專利名稱：彎曲半徑控制護套的制作方法
相關的專利申請這項申請的主題與1996年6月7日申請的共懸未決的美國專利申請第08/662,720號的主題相關，在此通過引證將該申請并入。關于受美國政府資助的研究與研制的聲明美國政府在這項發(fā)明中具有付訖特許，并且有權根據(jù)國家標準技術研究所(NIST)批準的協(xié)作議定書No.70NANB4H1521的條款所提供的合理的條款，要求專利權人將這項專利許可給他人。本發(fā)明的背景1.發(fā)明的領域本發(fā)明涉及電纜保護器，更具體地說，涉及護套型電纜保護器，該保護器至少部分地包裹著電纜，以限制其運動。
2.本發(fā)明的現(xiàn)有技術傳輸光線的光纖電纜在各種技術領域中有各種各樣的用途和應用。電話通信、計算機數(shù)據(jù)傳輸和激光應用是其中的幾個實例，而且用途的數(shù)量正在迅速增加。光纖電纜的小尺寸和高質量傳輸特性當然是非常優(yōu)越的和符合要求的。
在頗為常見的光纖結構中，許多單根光纖并排地置于比較扁平的帶狀光纜中，例如20根光纖的帶狀光纜。光纖的末端插入接插件，以便與主計算機或其它設備連接。在一種具體應用中，毗鄰的單根光纖夾在兩條帶層之間，形成帶狀光纜。當然，圓形光纜和其它幾何構型的光纜也可以買到。
光纖電纜通常呈現(xiàn)高柔韌性，允許在各種設備和障礙之間和周圍盤繞。但是，眾所周知由于彎曲和扭轉之類的原因使光纖產生應力可能立即或經(jīng)過一段時間之后引起嚴重的物理損傷，例如疲勞或斷裂。諸如功率衰減、帶寬變化之類的傳輸性能下降也可能發(fā)生。依據(jù)光纖類型、傳輸速度和/或光波波長，甚至最小的拉伸應力都可能對光纜產生負面影響。
光纖電纜的應變消除系統(tǒng)在技術上是已知的。例如，通過引證并入本文的美國專利第5,390,272號(授權給Repta等人)展示一種與光纖接插件背面連接的應變消除護套。這種護套包括許多隔開的咬合肋，這些咬合肋限制光纖電纜在與接插件的連接點附近的最小彎曲半徑。通過引證并入本文的美國專利第5,094,552號(授權給Monroe等人)展示類似的使光纖電纜與接插件耦合的應變消除裝置。Monroe的應變消除靴包括一系列交錯排列的開口，與舌槽式連接零件相互鎖定。最后，通過引證并入本文的WO9309457-A1揭示了一種光纖護套，該護套具有限制最大彎曲半徑的環(huán)形或螺旋環(huán)形的溝槽。
這些現(xiàn)有技術的裝置有許多嚴重的缺點。例如，所揭示的護套不適合限制下層光纜的扭轉運動。在某些條件下可能需要通過扭轉將光纜從一臺設備送到另一臺設備，這種扭轉有使光纜產生應力和損害其強度和傳輸性能的風險。這些現(xiàn)有技術的裝置或者允許發(fā)生無約束的扭轉或者以某種方式阻止這種扭轉運動，這種方式可能將過度的應變置于在護套內光纜中的光纖上。因此，現(xiàn)有技術的護套或者不便于操作或者是在扭轉時易受損傷。
現(xiàn)有技術的另一個缺點在于為了使用這些護套，它們必須在光纖電纜和/或相關聯(lián)的接插件上縱向滑動。因此，安裝這些護套需要將這些護套“穿”在光纜上。類似地，拆除這些護套需要拆除光纜上的接插件、割斷光纜或者切開護套，當然，這樣做將中斷被連接的設備的使用和/或損傷下層光纜。
最后，現(xiàn)有技術的護套是為圓形光纖電纜設計的，而不是為在許多情況下優(yōu)選的扁平的帶狀光纜設計的。
鑒于這些缺點，需要一種保護光纜的裝置，該裝置將允許彎曲和扭轉但限制扭轉角和彎曲半徑、將易于安裝和拆除、以及將適合扁平的帶狀光纜。
本發(fā)明的概述為了克服上述的缺點，依據(jù)本發(fā)明的實施方案，控制護套內藏諸如光纖或光纖電纜之類的傳輸線并且限制賦予該傳輸線的彎曲和扭轉兩種運動的幅度。約束零件的多維矩陣充分地覆蓋著該傳輸線，并且有許多縫隙將矩陣中毗鄰的約束零件隔開。在護套彎曲和扭轉運動時這些約束零件彼此咬合。這種咬合狀態(tài)限制護套最終的彎曲和扭轉，從而阻止對傳輸線的損傷。
按照一個實施方案，約束零件的矩陣包括許多行和列。當護套按某個面外方向扭轉和/或彎曲時，同一行和/或同一列中毗鄰的約束零件彼此咬合。按照一個實施方案，當護套在面外沿其縱向彎曲和扭轉時，縱向毗鄰的約束零件至少部分地閉合它們各自卷入的縫隙并且彼此咬合，當護套沿其面內橫向在面外彎曲和扭轉時，面內橫向毗鄰的約束零件至少部分地閉合它們各自卷入的縫隙并且彼此咬合。此外，當護套在面內彎曲時，毗鄰的約束零件彼此咬合。
按照本發(fā)明的另一方面，該護套可以沿其縱向打開，以便允許將它施加在光纖電纜或其它待保護的傳輸線上。類似地，可以沿其縱向關閉，以便將傳輸線固定在該護套內。
