光學(xué)通信電纜的制作方法
【專利說明】光學(xué)通信電纜
[0001]相關(guān)的申請案
[0002]本國際申請案要求2014年4月I日提交的美國申請案號14/231,875和2013年9月27日提交的美國申請案號61/883,286的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，每個所述美國申請案的內(nèi)容是本發(fā)明的基礎(chǔ)并以全文引用方式并入本文。
[0003]背景
[0004]本公開案總體涉及光學(xué)通信電纜，并且更具體地涉及包括在護套擠出前通過膜耦接在一起的芯元件的光學(xué)通信電纜。光學(xué)通信電纜已越來越多地用于多種電子設(shè)備和電信領(lǐng)域中。光學(xué)通信電纜容納或包圍一或多個通信光纖。電纜提供用于電纜內(nèi)的光纖的結(jié)構(gòu)和保護。
[0005]概述
[0006]本公開案的一個實施方式涉及光學(xué)通信電纜。光學(xué)通信電纜包括電纜主體、位于電纜主體中的第一芯元件和位于電纜主體中的第二芯元件。所述第一芯元件包括:第一管件，所述第一管件具有限定孔的內(nèi)表面、以及外表面；以及第一光學(xué)傳輸元件，所述第一光學(xué)傳輸元件定位在所述第一管件的所述孔內(nèi)。所述第二芯元件包括:第二管件，所述第二管件具有限定孔的內(nèi)表面、以及外表面；以及第二光學(xué)傳輸元件，所述第二光學(xué)傳輸元件定位在所述第二管件的所述孔內(nèi)。所述光學(xué)通信電纜包括位于所述電纜主體中的強度構(gòu)件。所述第一芯元件和所述第二芯元件纏繞在所述強度構(gòu)件上。所述光學(xué)通信電纜包括由擠出第一材料形成的彈性套筒，并且所述彈性套筒包圍所述第一芯元件、所述第二芯元件和所述強度構(gòu)件。所述彈性套筒包括面向所述第一芯元件的外表面和所述第二芯元件的外表面的內(nèi)表面。所述電纜主體是由擠出第二材料形成。所述電纜主體包圍所述彈性套筒，并且所述電纜主體具有面向所述彈性套筒的外表面的內(nèi)表面。
[0007]本公開案的另一實施方式涉及光學(xué)通信電纜。所述光學(xué)通信電纜包括電纜主體，所述電纜主體具有位于所述電纜主體內(nèi)的通道。所述光學(xué)通信電纜包括位于所述電纜主體的所述通道中的第一芯元件，并且所述第一芯元件包括外表面和第一光學(xué)傳輸元件。所述光學(xué)通信電纜包括位于所述電纜主體的所述通道中的第二芯元件，并且所述第二芯元件包括外表面和第二光學(xué)傳輸元件。所述光學(xué)通信電纜包括位于所述電纜主體的所述通道中的強度構(gòu)件，并且所述第一芯元件和所述第二芯元件纏繞在所述強度構(gòu)件上。所述光學(xué)通信電纜包括位于所述電纜主體的所述通道內(nèi)的膜，所述膜由擠出第一材料形成。所述膜包圍所述第一芯元件、所述第二芯元件和所述強度構(gòu)件。所述膜向所述第一芯元件的外表面和所述第二芯元件的外表面施加徑向向內(nèi)導(dǎo)向的力。所述電纜主體由不同于所述第一材料的第二材料形成。所述電纜主體將所述膜包圍，并且所述電纜主體具有面向所述膜的外表面的內(nèi)表面。
[0008]本公開案的另一實施方式涉及光學(xué)通信電纜。所述光學(xué)通信電纜包括電纜主體，所述電纜主體具有位于所述電纜主體內(nèi)的孔。所述光學(xué)通信電纜包括位于所述孔的中心區(qū)域中的伸長中心強度構(gòu)件。所述光學(xué)通信電纜包括多個伸長光學(xué)傳輸元件，所述多個伸長光學(xué)傳輸元件裹繞所述伸長中心強度構(gòu)件，使得所述多個經(jīng)裹繞的伸長光學(xué)傳輸元件的長度的部分圍繞所述伸長中心強度構(gòu)件形成螺旋部分。所述光學(xué)通信電纜包括包圍所述多個伸長光學(xué)傳輸元件的擠出膜。所述擠出膜由第一材料形成，并且所述擠出膜在圍繞所述伸長光學(xué)傳輸元件的周向方向上是鄰接的，并且在軸向方向是鄰接的，以使所述伸長光學(xué)傳輸元件在所述螺旋部分內(nèi)圍繞所述伸長中心強度構(gòu)件進行至少一次回轉(zhuǎn)。所述膜在所述螺旋部分內(nèi)接觸所述多個伸長光學(xué)傳輸元件中的每個的外表面。所述電纜主體是由擠出第二材料形成。所述電纜主體將所述膜包圍，并且所述電纜主體具有面向所述膜的外表面的內(nèi)表面。
