷件的根部產(chǎn)生應(yīng)力集中。
7.如權(quán)利要求6所述的光纖電纜，其中所述間斷件的所述高度與所述護套的總體厚度的比值為至少1:4。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項所述的光纖電纜，其中所述護套的所述主要部分由第一材料形成，所述第一材料包含以重量計至少80%的第一聚合物，并且其中所述間斷件由第二材料形成，所述第二材料包含以重量計至少70%的第二聚合物和以重量計至少0.5%的所述第一聚合物，由此增強所述間斷件與所述護套的所述主要部分的結(jié)合。
9.如權(quán)利要求8所述的光纖電纜，其中所述第一聚合物為聚乙烯，并且所述第二聚合物為聚丙烯。
10.如權(quán)利要求9所述的光纖電纜，其中所述第二材料包含以重量計至少1%的聚乙烯。
11.如權(quán)利要求9所述的光纖電纜，其中所述第二材料包含以重量計至少2%的聚乙烯。
12.如權(quán)利要求1至11中任一項所述的光纖電纜，其中所述間斷件為第一間斷件并且進一步包含第二間斷件，所述第二間斷件完全嵌入所述護套中并與所述第一間斷件間隔開，以使所述護套的一個區(qū)段在所述第一間斷件與所述第二間斷件之間。
13.如權(quán)利要求12所述的光纖電纜，其中需要剝離力來與所述電纜的所述剩余部分成90度角將所述護套的所述區(qū)段拉離所述電纜的所述剩余部分，并且其中所述剝離力小于約90牛頓(N)。
14.如權(quán)利要求13所述的光纖電纜，其中所述剝離力在約20N至約65N的范圍內(nèi)。
15.一種制造電纜的方法，所述方法包含: 使芯以第一方向前移，所述芯包括能夠傳送通信信號的至少一個光纖；及 在所述芯周圍擠壓護套，所述擠壓包含: 將第一聚合擠出物材料引入到擠出設(shè)備中； 通過第一端口將第二聚合擠出物材料的第一流引入到所述第一聚合擠出物材料中； 通過第二端口將擠出物材料的第二流引入到所述第一聚合擠出物材料中；及 允許所述第一擠出物材料和所述第二擠出物材料在所述芯周圍下拉并冷卻，所述第一聚合擠出物材料形成所述護套的主要部分，所述第一流形成所述主要部分中的第一間斷件，并且所述第二流形成所述主要部分中的第二間斷件，其中所述第一間斷件和所述第二間斷件至少部分地嵌入所述主要部分中； 其中位于所述第一間斷件與所述第二間斷件之間的所述護套的區(qū)段可通過所述區(qū)段上小于90牛頓(N)的剝離力與所述護套的剩余部分分離。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述第一間斷件完全嵌入所述主要部分中。
17.如權(quán)利要求15至16中任一項所述的方法，其中每一間斷件的橫截面面積小于所述護套的橫截面面積的5%。
18.如權(quán)利要求15至17中任一項所述的方法，其中所述第一擠出物材料包括第一聚合物，并且所述第二擠出物材料包括第二聚合物，所述第二擠出物材料進一步包括以重量計1%至20%的所述第 一聚合物。
19.如權(quán)利要求15至18中任一項所述的方法，所述護套具有環(huán)形橫截面，所述環(huán)形橫截面具有內(nèi)部表面和外部表面，其中所述內(nèi)部表面與所述外部表面之間的護套厚度為0.5mm 至 2.0mnin
20.如權(quán)利要求15至19中任一項所述的方法，所述方法進一步包含:使細長強度部件沿所述第一方向前移，其中所述護套在所述強度部件周圍擠出。
21.如權(quán)利要求15至20中任一項所述的方法，其中所述第一間斷件的高度比所述第一間斷件的最大寬度大至少四倍。
22.如權(quán)利要求15至21中任一項所述的方法，其中所述第一間斷件具有穿過所述第一間斷件的最大寬度，所述最大寬度是垂直于半徑測量的，所述最大寬度為小于0.2mm。
23.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述第一聚合物包含聚乙烯，并且所述第二聚合物包含聚丙烯。
24.如權(quán)利要求15至23中任一項所述的方法，所述方法進一步包含鄰近所述間斷件中的至少一個間斷件形成至少一個觸覺定位特征結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】G02B6/44GK103874948SQ201280049750
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2012年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月13日
【發(fā)明者】安·杰曼·布蘭吉耶, 麥克爾·J·金布利特, 朱利安·拉斯泰勒·格林伍德三世, 塞繆爾·唐·納韋 申請人:康寧光纜系統(tǒng)有限責(zé)任公司