按照一個實施方案，允許打開/關閉運動的結構包括沿著該護套相對的側邊延伸的第一和第二拉鏈式扣件。依據(jù)這個實施方案的護套包括兩部分，例如同樣的兩個部分，這兩部分借助拉鏈式扣件扣緊和脫開。另一個實施方案只使用一條拉鏈式扣件，與這條拉鏈式扣件相對的鉸鏈結構使該護套的兩個部分彼此相對地繞樞軸轉動。
待保護的傳輸線可以包括帶狀電纜(例如帶狀光纖電纜)、其它幾何形狀的光纖電纜、和/或各種幾何形狀的導電的導體。按照護套可以沿其長度打開和關閉的實施方案，護套可以沿著傳輸線的長度安裝在傳輸線的任何位置上，不必將它穿在傳輸線的末端上。因此，該護套可以沿著傳輸線的長度在事先認為可能因彎曲和扭轉引起損傷的任何地方提供保護。此外，在一個實施方案中，可以將多個相互連接的護套沿著傳輸線配置，以便保護任何長度的傳輸線。
按照另一個實施方案，傳輸線(如數(shù)據(jù)傳輸線)的保護罩包括兩個可以相對移動的護罩部分。其中之一沿著保護罩的主體被容納和鎖定在另一個護罩部分之內。這兩個護罩部分在傳輸線彎曲和/或扭轉期間需要調整它們的相對運動時可以彼此相對滑移。同時，這兩個護罩部分保持相互鎖定并且不是可以輕易打開的。按照這個實施方案的一個方面，兩個護罩部分之一包括許多與對面護罩部分上的突起部分滑動配合的掣爪。這個實施方案的兩個護罩部分還包括位于毗鄰約束零件之間的孔，以便提供較大的柔韌性同時仍然限制許可的彎曲和扭轉的幅度。該保護罩接近傳輸線接插件的末端是逐漸縮小的，以便適應傳輸線上對應的楔形結構。最后，兩個護罩部分之一優(yōu)選包括許多止動零件，以便在組裝該保護罩時限制護罩部分之間的縱向滑移量。
附圖簡要說明本發(fā)明的優(yōu)選實施方案將結合附圖予以介紹，在附圖中相同的參考數(shù)字指的是同一零件，其中

圖1是依據(jù)本發(fā)明的實施方案的控制護套的透視圖；圖2是圖1所示控制護套處于閉合狀態(tài)的透視圖；圖3是圖1所示控制護套的一部分的透視圖；圖4是依據(jù)本發(fā)明的實施方案具有八角形約束零件的控制護套的透視圖；圖5是依據(jù)本發(fā)明的實施方案被彎曲和扭轉成所需形狀的控制護套的透視圖；圖6是依據(jù)本發(fā)明的實施方案的另一種扣緊機構的透視圖7是依據(jù)本發(fā)明的另一個實施方案的控制護套部分的透視圖；圖8是圖7所示控制護套處于打開狀態(tài)的透視圖；圖9是圖7所示控制護套處于關閉狀態(tài)的剖視圖；圖10是依據(jù)本發(fā)明的實施方案處于直線形態(tài)的控制護套的剖視圖；圖11是圖10所示控制護套處于彎曲形態(tài)的剖視圖；圖12至圖14是依據(jù)本發(fā)明的實施方案在控制護套的約束零件之間的縫隙的剖視圖；圖15是依據(jù)本發(fā)明實施方案的間隙側視圖，該圖將用于介紹彎曲半徑的計算方法；圖16是依據(jù)本發(fā)明實施方案的首尾相連在一起的多重控制護套的透視圖；圖17是依據(jù)本發(fā)明另一個實施方案的控制護套的透視圖；圖18是圖17所示控制護套處于關閉狀態(tài)的透視圖；圖19是圖17所示控制護套處于關閉狀態(tài)的側視圖；圖20至圖21是依據(jù)本發(fā)明另一個實施方案的關閉狀態(tài)透視圖；本發(fā)明的詳細敘述本發(fā)明的實施方案應用于各種工程技術。例如，依據(jù)本發(fā)明的控制護套可以保護單根的光纖或成束的光纖(即光纜)。其它線型或纜型的導體(例如銅線)也可以得到保護。甚至流體輸送管線(例如水管、液壓管線或壓縮空氣管線)也可以得到保護。術語“傳輸線”在這份申請中將自始至終指的是各種各樣的光纖、導線、電纜、軟管或其他依據(jù)本發(fā)明可以保護的設備以及非必選包括在其周圍的隔離零部件。
雖然依據(jù)本發(fā)明的控制護套特別適合具有扁平的矩形長寬比的傳輸線，但是本發(fā)明也考慮了其他傳輸線的幾何形狀。此外，本發(fā)明的實施方案可以用在許多物理環(huán)境中，包括計算機內部的連接、諸如建筑物或機身之類的結構、地下和地毯下等。
因此，雖然本發(fā)明的實施方案往往就帶狀光纖進行介紹，但是，本發(fā)明決不僅限于那些實施方案。
圖1至圖3說明依據(jù)本發(fā)明的第一個實施方案。護套10優(yōu)選包括大體相同的護套部分15、15′，這兩部分相互鎖定并且呈重疊關系配置(如所示)。為了簡化，僅僅詳細地介紹護套部分15。當然，護套部分15和15′不需要完全一致而且不需要將護套10分成相等的兩半。
