CN102349015A - 具有改进的可剥离性的光缆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光缆，所述光缆包括容纳至少一根光纤(2)的缓冲管(1)、包围所述缓冲管(1)的护套(3)、和嵌入到所述护套中的至少一个纵向强度构件(4)，其中，至少一个分隔元件(7)设置在缓冲管(1)的外表面的一部分与护套的内表面之间、所述至少一个分隔元件铺设在不包含所述至少一个强度构件(4)的轴向平面(e)中。

Description

具有改进的可剥离性的光缆
技术领域
本发明涉及光缆，更具体地，涉及包括容纳光纤的缓冲管和围绕该缓冲管的护套的光缆。
背景技术
通常将宽松地容纳光纤的缓冲管称为“松管”。
这些光缆需要具有一定的拉伸强度，以经受住在光缆铺设操作期间的应力并且承受例如在空中架设的情况下施加至光缆自身的载荷。
为该目的，光缆构造包括一个或更多个强度构件。优选地，使用径向相对的强度构件。
通常地，特别是在设想将限定数目的光纤用于光缆时，使用中心管式构造，其中缓冲管轴向地进行设置、并且护套共轴地包围缓冲管。另外，能够在护套内使用多管式构造。
为使光缆的拉伸性能最大化，重要的是使所有光缆组成物一体地工作，并且在缓冲管、强度构件及光缆护套之间不存在相对滑移。
通过将强度构件嵌入到光缆护套中并且将护套材料和加强元件材料选取为使得在它们之间获得足够的附着来获得不同元件的一致性。
护套的厚度应当是可以对容纳在其中的光缆元件进行缓冲，但在某些情况下也应当考虑到其他任务。例如，当光缆使用在悬挂架设中时，其强度构件可以有利地由金属制成以经受住该应用场合具有挑战性的环境条件；但是，空中带电导体的共存能够导致穿过金属强度构件的电压弧，因此，重要的是为光缆提供具有足够阻止这种电流的厚度的护套。
US 5,050,957涉及一种包括芯的光纤光缆，所述芯包括至少一根光纤，所述至少一根光纤被包封在由塑性材料构成的相对刚性的管状构件中。围绕管状构件布置的是由塑性材料构成的包壳，所述包壳的塑性材料的刚度比该管状构件的塑性材料的刚度明显更小。包壳的塑性材料的特征在于其抗切通性(cut-through resistance)比管状构件的塑性材料的抗切通性明显更小。布置在包壳内并与管状构件接合的是两个径向相对的强度构件组。强度构件中的每一个都与管状构件紧邻接合。
强度构件与管状构件(以及与护套)的接合虽然为光缆提供增强的强度，但是也导致护套与管状构件的分离变得相对困难。
光缆护套应当易于移除。例如，当光缆抵达客户端时，容纳光纤的缓冲管必须露出并且光纤被接近以便于连接至使用者的设备或其他光缆的对应光纤。
US 4,456,331示出一种通信光缆，该通信光缆包括：芯；多个通道，所述多个通道中的每一个尺寸都被设计为容纳一层沿芯的外周表面运行的光纤；以及包覆芯的外护套，所述护套能够在位于所述多个通道中的至少一些且优选地为所有之上的位置处打开，从而能够获得对通道中的光纤的外部接近。优选地，护套中由薄弱区限定的可移除带在每个通道上延伸。
在该光缆中，光纤被容纳在由护套自身制成的通道内、并且不受独立的管状壳体保护。
US 5,067,830解决接近位于跨度中间的光缆的问题，并且描述保持光波导的管，所述管具有在其外表面上的第一长度凹部和在其内表面上的与第一长度凹部相邻的第二长度凹部。电缆管还可以具有在其外表面上的与第一长度凹部成180°的第三长度凹部、以及在其内表面上的与第二长度凹部成180°的第四长度凹部。利用该布置，能够以对管内的光波导较小的危害来使用管开缝工具。
在该光缆中，光纤被设置在刚性地容纳在管内的带中。
用于将光缆护套从围绕缓冲管移除的常用方法提供沿光缆护套形成两个纵向切口的步骤。切口必须设置在强度构件之间，以确保切割器刀片切过缓冲管的外部。为帮助识别切口位置，能够在电缆护套表面上设置凹槽，正如例如在FR 2633402中所示。