[0009]本公開案的另一實施方式涉及光學(xué)通信束。所述光學(xué)通信束包括伸長中心強度構(gòu)件和裹繞所述伸長中心強度構(gòu)件的多個伸長光學(xué)傳輸元件，使得所述多個經(jīng)裹繞的伸長光學(xué)傳輸元件的長度的部分圍繞所述伸長中心強度構(gòu)件形成螺旋部分。所述光學(xué)通信束包括包圍所述多個伸長光學(xué)傳輸元件的擠出膜。所述擠出膜在圍繞所述伸長光學(xué)傳輸元件的周向方向上是鄰接的，并且在軸向方向是鄰接的，以使所述伸長光學(xué)傳輸元件圍繞所述中心強度構(gòu)件進行至少五次回轉(zhuǎn)。所述擠出膜向所述多個伸長光學(xué)傳輸元件的所述外表面施加徑向向內(nèi)導(dǎo)向的力，以使所述膜起作用來維持所述經(jīng)裹繞的伸長光學(xué)傳輸元件的所述螺旋部分的所述螺旋布置。
[0010]另外的特征和優(yōu)點將會在以下詳述中闡述，并且部分將從描述而對本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見，或是通過實踐如書面描述和其權(quán)利要求書中描述的實施方式以及附圖來認(rèn)識到。
[0011]應(yīng)當(dāng)理解，以上概述和以下詳述僅是示例性的，并且意圖提供用于理解權(quán)利要求書的性質(zhì)和特征的概述或構(gòu)架。
[0012]附圖被包括來提供進一步的理解，并被并入本說明書中而構(gòu)成本說明書的一部分。附圖例示一或多個實施方式，并且與說明書一起用于解釋各種實施方式的原理和操作。
[0013]附圖簡述
[0014]圖1是根據(jù)示例性實施方式的光纖電纜的透視圖。
[0015]圖2是示出根據(jù)示性的實施方式的圖1的電纜的經(jīng)由膜束縛在一起的裹繞的芯元件的詳細(xì)側(cè)視圖。
[0016]圖3是根據(jù)示例性實施方式的電纜的橫截面圖。
[0017]圖4是根據(jù)示例性實施方式的圖3的電纜的芯元件的詳細(xì)剖面圖。
[0018]圖5是根據(jù)另一示例性實施方式的圖3的電纜的芯元件、膜和護套的一部分的詳細(xì)剖面圖。
[0019]圖6是根據(jù)另一示例性實施方式的電纜的橫截面圖。
[0020]圖7是根據(jù)另一示例性實施方式的電纜的橫截面圖。
[0021]圖8是示出根據(jù)示例性實施方式的用于形成具有薄膜捆縛物(binder)的光學(xué)電纜的系統(tǒng)和工藝的不意圖。
[0022]詳述
[0023]總體參考附圖，示出光學(xué)通信電纜(例如，光纖光纜、光纖電纜等等)的各種實施方式。一般來說，本文中公開的電纜實施方式包括包圍電纜的芯元件(例如，包含松散光纖的緩沖管、光學(xué)微模塊、緊密緩沖光纖、光纖棒等)并將它們捆縛在一起的薄膜層或膜層。在芯元件以一定圖案或布置(例如，螺旋圖案、盤旋圖案、SZ圖案等)纏繞在中心支撐構(gòu)件上之后，本文中討論的膜擠出在芯元件上。膜快速冷卻并圍繞芯元件固化以使得膜收縮，從而將徑向向內(nèi)導(dǎo)向的力施加于芯元件上。徑向向內(nèi)導(dǎo)向的力增加芯元件與中心強度元件之間的法向力，從而在元件通過電纜組裝工藝推進時，起作用來限制或阻止芯元件與中心強度元件之間的相對移動。另外，由膜提供的徑向力起作用來通過阻止或限制芯元件從中心強度構(gòu)件上解繞來維持呈纏繞圖案的芯元件。具體來說，在應(yīng)用另外部件(例如，鎧甲材料、電纜護套等)來形成完整電纜時，由膜提供的這個約束力維持呈所需纏繞圖案的芯元件。因此，在各種實施方式中，膜是彈性套筒，其與電纜的芯元件形成過盈配合。
[0024]在各種實施方式中，本文中討論的光學(xué)電纜包括光纖微模塊，所述光纖微模塊在微模塊的緩沖管內(nèi)具有低或零額外光纖長度(EFL，諸如每光纖每微模塊小于約0.1%或更小的平均值)。另外，此類微模塊可包括在緩沖管內(nèi)的密集堆放光纖，其中緩沖管的內(nèi)表面接觸緩沖管內(nèi)的一或多個光纖的外表面。光纖在微模塊內(nèi)的密集堆放允許較小橫截面積的光學(xué)單元。然而，缺少EFL和緊密堆放也可起作用來將外力傳輸至光纖，從而能夠引起光學(xué)信號注意。與在盤旋捆縛物與緩沖管之間的接觸點處產(chǎn)生局部化壓力點的盤旋纏繞的捆縛物光纖對比，本文中討論的膜捆縛物使捆縛力圍繞芯元件的圓周并軸向沿芯元件的長度均勻分布。在可對基于應(yīng)變的衰減更為敏感的微模塊的情況下，本文中討論的薄膜捆縛物可起作用來限制或阻止此類基于應(yīng)變的衰減。