護套部分15和15′一起定義它們之間的空間17，以便容納待保護的傳輸線。在圖1至圖3所示的實施方案中，扁平的傳輸線(如帶狀光纜)非常適合空間17。
兩個護套部分15和15′包括許多配置在多維矩陣20中的約束零件30，有時稱之為“楔塊”，下面將予以介紹。每個約束零件30都包括本質上扁平的多角面31(圖2)，每個多角面有直邊32和圓角33。圓角33使護套部分15和15′的成形模具比較容易生產，并且允許零件30有更大的運動，以便允許例如有更大的扭轉運動。當然，可以用直角或其他類型的角代替圓角33。如圖所示，零件30本質上呈截頭棱錐體的形狀。
零件30的面31無需一定呈正方形。例如，如圖4所示，護套部分15的約束零件30可以包括八角形的面31，這種表面在護套10彎曲/扭轉時提供附加的運動自由度和控制。
約束零件30優(yōu)選用橫向45連續(xù)的間隙40和縱向55連續(xù)的間隙50隔開。當然，按對角線或其他方向連續(xù)的間隙也可以考慮。當護套10吸收彎曲和/或扭轉力時，多維矩陣20中的零件30彼此相向移動，最后通過至少部分地封閉間隙40、50形成彼此咬合的狀態(tài)，以限制護套10的彎曲半徑和扭轉角，下面將予以介紹。
如圖2所示，可以將縱向55當作X方向，橫向45當作Y方向，以定義控制護套10的XY平面。為了便于討論，將XY平面當作護套10的主平面，并且術語“面內”和“面外”除非另有說明都是相對XY平面而言的。此外，在圖示的實施方案中按垂直方向延伸的第二橫向65可以當作Z方向，以便定義相應的XZ和YZ平面。
護套10可以在這三個平面中彎曲。如圖11所示，在XZ平面內的彎曲是在XY平面外沿著縱向55的彎曲(即面外彎曲)。在YZ平面內的彎曲是沿著橫向45的面外彎曲。在XY平面內的彎曲(即面內彎曲)也是可能的但需要相當大的彎曲力，特別是在傳輸線的寬度在橫向45比較大的情況下。當然，這些彎曲運動的組合也是可能的。護套10還可能圍繞著按縱向55延伸的軸線(如縱向中心線)扭轉。
術語“多維”矩陣傾向于包括具有至少在兩個方向延伸的諸零件的所有的排列，這不同于諸零件僅僅在一個方向上排列的一維矩陣即“陣列”。本發(fā)明優(yōu)選的實施方案包括零件的行和列完全相同的矩陣，雖然其他構型也在考慮之內。
按照圖1至圖3所示的實施方案，矩陣20包括三個縱向延伸的零件行60和大量的在面內延伸的零件30的列70。當然，其他的數(shù)量的行60和列70也在考慮之中，取決于待保護的傳輸線的幾何特征。
如圖所示，行60和列70優(yōu)選本質上線型的，以致護套部分15具有本質上呈矩形的總體形狀。但是，其他的實施方案也在考慮之中。例如，行60和/或列70可以圍繞著待保護的傳輸線按弧形配置，以適應具有圓弧形幾何形狀的傳輸線。用這樣的實施方案，約束零件30可以有弧形的外表面31代替本質上平坦的外表面，從而使護套10的總體形狀呈圓柱形。
每個護套部分15、15′優(yōu)選包括將約束零件30相互連接起來的底層網(wǎng)狀結構80。網(wǎng)狀結構80形成許多在間隙40、50正下方的鉸接單元90，以允許約束零件30彼此相對彎曲并且相互咬合，下面將詳細地予以介紹。(另外，就這份說明書的目的而言，可以將約束零件30看作是為空腔17提供全部導向構件，而鉸接單元90被看成是使約束零件30相互連接的結構。)例如，當護套10如圖11所示沿著縱向55作面外彎曲時，在行60內毗鄰的約束零件30之間延伸的鉸鏈90允許零件30彼此相對移動進入咬合狀態(tài)。在同一行中毗鄰零件相互咬合，并且將最終限制縱向彎曲的程度。類似地，沿著橫向45面外彎曲的護套10使列70中毗鄰的零件30移動進入彼此咬合的狀態(tài)，從而限制橫向彎曲的程度。護套10的面內彎曲也使列70中的毗鄰零件30彼此咬合，從而限制(與網(wǎng)狀結構80本身一起)面內彎曲的程度。在某個具體方向約束零件30所允許的彎曲程度被稱為“彎曲半徑”，下面將結合圖15進一步詳細介紹。
控制護套10還允許并且限制扭轉運動，即扭轉角，不將過度或損傷性的應變置于護套10的任何部分。一種類型的扭轉運動涉及按一個方向(比如說順時針)轉動護套10的一端并且按相反方向(比如說逆時針)轉動護套10的另一端，以致護套10圍繞著縱向中心線扭轉。在約束零件30之間的鉸鏈90吸收因這種扭轉運動傳遞的應變，從而允許約束零件30在需要時一起運動或分開。例如，在列70中毗鄰的約束零件30可以在扭轉運動時彼此咬合，以便限制傳遞給傳輸線的扭轉。
