CN1016107B - 光缆 - Google Patents

Abstract

一种用于光缆的光纤元件组合件，包含柔性细长元件2；由细长元件构成的遍及整个长度的细长空间3；至少一种光纤7松弛容纳在细长空间中；至使光纤保持在细长空间中。细长元件2在其中心纵轴方向沿着纵向路径弹性形变，在任何两个纵向隔开位置之间，路径的长度大于在两个位置之间的直线距离。当细长元件2承受纵向施加的拉力时，细长元件依靠弹性形变的作用在其长度方向上倾向于伸直，因此减小了施加于光纤上的拉力。当拉力去除时，细长元件2恢复原状。

Description

本发明涉及通信领域应用的，含有多根光学纤维，适宜波长在0.8～2.1μ范围内的光传输用的光缆。本发明特别与一种（但不是专门地）作为宽频带使用的市话配线电缆有关。

发明的目的是提供一种用于上述光缆的，形式简单和制造便宜的改进型光纤元件组合件。

根据本发明，改进型光纤内含有一种柔性细长元件，以及由所述细长件的部分限制界面形成的，遍及整个长度的至少一个细长空间;至少一个光学纤维松弛地容纳在细长空间或多个细长空间之一中;改进型光纤元件还包括保持光纤或各光纤在细长空间或多个细长空间中的手段。细长元件在其中心纵轴方向沿着纵向延伸路径可作弹性形变，在任何两个纵向分开的位置之间，纵向延伸路径的长度比所述两个位置之间的直线距离大。改进型光纤元件还包括这样一种设置，即当弹性形变的细长元件受到轴向施加的拉力时，细长元件依靠它弹性形变的作用，在其长度方向上倾向于伸直，以此来减小施加在光纤或各光纤上的拉力，当拉力去除时，细长元件在弹性形变作用下，恢复到原来的形状。

柔性细长元件最好在其中心纵轴方向沿着平滑弯曲波浪形的路径可作弹性形变，波浪形弯曲轴最好互相平行，并且垂直于细长元件的纵轴，依靠平滑弯曲的波浪形，当弹性形变的细长元件受到轴向施加的拉力时，细长元件靠弹性形变在长度方向上倾向于伸直;也就是说，平滑弯曲波浪形的轴向长度将逐渐增加。另一方面，柔性细长元件可以在其中心纵轴方向沿着螺旋形路径作弹性形变，螺旋延伸路径方向 最好与螺旋延伸细长元件的中心直线轴的夹角在5°～15°的范围内。

松弛容纳在弹性形变柔性细长元件中的细长空间或各细长空间中的光纤或各光纤最好没有支撑，但是在某些情况下，尤其是当细长元件沿着平滑弯曲的波浪形路径时，光纤元件中的两根或多根光纤可以是松弛容纳在细长空间或任一个细长空间中的至少一个光纤带状结构或其它光纤组件的组成部分。在这种情况下，如果希望得到一根或多根细长柔性的加固元件，则光纤带状结构的光纤最好并排排列，并且全部或部分地嵌入到一种柔性的塑料细长体中，或者并排排列并固定到柔性带的一个主表面上。

在某些情况下，柔性细长元件沿着平滑弯曲的波浪形路径，细长空间或各细长空间最好在平行于柔性细长元件的中心纵轴方向上延伸，柔性细长元件有两个或多个这样的细长空间，最好至少有一个细长空间伸进细长件的一个侧面，以及至少有一个细长空间伸进细长件的相对侧面或所有的细长空间从细长元件的中心纵轴方向横向隔开，松驰容纳在细长空间中的光纤或各光纤和/或光纤带状结构或各光纤带状结构或其它光纤组件的长度稍大于细长空间的长度，即处于（0.05～0.2）%的数量范围内。

柔性细长元件在其中心纵轴方向沿着螺旋形路径可作弹性形变，松驰容纳在细长空间中的光纤或各光纤和/或光纤带状结构，或其它光纤组件的长度也最好大于细长空间的长度，例如在（0.05～0.2）%的数量范围内。