但是，难以沿光缆拉动切割器，这既是因为切割整个护套厚度所需的拉力、也是因为切口深度必须被仔细地控制以基本完全切开护套但不会破坏下面的缓冲管。
发明内容
鉴于以上问题，已经发现，通过在护套与缓冲管的外表面的界面处设置嵌入到护套的内部部分中的不粘合分隔元件，能够减小待切割的护套厚度、使切割刀片保持与缓冲管隔开、并且易于使光缆护套从缓冲管分离。
“不粘合分隔元件”意为如下元件：其不会粘附至或附着至缓冲管的外表面和护套的内表面、或者其具有足够低的内阻(inherent resistance)以防止缓冲管粘合至护套。
具有低内阻的元件的示例包括纤维元件，例如芳纶(aramid)纱(芳香族聚酰胺)或玻璃纱(具有沿纵向方向的很高的阻力(resistance)但是无横向阻力，这是因为形成纱的纤丝没有相互粘合)。
在使用具有显著横向强度的实心元件的情况下，不粘材料、或者使用防粘涂层是可以想到的。
根据本发明的第一方面，已经发现一种光缆，该光缆包括：容纳至少一根光纤的缓冲管；包围该缓冲管的护套以及嵌入到该护套中的至少一个纵向强度构件，其中，至少一个分隔元件设置在缓冲管的外表面的一部分与护套的内表面之间，所述至少一个分隔元件铺设在不包含所述至少一个强度构件的轴向平面中。
为本说明书和所附权利要求的目的，除非另外指明，所有表示数额、数量、百分数等的数字应当理解为在所有示例中由术语“大约”修饰。而且，全部范围包括所公开的最大值点和最小值点的任意组合并且包括在它们之中的任意中间范围，这些中间范围可能或可能没有被特别列举在本文中。
优选地，缓冲管和护套是轴向设置的。
优选地，光缆包括设置在轴向平面中的两个径向相对的强度构件。
在一优选的实施例中，所述至少一个分隔元件的轴向平面与强度构件的轴向平面形成基本上90°的角。
更优选地，光缆包括两个径向相对的分隔元件。
在一优选的实施例中，所述至少一个分隔元件围绕缓冲管的周边以从30°到120°的延伸角延伸。
在一优选的实施例中，所述至少一个分隔元件沿径向方向的高度是护套厚度的20％到80％。
优选地，至少一个纵向凹槽设置在护套的外表面上，所述至少一个纵向凹槽位于穿过所述至少一个分隔元件的轴向平面上。
更优选地，纵向凹槽与分隔元件相对于缓冲管位于相同侧。
优选地，所述至少一个分隔元件围绕缓冲管的周边以30°到120°的延伸角延伸，并且所述至少一个纵向凹槽的轴向平面设置成与所述至少一个分隔元件的轴向平面成一个角度，所述角度比所述延伸角的1/2小。
附图说明
参照所附附图，在对本发明的若干示例性实施例的描述中提供进一步的细节。
图1示出根据本发明的第一实施例的光缆；
图2示出根据本发明的第二实施例的光缆；
图3示出根据本发明的第三实施例的光缆；
图4示意性地示出光缆护套移除过程中的一个步骤；
图5示意性地示出光缆护套移除过程中的另一步骤。
具体实施方式
在图1的实施例中示出光缆的横截面图，该光缆包括缓冲管1，该缓冲管1容纳有多根光纤2、并由护套3包围。
通常地，光纤2被宽松地容纳在缓冲管1内，使得在光纤与缓冲管之间基本没有机械联结，从而防止施加至缓冲管的载荷传递至光纤。
优选地，缓冲管1由诸如聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)的热塑性聚合物制成。护套3能够有利地由聚乙烯、优选地为高密度聚乙烯(HDPE)制成。
两个径向相对的强度构件4嵌入到护套3中。
在图1的实施例中，强度构件4中的每一个都能够制成为金属丝(例如，镀黄铜钢丝)束的形式。
可选地，如果期望的是介电光缆，则强度构件4能够是电介质，例如玻璃或芳纶纤维增强树脂杆，如图3中以附图标记4a所示。
图1所示的光缆是“中心松管式光缆”、意在用作引入光缆(dropcable)，例如作为将光网络的主光线路连接至客户端的最终连接。
这种光缆能够被安装为空中光缆或地下光缆。