在扭轉期間，低層結構80(可以把鉸鏈90看作是該結構的一部分)可以看作是成尺寸比較薄的連續(xù)的網(wǎng)。約束零件30就配置在這個網(wǎng)的頂面上。雖然網(wǎng)80因為比較薄比較容易扭轉，但是約束零件30阻止網(wǎng)扭轉到損傷護套或下層的傳輸線的位置。圖5說明在扭轉應變下的護套10。
按照圖1至圖3的實施方案，緊固機構100將護套部分15、15′結合起來。在圖示的實施方案中，緊固機構100包括兩條沿著護套的對邊縱向延伸的拉鏈型緊固件。每條緊固件包括諸多掣爪即“齒”110。護套部分15包括在125處與各自的約束零件30聯(lián)成一體的向下延伸的齒120，另一方面，護套部分15′也包括與各自的約束零件30聯(lián)成一體的相應的向上的齒，以便與向下懸垂的齒120相互鎖定。因此，齒110是相互鎖定的零件，它們彼此咬合并相互鎖定，從而保持護套10閉合。如圖所示，齒110優(yōu)選包括楔形表面113和鄰接表面117，以有利于齒110的相互鎖定，當然，對于熟悉這項技術的人來說，其它形狀的齒將是顯而易見的。
按照圖示的實施方案，護套部分15、15′是一致的。因此，在護套10的對置側面上護套部分15的向下延伸的齒120與護套15′的向上延伸的齒120′一一對應。類似地，護套部分15的向下延伸的齒130與護套15′的向上延伸的齒130′一一對應。
按照圖示的實施方案，護套部分15、15′僅僅沿著緊固機構100的第一和第二拉鏈型緊固件連接起來，不朝空間17的中心部分連接。所以，保持在護套部分15、15′之間的空間17中的傳輸線可以在護套10內自由地滑動(即“浮動”)，從而允許在護套10與傳輸線之間有相對運動。這種設計呈現(xiàn)一個重要的優(yōu)點。如果傳輸線沿其全部長度跨過空間17連續(xù)地固定到或按固定的鄰接關系固定到護套10上，那么它將經(jīng)受護套彎曲產生的剪切力，并且因此可能受到損傷。象即將介紹的那樣，僅在一端將護套10固定到傳輸線上，傳輸線的彎曲和扭轉將受到抑制，而且傳輸線可以相對護套滑移，從而消除剪切力可能造成的損傷。
齒110優(yōu)選配置在橫向延伸的間隙40的對置側面上。因為齒110不是跨間隙40互鎖的，所以齒110和約束零件30本質上是獨立運動的。保持約束零件30和齒110的運動獨立性允許約束零件30(而不是齒110)控制彎曲半徑和扭轉角。換言之，齒110足夠密集以致在彎曲或扭轉時不容易松脫，而且有足夠的空隙以致零件30(而不是齒110)確定彎曲半徑。
如圖1所示，控制護套10包括末端部分140，這個部分是為與接插件(未示出)連接而特別設計的。末端部分140優(yōu)選包括一個沒有互鎖零件110的區(qū)域150。此外，末端的約束零件160被加長。在圖示的實施方案中，末端零件160的長度大約是其它約束零件30的兩倍，當然，也可以是任何需要的長度。
按照一個實施方案，末端部分140直接粘接到接插件和/或傳輸線上，以便防止護套10順著傳輸線滑動。護套部分15、15′優(yōu)選在末端部分140處用粘接劑或整體的鎖定機構(未示出)緊固到傳輸線上和/或彼此緊固，以便提高粘接強度和降低意外地彼此分離或與接插件分離的或然率?？赡苁褂玫牟煌愋偷恼辰觿┫旅鎸⒂枰越榻B。因此，護套10保護傳輸線在接插件處的過渡點，一個通常必須忍受高應力并因此經(jīng)常遭受損傷的點。
另外，為了代替或另外使用末端部分140，可以將護套10折斷、或沿著橫向間隙40或縱向間隙50之一切開，以便形成所需尺寸的護套用于與接插件或其它外部零件連接。
其它類型的緊固機構可以用于將護套部分15、15′緊固到一起，以代替在圖1至圖3這特別說明的互鎖零件。例如，圖6說明一種舌槽式連接170。護套部分15包括向下延伸的槽零件175，以便與護套部分15′的向上延伸的舌零件173′咬合。象前面的實施方案那樣，護套部分15、15′優(yōu)選具有一致的形狀，以致在護套10的對置側面上護套部分15的向上延伸的槽零件175與護套部分15′的向下延伸的槽零件175′一一對應。類似地，舌零件173、173′彼此一一對應。在閱讀這份說明書時其它機械式緊固機構(例如球窩式機構)將是顯而易見的。
另外，粘接劑可以沿著護套部分15、15′的對置邊將它們永久地固定在一起。各種各樣的粘接劑都可以使用，例如沿著護套部分縱向擠出的液體粘接劑、和/或壓敏膠、快速固化的粘接劑或熱熔膠、和/或帶紙背襯的粘膠帶，如丙烯酸類的轉移粘接劑。用這后一個實例可以將帶型傳輸線固定到護套部分15、15′之一上，并且在使用前保留紙背襯以防止污染帶型傳輸線。移動護套部分15、15′進入待保護的傳輸線附近的位置，剝去紙背襯，然后將護套部分粘接到一起，以使傳輸線固定在空間17之內。借助粘膠帶或無論什么方法沿著護套部分15、15′的邊緣將它們粘接在一起可以使傳輸線象前面介紹的那樣在護套10內“浮動”。當然，如果為了滿足特殊應用的需要，也可以跨過空間17全都涂上粘接劑。