[0025]參考圖1，示出根據(jù)示例性實施方式的光學(xué)通信電纜，示為電纜10。電纜10包括電纜主體，示為電纜護套12，所述電纜主體具有限定內(nèi)通道或空腔的內(nèi)表面14，所述內(nèi)通道或空腔示為中心孔16。如通常將理解，護套12的內(nèi)表面14限定內(nèi)部區(qū)域或區(qū)，下文所討論的各種電纜部件定位在所述內(nèi)部區(qū)域或區(qū)內(nèi)。多個光學(xué)傳輸元件(示為光纖18)定位在孔16內(nèi)。一般來說，電纜10在安裝期間和安裝之后向光纖18提供結(jié)構(gòu)和保護(例如，在處理期間提供保護，提供保護免于自然環(huán)境(elements)，提供保護免于害蟲(verm in)等等)。
[0026]在圖1所示實施方式中，電纜10包括定位在中心孔16內(nèi)的多個芯元件。第一類型的芯元件是光學(xué)傳輸芯元件，并且這些芯元件包括成束光纖18，所述光纖定位在諸如緩沖管20的管件內(nèi)。一或多個另外芯元件(示為光纖棒22)也可定位在孔16內(nèi)。光纖棒22和緩沖管20圍繞示為中心強度構(gòu)件24的中心支撐件布置，所述中心支撐件是由諸如玻璃增強塑料或金屬(例如，鋼)的材料形成。包含光纖18的緩沖管20、光纖棒22和中心強度構(gòu)件24共同形成電纜10的芯26。
[0027]電纜10包括示為捆縛膜28的膜或薄膜，所述膜或膜圍繞電纜10的緩沖管20和光纖棒22定位。如下文更詳細(xì)地解釋，薄膜28是擠出薄膜，所述擠出薄膜冷卻來在緩沖管20和光纖棒22上提供向內(nèi)導(dǎo)向的力。由膜28提供的向內(nèi)導(dǎo)向的力輔助將緩沖管20和光纖棒22保持在相對于中心強度構(gòu)件24的固定位置中，這是通過在這些部件之間增加法向力并因此增加摩擦力來實現(xiàn)。因此，在一些實施方式中，在芯元件的外表面與膜28之間提供過盈配合，以使得膜28起作用來向電纜10的芯元件上提供向內(nèi)導(dǎo)向的力。另外，通過膜28提供的向內(nèi)導(dǎo)向的力起作用來阻止/抵抗纏繞芯元件的解開。在一些實施方式中，粘著劑(例如，熱熔融粘著劑)被施加來將諸如緩沖管20和光纖棒22的芯元件耦接至強度構(gòu)件24。因此，在各種實施方式中，電纜10的膜是約束元件或約束套筒，所述膜起作用來將電纜10的芯捆縛在一起，如本文中所討論。在特定實施方式中，電纜10的膜是彈性套筒，所述彈性套筒如本文中所討論施加徑向向內(nèi)導(dǎo)向的力。
[0028]在各種實施方式中，膜28是由第一材料形成，并且護套12由第二材料形成。在各種實施方式中，第一材料并不同于第二材料。在一些此類實施方式中，第一材料的材料類型并不同于第二材料的材料類型。在各種實施方式中，膜28可由各種擠出的聚合物材料形成。在各種實施方式中，膜28可由低密度聚乙烯(LDPE)、聚酯或聚丙烯形成。在一個實施方式中，膜28是由線性LDPE形成。在一個實施方式中，膜28是由LDPE材料形成，所述LDPE材料具有在600MPa與100MPa之間并且更明確地為約800MPa(例如，800MPa加或減5百分比)的彈性模量。在一個實施方式中，膜28是由聚酯材料形成，所述聚酯材料具有在2000MPa與2800MPa之間并且更明確來說為約2400MPa(例如，2400MPa加或減5百分比)的彈性模量。在各種實施方式中，膜28的材料可以包括著色材料。在一個此種實施方式中，膜28可與護套12相同著色。在一個此種實施方式中，膜28的材料可為包括碳黑著色材料的聚合物材料(例如，LDPE、PP)，并且護套12的不同材料可為也包括碳黑著色材料的不同的聚合物材料(例如，中等密度聚乙烯)。另外，膜28可包括UV穩(wěn)定化合物并可包括促進撕裂的弱化區(qū)域(例如，較小厚度區(qū)域)，所述撕裂例如通過拉索42來實現(xiàn)。
[0029]如上所述，膜28的第一材料不同于護套12的第二材料。在一些此類實施方式中，膜28是由第一材料形成，所