在某些情况下，柔性细长元件沿着平滑弯曲波形路径，细长空间或各细长空间最好沿着平行于柔性细长元件的中心纵轴方向延伸，柔性细长元件有两个或多个细长空间，最好至少有一个细长空间伸进细 长元件的一个侧面，以及至少有一个细长空间伸进细长元件另一个相对的侧面，或所有的细长空间都伸进细长元件的同一侧面。

用于在柔性细长元件的细长空间，或各细长空间中保持光纤或各光纤和/或光纤带，或各光纤带或其它光纤组件的手段可以相对于细长元件分别形成，或与细长元件结合成一体。在某些情况下，可以结合使用相对于细长元件分别形成的保持手段以及与细长元件结合成一体的保持手段。

在相对于细长元件分别形成保持手段时，保持手段至少包含一种可弯曲的带，此弯曲带呈螺旋状环绕细长件，或沿着细长件的纵向延伸，并围绕细长件成圈状横向折迭，以保持光纤，或各光纤和/或光纤带，或其它光纤组件在细长空间或一个细长空间中。

在另一个实施例中，保持手段可以包括一个分别形成的，盖住细长空间开口的细长盖，或当两个或多个细长空间伸进细长元件之间的同一侧面时，细长盖与细长元件固定在一起，盖住多个细长空间的开口。细长盖在细长空间或各细长空间伸进细长元件表面相邻近的表面上有一个或多个纵向延伸的凸缘，这些凸缘有效地嵌进细长空间或多个细长空间中，以阻止细长元件和盖之间在它们纵轴的横向方向上作相对运动。在细长空间或各细长空间中有松弛容纳光纤或各光纤和/或光纤带，或其它光纤组件的入口，最好采用任何一种方便的手段将盖可拆卸地固定到柔性细长元件上。例如，采用一种快速适配方案，或用弯曲带螺旋环绕着互相啮合的细长元件和盖。分别形成的盖可以是一种横截面形状和尺寸大致相同的柔性细长元件。

与柔性细长元件成整体的保持手段，细长元件最好有一对跨过细长空间，或向各细长空间开口延伸的，横向隔开纵向延伸的弹性片状 物，这种片状物与元件成一整体，在片状物的悬空端之间有一个纵向延伸的狭缝或缝隙，其宽度是使松弛容纳在细长空间中的光纤，或各光纤和/或光纤带结构，或其它光纤组件不能迅速地予以穿过。

柔性细长元件或各柔性细长件最好是由一种塑料或几种塑料制成，这些塑料能很容易沿着所需要方式的路径弹性形变。但是，应知道在某些情况下，柔性细长件或各细长元件可以由弹性金属或金属合金构成。细长元件或各细长元件可以由特别合适的塑料制成，这种塑料能迅速地弹性形变，如：聚对苯二甲酸乙酯和聚对苯二甲酸丁酯，（Polyethylene    terephthalate，Polybutylene    terephthalate）。

另一方面，柔性细长元件或各细长元件可以由一种或多种不能迅速弹性形变的塑料制成，并且可以在横向隔开位置，至少用两个纵向延伸的弹性细长加固元件嵌入元件中，每一种材料所具有的弹性将使得元件沿着所说的纵向路径延伸。