另外，緊固機構100可以包括一條或多條沿著護套10縱向延伸的焊縫。按照這個實施方案，可以給護套10的一條或多條邊緣加熱，以使護套部分15、15′融合到一起。雖然這樣將提供不能打開的永久焊縫，但是所獲得的高強度在某些應用中可能是有用的。
圖7至圖11說明依據(jù)本發(fā)明的補充實施方案。圖8至圖9具體地說明這個實施方案不同于圖1至圖3的實施方案的重要特征。緊固機構之一被鉸鏈280取代。鉸鏈280使護套部分15、15′繞樞軸彼此相對轉動，以便開合護套210。鉸鏈280和毗鄰約束零件30之間的鉸鏈90一樣優(yōu)選“活”鉸鏈，這意味著它們的材料和厚度允許反復彎曲而不損傷。
當護套210打開時，可以將傳輸線200(在圖示的實施方案中傳輸線是帶狀光纜)插入。然后，可以沿著鉸鏈280對面的護套210邊緣擠出粘接劑290，以便將護套部分215、215′緊固到一起。此外，護套210可以包括粘膠帶或互鎖零件(諸如圖1至圖3所示實施方案中的零件110)，以代替擠出的粘接劑290。
與圖1至圖3的實施方案一樣，護套210包括約束零件230的多維矩陣220。約束零件230沿著縱向和橫向255、245被間隙240、250隔開并且按行260和列270配置。零件230的幾何形狀不同于圖1至圖3的那些零件，其中零件230包括傾斜的側表面而不是筆直的側表面，而且包括有拐角(而不是圓角)的表面231。
圖10說明采用直線構型的護套210，而圖11說明一種彎曲構型，該構型有圍繞中心點305的最小彎曲半徑300。下面將參照圖15介紹彎曲半徑。
圖12至圖14展示可能介于毗鄰的約束零件之間的間隙的不同實例。例如在圖12中毗鄰約束零件30相對的側表面313是不平行的，即彼此之間形成一個角度，從而定義一個逐漸加寬的間隙310。采用這樣的構型，側表面313在護套10彎曲和/或扭轉時往往彼此完全咬合，從而將間隙310大體上完全封閉。
在圖13中，毗鄰約束零件30相對的側表面323是平行的，從而定義一個筆直壁面的間隙320。在這些約束零件運動時側表面323將在間隙320的上端彼此接觸，部分地封閉間隙320但留下相當大的三角形開口。
圖14的間隙330是由毗鄰零件30的相對的彎曲側表面333定義的。在相對運動時，彎曲表面333在約束零件30的表面以下彼此咬合，再次局部地封閉間隙330但留下一個開放的空間。圖14所示實施方案可能比前面的實施方案更難模塑成形，但是對某些應用可能是有利的。
就圖15所示的楔形間隙而論，顯而易見的是彎曲半徑R＝L/2cosθ＝L/2cos[atan(2H/D)]，其中L是毗鄰間隙之間的距離，H是間隙的高度，D是在護套頂表面的間隙寬度，而θ是零件側表面定義的角度。
就典型的光纖應用而言，彎曲半徑R優(yōu)選在大約1/8英寸至大約2英寸范圍內，取決于光纜尺寸、傳輸速度、波長和其它因素。按照一個實施方案，約束零件30向下至底層網(wǎng)狀結構80的厚度大約是40密爾，而底層網(wǎng)狀結構80本身的厚度大約是20密爾(mils)。當然，對于其它采用較粗的電纜的應用(包括非光纖應用)其它的彎曲半徑和較大的護套尺寸可能是優(yōu)選的。
無論彎曲半徑尺寸如何，間隙的幾何形狀總是為定義所需的彎曲半徑R而選定的。間隙的幾何形 可以隨方向變化。例如，如果需要，護套10可以在縱向和橫向方向上具有不同的彎曲半徑。間隙的幾何形 沿著一個方向也可以有某種程度的差異，例如彎曲半徑可以沿著護套10的長度變化。扭轉角所受的影響將與選定的彎曲半徑一致。
更重要的是精確地確定大尺寸護套的間隙幾何形狀。隨著護套尺寸和間隙尺寸的減小，間隙的幾何形狀可以逐漸逼近直邊而對彎曲半徑?jīng)]有顯著影響。
如圖16所示，多個護套10可以首尾相接地串接在一起，以形成任何所需長度的復合保護套。毗鄰的護套10一起形成舌槽式接頭320，以便將護套彼此固定。槽零件340容納突出的舌零件330，并且零件330、340優(yōu)選延伸護套部分15、15′的全部高度，以便提供可能的最佳固定連接。另外，接頭320可以采取更多的球窩式構型并且沿著零件30配置在中等高度上。此外，雖然圖示的實施方案包括兩個接頭320，但是可以提供第三個接頭或更多的補充接頭，例如基于每個橫向列70中約束零件的數(shù)量。其他的接頭位置和類型對于熟悉這項技術的人將是顯而易見的。