通常地，利用具有大约6mm的外护套直径和大约2.2mm的缓冲管外径的光缆，在强度构件上大约1.0mm的最小护套厚度是优选的，特别是在使用金属强度构件的情况下，这既是为了护套的机械阻力也是在光缆用作空中光缆时确保电绝缘，以便在光缆与空中带电导体接触时防止电压经电弧穿过金属强度构件。
在这种情况下，重要的是确保在金属强度构件和电导体能够达到的最近接触点之间的护套厚度足够厚以防止电弧。
在该示例中，穿过金属强度构件4的平面“f”的额定光缆护套厚度为大约1.9mm。
在其他实施例中能够使用不同的尺寸和厚度，例如当在缓冲管中需要较大或较小数目的纤维时、或者在需要面对较高或较低拉伸载荷的情况下，等等。在需要进一步防护的情况下，也能够使用另外的防护元件。
在任何情况下，为使光缆的拉伸性能最大化，重要的是使所有的光缆部件(当光缆以所谓的“宽松设计”制成时除光纤以外)一体地工作并且在中心缓冲管、强度构件及光缆护套之间不存在相对滑移。
当光缆抵达用户端时，不再需要护套和强度构件，并且缓冲管足够提供对用于最终连接长度的光纤所需的防护。
因此，必须移除嵌入到光缆中的光缆护套和强度构件。
为将光缆护套从缓冲管周围移除，通常在强度构件之间的区域中、沿光缆护套制成两个纵向切口，以确保切口穿过中心松管的外侧。
图4、图5中示意性地示出切割过程。
在离光缆端部的所需距离处，当已经在光缆护套上标上便捷的标记之后，利用刀片5或合适的周向切割器将光缆周向地向下切割至强度构件4。
随后，切割工具、优选的为适当设计的剥离器6(未详细示出并且在图中以一对径向相对的切割器刀片示意性地示例)滑移到光缆护套3上、从而确保刀片或剥离切割器6与光缆强度构件成90°，直到周向切口，然后将刀片或剥离器6沿光缆护套3朝向光缆端部拉动、从而获得沿护套3的对于其整个厚度的两个纵向切口。
最后，如图5所示，将光缆护套3的两个半部分开直到周向切口为止，从而露出容纳光纤2的缓冲管1。之后，光缆护套3的两个半部连同强度构件4的钢丝一起被小心地切除，留下缓冲管1准备用于组装到接头或终端点。
因为纵向切割操作可能导致对缓冲管1的破坏或者由于待切割的护套3的深度而难以进行，所以为便于操作，在缓冲管1与护套3之间设置不粘合的分隔元件7(或者优选地，一对径向相对的不粘合的分隔元件7)，所述分隔元件7在轴向平面“e”(参见图1)中铺设。
这些分隔元件7减小光缆护套3的对应于纵向切割线B的径向厚度、并且由此减小对剥离器刀片6的阻力。
另外，在切割深度中的可能错误不会导致刀片6接触和破坏缓冲管1、而仅是分隔元件7的厚度的一部分。
优选地，分隔元件7(沿径向方向)从缓冲管1的外表面的厚度h2是护套厚度的20％到80％，从而取决于光缆尺寸和计划的用途而留下护套厚度h的大约80％到20％的护套3(参见图1)的实心部分h1，以便既维持护套的足够强度又便于纵向的切割操作。
分隔元件7的宽度优选为使得允许纵向切割刀片的平面“e”的角对准具有足够的公差。该平面理论上应当与包含强度构件4的轴线的平面成90°、但在手工操作的情况下能够接受一定量的角偏移。
实践中，分隔元件7的宽度优选为对应于从30°到120°的角度W(关于平面“e”对称地设置)，以便不会过度地减小缓冲管1与护套3之间的接触表面并且不会与强度构件4相干涉。
优选地，分隔元件7具有圆形的轮廓。
分隔元件7是“不粘合的”、由不粘附至或附着至光缆护套的材料制成，以使护套能够易于从分隔元件7分离。
如果需要，能够将不粘剂应用到分隔元件7的表面上。
可选地，不粘合的分隔元件7能够由具有较低抗扯性的材料制成、从而在将切开的护套从缓冲管1移除时不会导致阻力，由此导致护套3与缓冲管1之间的不粘合。
优选地，分隔元件7由诸如芳纶纱(芳香族聚酰胺)或玻璃纱(优选地，未浸渍有聚合树脂)的非金属材料制成。
优选地，分隔元件7的材料具有比光缆护套材料更高的熔点，以使其在护套3的挤压成型过程期间不会被破坏或改变、也不会经受因其在挤压成型期间的部分熔化或软化而与护套粘合。