本发明还包括前面所提到的光纤元件的组件，这些元件组合固定在一起使得组件的中心纵轴沿着所说的纵向路径延伸。

在一个优选的实例中，至少含有三根光纤元件的柔性细长元件，与伸进元件主侧面的细长空间和各细长空间成细长形横截面的每一个元件设置成，除了最下面的一个元件外，每一个元件在另一个元件上延伸，并可拆卸地固定到另一个元件之上，遍及整个长度，以保持在所说的其它细长元件的细长空间和各细长空间中能松弛地容纳光纤，或各光纤和/或光纤带，或其它光纤组件，柔性细长元件的组件在其中心纵轴方向沿着平滑，弯曲波浪形路径具有弹性形变，这些波浪形弯曲轴最好互相平行，并平行于组件的柔性细长元件的主横轴。相邻 的细长件有相同的长度，并具有一个件与其它件作迅速适配的横截面形状。例如，每一个分别形成的柔性细长元件在一个主面的整个长度范围内延伸，并有两个横向隔开的直立凸缘，在另一个主面的整个长度范围内延伸，在这个主面上有两个横向隔开的槽，相邻细长元件的直立凸缘在槽中迅速适配。最好，柔性细长元件的横截面形状和尺寸是基本相同的。

在另一个情形中，两个或多个柔性细长元件的每个元件，其横截面都是细长形，这样就可以并排排列成一个组件，细长空间的纵轴在组件中的同一平面，并细长空间伸进到柔性元件的同一侧面。两个或所有细长元件的保持手段相同，例如用盖或螺旋缠绕的带将光纤和/或光纤带保持在细长空间中。

本发明也包括一种至少有一根软管的改进型光缆，如同前面所描述那样，至少有一根改进型光纤元件松弛地容纳在软管中。

本发明还包括一种至少有一根软管的改进型光缆，如同前面所描述那样，至少有一根改进型光纤组件松弛地容纳在软管中。

改进型光缆软管或各改进型光缆软管最好由一种电绝缘塑料制成。在这种情况下，由许多成圈状加固材料隔开的细长元件被嵌入塑料软管壁上，细长元件可以环绕塑料软管的轴成螺旋形延伸，或沿着平行于塑料软管的轴向延伸。加固细长元件环绕着塑料软管的轴成螺旋形延伸。最好，至少有两层加固材料的细长元件绕着软管的轴成螺旋形延伸，相邻层的缠绕方向是相反的。相邻层螺旋延伸的细长元件可以交叉，以形成一种加固材料的编织衬套。

在加固材料的细长元件实质上平行于塑料软管的轴延伸，最好，每个细长元件有径向延伸的波浪形的情况下，波浪形将起到改善塑料 管内元件的机械结合性能和光缆的柔性。

加固材料细长元件里面呈波浪形，每根细长加固元件可含单根金属线，或绞合在一起的多根金属线。单根金属线或绞合的金属线沿着长度方向以相隔位置卷曲，形成波浪形。但是，为了减轻光缆的重量，应避免使用金属或金属合金，最好每根细长加固元件包含一束玻璃纤维，或采用无机加固材料压制的细丝。

波浪形加固元件是一束玻璃纤维或其它无机加固材料压制的细丝，为了与软塑料管连接，最好不先用介质浸渍细丝，也最好在细丝束的单根细丝间隙中没有空气。每束可由玻璃纤维或其它相同种类，和/或相同厚度的有机材料元件组成，或由彼此不同种类的元件，例如单根或双根细丝的元件，和/或彼此不同厚度元件结合而组成。

本发明的改进型光纤元件组合件有一个非常重要的优点，即光纤或各光纤和/或光纤带结构，或其它光纤组件，以及柔性细长元件或各柔性细长元件的制造能够分别进行。当要求具有特殊结构的光纤时，能够将所要求的多根光纤和/或光纤带状结构，或其它的光纤组件和一根或多根柔性细长元件组装在一起，并如前述那样可作弹性形变，以形成一种改进型光纤元件。按照要求，能互相配合地完成组件和一种改进型光纤元件的弹性安装，并在挤压塑料软管中采用弹性形变的光纤元件。

改进型光纤元件组合件的另一个重要优点是，由于任何特殊光纤元件能很快按要求形成，所以对制造者来说没有必要在仓库内保存大量的，光纤含量不同的光纤元件。

本发明可以参照附图，并通过改进型最佳方式光纤元件，改进型最佳方式光纤元件组件，由改进型光纤元件最佳组件组成的最佳方式 光缆的例子叙述，来作进一步的说明，其中：

图1和图2分表示按比例放大的第一种实施方式的光纤元件的横截面视图;