護套10優(yōu)選由容易允許彎曲(例如在鉸鏈90和/或280處)而且具有高抗壓剛度的材料制成。該材料還應當是比較輕和比較便宜的。聚丙烯是一種特別適合采用的材料，當然，也可以采用其他材料，諸如聚乙烯、聚碳酸酯、聚氨酯(例如購自B.F.Goodrich公司的ESTANE牌和購自Monsanto公司的SANTOPRENE牌那些產品)和其它的熱塑彈性體、共聚聚酯(例如購自GeneralElectric公司的LO-MOD牌或購自DuPont公司的HYTREL牌產品)、硅脂材料(如硅脂/橡膠或硅脂/彈性體產品)、苯乙烯材料(如購自Shell公司的KRATON牌產品)以及其它的工程聚合物/塑料。
護套部分15、15′可以用各種各樣的方法成形。例如，將每個部分作為一片整體模塑成形。甚至圖7至圖9所示的兩個護套部分15、15′鉸接在一起的實施方案也可以作為一片整體模塑成形。護套部分15、15′可以在纖維帶組合件上擠塑成形，護套部分15、15′甚至可以取代帶組合件的帶層。在這種情況下，聚丙烯或其它材料優(yōu)選直接在纖維上擠塑成形，并且用壓花輪或其它零部件形成間隙(并據(jù)此定義約束零件本身)。另外，可以在預先成形的護套毛坯上切削出間隙。
本發(fā)明的補充實施方案用圖17至圖21予以說明。例如，如圖17至圖19所示，控制護套400包括第一部分410和第二部分420，其結構適合在兩個部分之間內藏傳輸線。鎖定結構425將第一部分410和第二部分420相互連接起來，并且該結構允許第一部分410和第二部分420在傳輸線和控制護套400彎曲時彼此相對運動。這提供了下面即將介紹的重要優(yōu)點。
當控制護套400面外彎曲時，彎曲段內側的控制護套部分的曲率半徑比彎曲段外側的控制護套部分的曲率半徑短。這種半徑的差異傾向于在彎曲段內沿著傳輸線方向引起控制護套部分之間的線性相對運動。如果控制護套部分的鎖定零件和前面的實施方案一樣阻止這種運動，該鎖鎖定零件將承受相當大的應變并且更多地傾向于失敗。另一方面，圖17至圖21的實施方案允許在控制護套部分410、420之間的有相對滑移并因此大大減少失敗的可能性。
為了允許自由滑移，鎖定結構425包括許多從控制護套部分420向部分420延伸的鎖定零件430，即掣爪。鎖定結構425進一步包括兩條沿著控制護套部分410的對置側邊延伸的導軌440，也被稱為鎖定零件的接受器。按照優(yōu)選的實施方案，鎖定零件430是借助上述的擠塑成形之類的方法作為護套部分420的一部分成形的。每條導軌440本質上是連續(xù)的，但是有周期性的斷點或間隙的導軌440也在考慮之內。
鎖定零件430包括唇部433，該唇部懸掛著導軌440，以防止部分410象在圖17中看到的那樣向上脫離部分420或象在圖18至圖19中看到的那樣向下脫離。鎖定零件430和導軌一樣還可以包括斜面部分435，以便大體上沿著傳輸線的全部長度使部分410順利地與部分420咬合。請注意圖18至圖19。
如同前面的實施方案一樣，控制護套400包括許多按多維矩陣配置的約束零件450?？刂谱o套400的彎曲和扭轉受使毗鄰約束零件450進入彼此咬合狀態(tài)的運動的限制。每個鎖定零件430優(yōu)選與各自在護套部分420上的約束零件450形成一體。
如同前面的實施方案一樣，毗鄰的約束零件450被間隙460隔開。當控制護套400彎曲或扭轉時，毗鄰的約束零件450將間隙460關閉，以便相互咬合和限制容許的彎曲或扭轉幅度。
按照圖17至圖21的實施方案，毗鄰的約束零件450還定義開口470，除了大體呈圓形的圖示開口之外，該開口可以有各種各樣的形狀。在約束零件450之間的開口470降低在扭轉控制護套400時遇到的剛性，但不防礙限制彎曲/扭轉的約束零件450在間隙460處的咬合?？?70配置在約束零件450的拐角處，因此消除了在扭轉期間遇到的干擾區(qū)，而且不防礙上述的彎曲/扭轉防護特征。
按照圖示的實施方案，控制護套400進一步包括在控制護套部分410對置側邊上的兩個止動零件。每個止動零件480象在圖17中看到的那樣與最右邊的鎖定零件430咬合，以便在組裝控制護套400時阻止部分410、420之間的相對滑移。在組裝期間，將傳輸線放在護套400的部分420內，然后，將部分410送入并且沿著部分410的長度向前推，使鎖定零件430的唇部433于導軌440重疊。一旦止動零件480與最右邊的鎖定零件430接觸，裝配工人就知道已經(jīng)達到適當?shù)奈恢?。當然，只要導軌?或鎖定零件的表面足夠傾斜(圖18至圖19)和/或鎖定零件430足夠薄，部分410、420也可以沿著它們的長度扣在一起，而不是彼此相對滑移。