在分隔元件7由具有显著的拉伸强度的材料制成的情况下，它们有助于增大光缆能够经受的拉伸力(或者允许相应地减小强度构件的尺寸)。
本方案的优点包括：
-在切割点处护套径向厚度的减小确保将光缆剥离器沿光缆拉动所需的力的减小；
-如果护套径向厚度的减小在光缆的外部上进行而导致椭圆形光缆，则
光缆在经受横风时将经受增大机会的“驰振”(低频高幅)；
难以设计利用其将光缆固定至柱上的张力夹；
光缆的电性能会降低；
-将诸如芳香族聚酰酩/玻璃纱之类的不粘合材料引入光缆能够使光缆的拉伸强度增大；
-使用诸如芳纶纱/玻璃纱之类的不粘合材料确保光缆护套不会粘附到其上并且易于护套的移除；
-因为一些光缆护套仍然接触缓冲管，所以在这两者之间没有“滑移层”，从而维持光缆的拉伸/光学性能。
如图2的实施例所示，能够通过一对纵向凹槽来帮助识别用于执行护套3的纵向切割的适当平面，所述一对纵向凹槽8在与包含强度构件4的平面“f”成90°的平面“g”中、即在设置分隔元件7的平面“e”(参见图1)中对准。
在分隔元件7和凹槽8不能铺设在相同平面(由于技术原因或因为制造公差)中的情况下，包含平面“g”的凹槽能够设置成与平面“e”成角度α，所述角度α比由分隔元件7所涵盖的角度“W”的1/2更小。
能够在光缆护套3的制造期间制成凹槽8。优选地，凹槽的深度可以是大约0.5mm。但是，取决于特定的光缆设计和尺寸，可以使用更深或更浅的凹槽。
凹槽8具有正确识别必须制成纵向切口以剥离光缆护套3的位置的益处。而且，它们有助于减小光缆护套3的径向厚度，因此沿光缆拉动纵向剥离器6更加容易。
制造过程涉及将光缆元件铺设到一起并且围绕它们挤压出光缆护套。
挤压模具位于挤压机十字头(cross-head)内，其中护套材料围绕光缆元件形成。通过将模具设计为光缆的形状，光缆纵向凹槽将形成在光缆护套内。

Claims (10)

1.一种光缆，所述光缆包括：容纳至少一根光纤(2)的缓冲管(1)、包围所述缓冲管(1)的护套(3)、和嵌入到所述护套(3)中的至少一个纵向强度构件(4)，其中，至少一个分隔元件(7)设置在所述缓冲管(1)的外表面的一部分与所述护套(3)的内表面之间，所述至少一个分隔元件铺设在不包含所述至少一个强度构件(4)的轴向平面(e)中。
2.根据权利要求1所述的光缆，其中，所述缓冲管(1)和所述护套(3)是轴向设置的。
3.根据权利要求1所述的光缆，包括设置在轴向平面(f)中的两个径向相对的强度构件(4)。
4.根据权利要求3所述的光缆，其中，所述至少一个分隔元件(7)的所述轴向平面(e)与所述强度构件(4)的所述轴向平面(f)形成基本上90°的角。
5.根据权利要求4所述的光缆，所述光缆包括两个径向相对的分隔元件(7)。
6.根据权利要求1所述的光缆，其中，所述至少一个分隔元件(7)围绕所述缓冲管(1)的周边以从30°到120°的延伸角(W)延伸。
7.根据权利要求1所述的光缆，其中，所述至少一个分隔元件(7)沿径向方向的高度(h2)是所述护套的厚度的20％到80％。
8.根据权利要求1所述的光缆，其中，至少一个纵向凹槽(8)设置在所述护套(3)的外表面上，所述至少一个纵向凹槽(8)位于穿过所述至少一个分隔元件(7)的轴向平面(g、g’)中。
9.根据权利要求8所述的光缆，其中，所述纵向凹槽(8)与所述分隔元件(7)相对于所述缓冲管(1)位于相同侧。
10.根据权利要求8所述的光缆，其中，所述至少一个分隔元件(7)围绕所述缓冲管(1)的周边以从30°到120°的延伸角(W)延伸，并且所述至少一个纵向凹槽(8)的所述轴向平面(g’)设置成与所述至少一个分隔元件(7)的所述轴向平面(e)成一个角度(α)，所述角度(α)比所述延伸角(W)的1/2更小。
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