图3，4，5分别表示按比例放大的第二，三，四种实施方式的光纤元件的横截面视图;

图6表示按比例放大的第一种最佳光纤元件组件的横截面视图;

图7表示按比例放大的第二种最佳光纤元件组件的横截面视图;

图8，9分别表示按比例放大的第五，六种实施方式光纤元件的横截面视图;

图10表示按比例放大的由第一种光纤元件最佳组件所组成的光纤的横截面视图。

参阅图1和图2，第一种最佳方式光纤元件1，它包括一个由塑料挤压成型的，横截面呈U型的柔性细长元件2，U型二边之间的空间构成了伸进细长元件一侧的细长空间3。光纤带6能松弛地容纳在细长空间3中，并位于共同平面内，与其轴并排延伸。用塑料8包封多根光纤7。光纤带6的长度比细长空间的长度约长0.1%，并由塑料软带9以螺旋形重迭方式缠绕细长柔性元件2，将光纤带保持在细长空间中。一般来说，光纤元件1的轮廓宽度是5.0mm，厚度是1.5mm。在柔性细长元件2中的细长空间3的宽度是2.7mm，深度是0.7mm。光纤带6的轮廓宽度是2.2mm，厚度是0.3mm。柔性细长元件2在其中心纵轴方向沿着平滑弯曲的波浪形路径10作弹性形变，波浪形弯曲轴互相平行，并垂直于柔性细长元件的纵轴。当弹性形变的柔性细长元件2承受纵向施加的拉力时，细长元件依靠它弹性形变的作用，在其长度方向上倾向于伸直。因此，减小了施加 于每一根光纤7上的拉力。当拉力去除时，细长元件在其弹性形变的作用下恢复到原状。

图3表示第二种实施方式的光纤元件，它包括由塑料挤压成型的细长元件12，在细长元件长度方向有一个延伸的，伸进细长元件一侧的细长空间13。光纤带16松弛地容纳在细长空间13中，光纤带16的长度约比细长空间13的长度长0.1%，并由一对横向隔开的，纵向延伸的弹性片状物14保持在细长空间中，片状物与细长空间13成一整体，在它们的悬空边之间，还有一个纵向延伸的缝15，其缝的宽度是使松弛容纳在细长空间13中的光纤带不能迅速地通过缝的宽度。在图1，2所示第一实施方式的光纤元件的柔性细长元件2的情况下，柔性细长元件2在其中心纵轴方向沿着平滑弯曲波浪形路径弹性形变，波浪形弯曲轴互相平行，并垂直于柔性细长元件的纵轴。

图示4所示第三种实施方式的光纤元件21，它包括一种塑料管22，在整个长度范围内，平行于中心纵轴的方向上延伸，还包括一个通到构成细长空间23的管内径的连续缝25。光纤带26松弛容纳在细长空间23中，光纤带26的长度约等于细长空间的长度。缝25的宽度是使松弛容纳在细长空间23中的光纤带26不能很快地通过的宽度。塑料管22在其中心纵轴方向沿着螺旋路径弹性形变，螺旋延伸路径的方向大约与螺旋延伸管的中心直线轴成10度。当弹性形变的螺旋延伸管22承受纵向施加的拉力时，管22依靠弹性变形在其长度方向上伸直，因而减小了施加于光纤带26的每一根光纤上的拉力。当拉力去除时，管22在弹性形变的作用下，恢复到原状。

图5表示第四种实施方式的光纤元件31的横截面视图，光纤元 件31有一个挤压塑料成型的柔性细长元件32，它与图1，2中所示光纤元件的细长件2相同。细长元件32边缘之间的区间构成一个可使光纤带36松弛容纳的细长空间33，光纤带36的长度约等于细长空间的长度。细长空间33伸进细长元件32的一个侧面，并由一个分别挤压成型的塑料盖38盖住，在盖的长度方向上，有一个延伸的凸缘37，并被两个纵向延伸的台肩39挡住，台肩39横向隔开，使得凸缘在细长空间33中形成紧配合。固定盖38的柔性细长元件32在其中心纵轴方向沿着平滑弯曲波浪形路径弹性形变，波浪形弯曲轴互相平行，并垂直于细长元件的纵轴。