如圖17所示，控制護套400的末端490在護套部分410的495處和在護套部分420的505處是楔形的。在依據(jù)本發(fā)明可以使用的許多數(shù)據(jù)傳輸線中，例如帶狀光纜，帶狀光纜的厚度從在/毗鄰接插件處的增厚部分朝遠離接插件的較薄的部分逐漸縮小。楔形部分495、505適合容納傳輸線的較厚的部分，以致呈現(xiàn)厚度連續(xù)的控制護套和傳輸線的組合。雖然保留厚度連續(xù)的部分495和505是可能的，但是用楔形傳輸線這樣做將形成在接插件處增厚的護套-傳輸線組合，這可能在插入計算機板、模塊或其他設備時引起干擾。另一方面，通過使控制護套逐漸變細可以與傳輸線上相反的楔形匹配。
正像在圖20至圖21的實施方案中展示的那樣，鎖定結構425′的替代實施方案在護套部分410、420之間提供球窩式的相互連接。鎖定結構425′的球零件435是由延伸段440支撐的，以便鎖定在球窩零件445內。鎖定結構425′允許沿著控制護套的縱向范圍(即沿著傳輸線)滑移，正像在圖20與圖21之間由控制護套部分410、420的不同相對位置所表示的那樣。按照優(yōu)選的實施方案，球零件435、延伸段440和控制護套部分420構成一體。
如上所述，適合護套部分410、420的優(yōu)選材料是價格非常合理的聚丙烯。所以，任何與模塑兩種形狀不同的控制護套部分410、420相關的(而不是與鏡象部分相關的)成本問題都被降低到最小。
盡管已經(jīng)參照具體的實施方案介紹了本發(fā)明，但是這份說明書只是說明性的，不對本發(fā)明的范圍構成限制。已經(jīng)介紹過的各種控制護套的實施方案的特征可以混合和配套，以適合具體的應用。例如，圖12至圖14的間隙可以與圖17至圖21的孔或圖1至圖3的拉鏈式緊固件一起使用。此外，關于圖1至圖16各個方面的介紹可以直接應用于圖17至圖21的實施方案，例如所列舉的粘接劑、材料、首尾連接、舌槽零件330、340等。按照本發(fā)明，各種各樣的傳輸線都可以在各種物理環(huán)境和定位條件下得到保護。在不脫離權利要求書所規(guī)定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，對于本領域的技術人員可以有各種其它的改進方案和變型。
權利要求
1.一種內藏傳輸線(200)并限制該傳輸線的彎曲和扭轉幅度的控制護套(10)，該控制護套包括第一部分(15)和第二部分(151)，所述第一部分和第二部分的結構是為了在兩者之間內藏傳輸線而設計的；以及，使第一部分和第二部分相互連接的鎖定結構(100)，該鎖定結構的結構設計允許第一部分和第二部分在傳輸線彎曲時在彎曲區(qū)域內沿著傳輸線方向彼此相對運動，同時充分阻止第一部分和第二部分彼此分離的運動；其中所述控制護套的結構限制傳輸線的彎曲和扭轉幅度，以便將對傳輸線的損傷降低到最小程度。
2.根據(jù)權利要求1的控制護套，其中所述鎖定結構包括許多從第一部分朝第二部分延伸的鎖定零件(120)，所述鎖定零件與第一部分是一體的；以及沿著第二部分延伸的鎖定零件接受器(130)，所述鎖定零件接受器與第二部分是一體的。
3.根據(jù)權利要求2的控制護套，其中所述鎖定零件接受器包括一條滑軌(440)。
4.根據(jù)權利要求3的控制護套，其中所述滑軌本質上是連續(xù)的。
5.根據(jù)權利要求3的控制護套，其中在傳輸線彎曲時至少有一個鎖定零件沿著所述滑軌滑移。
6.根據(jù)權利要求2的控制護套，該護套進一步包括許多配置在多維矩陣(20)中的約束零件(30)，所述控制護套的彎曲和扭轉由于毗鄰的約束零件進入咬合狀態(tài)而受到限制，每個鎖定零件與其相應的約束零件是一體的。
7.根據(jù)權利要求6的控制護套，其中毗鄰的約束零件定義一些開口，以便在傳輸線彎曲和/或扭轉期間增大柔韌性。
8.根據(jù)權利要求7的控制護套，所述開口配置在約束零件的拐角處。
9.根據(jù)權利要求1的控制護套，該護套進一步包括至少一個止動零件(480)，所述止動零件與所述第一部分和第二部分之一耦合以便在組裝所述控制護套時至少在一個方向上充分阻止第一和第二部分沿著傳輸線相對滑移。
10.根據(jù)權利要求1的控制護套，其中所述控制護套的末端呈楔形，以適應毗鄰傳輸線接插件的傳輸線上的錐度。
11.根據(jù)權利要求1的控制護套，其中所述鎖定結構(425)包括適合鎖定第一和第二部分的球窩式結構。
12.根據(jù)權利要求1的控制護套，其中上下兩個部分的結構是為適應其間的帶狀光纜而設計的。