图6表示第一种实施的光纤组件，三个相同的光纤元件41重迭组装形成组件。每个光纤元件41包含一个挤压成型的塑料柔性细长元件42，其横截面呈U型，U型二边之间的区间构成伸进元件一侧的细长空间43，在细长空间的另一侧面，细长空间伸进细长元件42的侧面是两个纵向延伸，横向隔开的槽45。从光纤元件相对侧面直立着两个纵向延伸，横向隔开的凸缘44，在槽45和凸缘44之间的横向间隔是相等的。光纤元件41的纵向延伸凸缘44与相邻的下一个光纤元件纵向延伸槽45重迭组装在一起，实现快速配合。将可看到，这样形成的组件实际上是两个闭合的细长空间43，在每一个空间43中都松弛容纳一个光纤带46，光纤带46的长度比细长空间的长度长0.1%。柔性细长元件42的组件在其中心纵轴方向沿着平滑弯曲的波浪形路径弹性形变。波浪形弯曲轴互相平行，并且平行于组件的柔性细长元件主横轴。

图7表示第二种实施的光纤元件组件，它包含两个相同方式的光纤元件51，它含有一个横截面呈U型的，由塑料挤压成型的柔性细 长元件52，U型两边缘之间区间构成一个细长空间30，每个光纤元件51的柔性细长元件52在它的一个侧面有纵向延伸的凸缘54，在另一个侧面有一个纵向延伸的槽55。凸缘和槽配置成，当两个光纤元件并排排列时，使一个细长元件52的凸缘位于另一个细长元件的槽中实现快速适配。光纤带56松弛容纳在每一个细长空间53中，用塑料柔性带59螺旋环绕两个光纤元件，将光纤带保持在细长空间中。每个光纤带56的长度比细长空间53的长度长0.1%。柔性细长元件52的组件在其中心纵轴方向沿着平滑弯曲的波浪形路径弹性形变，波浪形弯曲轴互相平行，并且平行于组件的柔性细长元件的主横向轴。

须知，在图6所示组件的光纤元件41的柔性细长元件42中，在U型柔性细长元件相对侧面，都有一个纵向延伸凸缘和槽，因此除光纤元件重迭组装外，光纤元件还可以并排组装，如图7所示的组件。

图8表示第五种实施方式的光纤元件，它包含一个横截面呈H型的由塑料挤压成型的柔性细长元件62，每个H型相对边之间的区间构成了细长空间63，光纤带66松弛容纳在空间内，它的长度比细长空间的长度长0.1%。由柔性塑料带69将光纤带66保持在细长空间63中，塑料带69螺旋形环绕细长元件62。细长元件62在其中心纵轴方向沿着平滑弯曲波浪形路径弹性形变，波浪形弯曲轴互相平行，并且垂直于细长元件的纵轴。

图9表示第六种实施方式的光纤元件，它包含一根由塑料挤压成型的，在长度方向延伸的柔性细长元件72，在元件的一侧有两个横向隔开的通道，每个通道构成了一个细长空间73。光纤带76松弛容纳在细长空间73中，它的长度比细长空间的长度约长0.1%。用 柔性塑料带79将光纤带76保持在细长空间73中，塑料带79螺旋环绕细长元件72。细长元件72在其中心纵轴方向沿着平滑弯曲波浪形路径弹性形变，波浪形弯曲轴互相平行，并且垂直于细长元件的纵轴。

图1、2、3至图5、8和9所表示的各种光纤元件以及图6、7所示的每种光纤元件组件，细长空间或细长空间之一都可以松驰容纳两根或多根光纤带。

图10所示的选用光缆，含有塑料管82，其内径为83，如图6所示光纤元件组件40松弛容纳在内径83中，组件40在其中心纵轴方向沿着平滑弯曲波浪形路径弹性形变，波浪形弯曲轴互相平行，并且平行于组件的柔性细长元件41的主横轴。在塑料管82的壁上嵌入许多隔开环绕的加固元件84，元件84在平行于柔性管的轴向延伸。每个加固元件84有径向延伸的波浪形，这样宜于改进在塑料管82中的加固元件和柔性光缆的机械连接。

须知，图1、2、3至图5、8和9所表示的任何一种光纤元件，或在图7中所表示的光纤元件组件都可以代替光纤组件40被松驰容纳在光缆柔性塑料管82的内径83中。

本发明有非常重要的优点，即制造光纤和/或光纤带，或其它光纤组件和光纤元件的柔性细长元件可以分别进行，当要求特殊结构的光纤元件时，能将所要求的多根光纤和/或光纤带，或其它的光纤组件和柔性细长元件或多根柔性组件组装在一起，并能弹性形变以形成如同前面所描述那样的光纤元件的组件。

Claims (9)

1、一种由至少三根光纤元件组合而成的光纤元件组合件，每根光纤元件包括一柔性细长部件，该细长部件具有一细长形的横截面，并包含两个基本相对平行配置的主表面，其内有一贯穿该部件一个主表面全长的槽，每个元件具有松弛地容纳在所述槽内的至少一根光纤，这些元件被如此组合和固定在一起，以使相邻元件的诸细长部件的主表面在其整个长度上处于界面接触中，所述光纤元件组合件的特征在于：

每根光纤元件的细长部件中的所述槽是借助相对所述细长部件分隔形成并保持所述或每根光纤于所述槽内的装置密闭的；

所述光纤元件组合件被如此弹性地设置，以使该组合件的诸光纤元件之细长部件的主表面能沿着平滑弯曲的波浪形路径行进，这些波浪形弯曲部分的轴(axes of curvature)彼此平行并大致垂直于所述组合件的中心纵轴。

2、如权利要求1所述的光纤元件组合件，其特征在于：所述光纤元件的柔性细长部件实质上彼此相同。

3、如权利要求1或2所述的光纤元件组合件，其特征在于：所述光纤元件是以如此形式组合和固定在一起的，以使除了一根元件外，每根元件充当用于固定这根光纤或相邻元件槽内的各光纤的所述分隔形成的密闭装置。

4、如权利要求1或2所述的光纤元件组合件，其特征在于：至少某些所述光纤元件的每一根的柔性细长部件具有至少两个在所述部件的一个主表面上的槽，在每个槽内至少松弛地容纳一根光纤。

5、如权利要求1所述的光纤元件组合件，其特征在于：至少某些光纤元件的每一根的柔性细长部件具有在其每个主表面上的至少一个槽，在每个所述槽内松弛地容纳至少一根光纤。

6、如权利要求1或5所述的光纤元件组合件，其特征在于：所述分隔形成的密闭装置是一个细长盖，该细长盖放置在该槽或某一槽内并被固定到所述细长部件。

7、如权利要求6所述的光纤元件组合件，其特征在于：所述细长盖，在其接近所述细长部件的主表面的表面上有一个或一个以上的纵向延伸的凸缘，它或它们有效地楔入所述槽内，以防止所述细长部件和盖沿横切它们的纵轴方向的相对运动。

8、如权利要求1，2，5，7中任一权利要求所述的光纤元件组合件，其特征在于：

至少一对相邻柔性细长部件具有至少一个纵向延伸的凸缘，该凸缘与在所述元件的另一个中的沿相应位置纵向延伸的凹槽实行紧配合。

9、包括至少一根管子的光缆，在所述管子内松弛地容纳有至少一个光纤元件组合件，其特征在于：所述至少一个光纤元件组合件为上述任一权利要求所述的光纤元件组合件。

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