13.根據(jù)權利要求6的控制護套，其中所述約束零件定義允許所述約束零件為了防止損傷傳輸線，在控制護套彎曲和扭轉時進入咬合狀態(tài)的縫隙結構。
14.根據(jù)權利要求15的控制護套，其中至少有一部分縫隙結構本質上是圓形的。
15.一種與配置在其中的傳輸線(200)結合的控制護套(10)，該控制護套限制所述控制護套的彎曲和扭轉幅度，該控制護套包括第一部分(15)和第二部分(151)，所述傳輸線配置在第一部分和第二部分之間；以及使第一部分和第二部分相互連接的鎖定結構(100)，該鎖定結構的結構設計允許第一部分和第二部分在傳輸線彎曲時在彎曲區(qū)域內沿著傳輸線方向彼此相對運動，同時充分阻止第一部分和第二部分彼此分離的運動；其中所述控制護套的結構限制傳輸線的彎曲和扭轉幅度，以便將對傳輸線的損傷降低到最小程度。
16.根據(jù)權利要求15的控制護套組合，其中所述傳輸線包括非常扁平的帶狀電纜。
17.根據(jù)權利要求16的控制護套組合，其中所述帶狀電纜包括帶狀光纜。
18.根據(jù)權利要求15的控制護套組合，該組合進一步包括在傳輸線一端的接插件，所述傳輸線從直接毗鄰所述接插件的較厚的部分向遠離接插件的較薄部分逐漸縮小，其中所述控制護套的末端是逐漸縮小的以適應傳輸線的楔形端。
19.一種數(shù)據(jù)傳輸線的保護罩(400)，所述保護罩包括兩個可以相對滑移的護罩部分(410、420)，其中一個護罩部分本質上沿著保護罩的主體被容納并鎖定在另一個護罩部分之中，這兩個護罩部分在需要的時候可以彼此相對滑移，以便適應傳輸線的彎曲和/或扭轉，同時保持彼此鎖定。
20.根據(jù)權利要求19的保護罩，其中一個護罩部分包括至少一個突出部分(440)，而另一個護罩部分包括許多掣爪(430)，所述掣爪與突出部分形成滑動配合，以便將兩個護罩部分鎖定在一起并允許在兩個護罩部分之間有相對的滑移。
21.根據(jù)權利要求20的保護罩，其中保護罩(505)靠近數(shù)據(jù)傳輸線的接插件的末端沒有掣爪。
22.根據(jù)權利要求21的保護罩，其中在保護罩末端的兩個護罩部分借助粘接劑固定在一起。
23.根據(jù)權利要求20的保護罩，其中所述掣爪包括在組裝該保護罩期間允許護罩部分沿著傳輸線的長度快速地咬合在一起的結構(435)。
24.根據(jù)權利要求23的保護罩，其中所述允許護罩部分沿著傳輸線的長度快速咬合在一起的結構包括掣爪上的斜面(435)。
25.根據(jù)權利要求23的保護罩，其中所述掣爪包括在組裝該保護罩期間允許其中一個護罩部分沿著傳輸線的長度方向滑入另一個保護罩部分。
26.根據(jù)權利要求19的保護罩，該保護罩進一步包括一對止動零件(480)，在一個護罩部分上每邊一個，所述止動零件具有適合與另一個保護罩部分咬合的結構，以便在保護罩組裝期間阻止兩個護罩部分彼此相對滑移。
27.一種內藏傳輸線并限制該傳輸線的彎曲和扭轉幅度的控制護套，該控制護套包括沿著傳輸線縱向延伸的第一和第二控制護套部分，每個護套部分包括許多約束零件，這些約束零件配置在充分覆蓋所述傳輸線的多維矩陣中；許多縫隙，這些縫隙將矩陣中的約束零件分開；使約束零件相互連接的結構，該結構允許毗鄰的約束零件在控制護套彎曲和扭轉時進入彼此咬合的狀態(tài)、充分封閉所述縫隙，從而限制控制護套的彎曲和扭轉幅度，以便防止對傳輸線的損傷；以及使控制護套的各個部分相互連接的結構，該結構允許控制護套的各部分彼此相對滑移同時阻止控制護套的各部分分離。
全文摘要
控制護套400內藏傳輸線如帶狀光纜或其它導體,并且限制該傳輸線的彎曲和扭轉運動的幅度。該護套優(yōu)選包括約束零件450的多維矩陣,其中這些約束零件被許多間隙460分開并且由下層的網(wǎng)狀結構連接在一起。當護套彎曲或扭轉時,毗鄰的約束零件一起移動進入彼此咬合的狀態(tài),從而限制護套的彎曲半徑或扭轉角,并借此限制帶狀光纜或其它被保護的導體的彎曲半徑或扭轉角。按照本發(fā)明的控制護套包括兩個可滑移的護套部分410和420。鎖定結構425將這兩個控制護套部分鎖定在一起,阻止它們分開但允許沿著傳輸線縱向滑移。這樣可以適應在該控制護套彎曲/扭轉時出現(xiàn)的不同的曲率半徑并因此減少鎖定結構的應變。
文檔編號H01R13/00GK1248329SQ98802649
公開日2000年3月22日 申請日期1998年1月30日 優(yōu)先權日1997年2月18日
發(fā)明者斯考特·安東尼·艾格, 高登·德懷特·漢森, 尼克羅斯·安東尼·李 申請人:明尼蘇達礦業(yè)和制造公司