CN103531285A

CN103531285A - 用于电导体的双绞线对中的间隔件

Info

Publication number: CN103531285A
Application number: CN201310332632.3A
Authority: CN
Inventors: P·克鲁施尔; P·范德拉恩
Original assignee: Nexans SA
Current assignee: Nexans SA
Priority date: 2012-07-03
Filing date: 2013-07-03
Publication date: 2014-01-22
Also published as: US20140008102A1; EP2682954A2; CA2820268A1; EP2682954A3; BR102013017103A2; KR20140004599A

Abstract

一种用于电导体的双绞线对中的间隔件，所述间隔件包括：聚合物带；和在所述聚合物带上的一系列开口，其中所述聚合物带被配置为位于双绞线对的两个相邻导体之间，其中所述聚合物带和所述一系列开口被设置为以使得所述一系列开口在绞合所述双绞线对的所述相邻导体的成对步骤中基本不会被压塌。

Description

用于电导体的双绞线对中的间隔件

技术领域

本发明涉及电缆领域。更确切地，本发明涉及用在网络电缆中的部件。

背景技术

通信电缆被泛泛地分为两种配置，即光纤电缆和金属导体电缆，它们的每一个都有自己一套独特的结构参数，所述结构参数影响其负载的通信信号的质量。

关于金属导体电缆，一种典型的配置是LAN(局域网)电缆，其通常由被护套包裹的四对双绞绝缘铜导体构成。其它更大的电缆可以使用更多的导体线对。

在这种典型的四组线对的LAN电缆结构中，除了防止外部环境干扰之外，为了降低通过一个线对的信号之间的串扰以及在同一LAN电缆中信号通过相邻线对的信号之间的串扰，导体线对被绞合。进而，因为当相邻线对的导体彼此处于平行时线对间的信号干扰最大，所以线对以不同的缠距(也就是说以不同的捻距(lay length))彼此绞合，以使最小化出现相邻线对中导体平行的情形。其它物质例如十字形填充件可以添加，以甚至进一步减小在电缆内线对之间的串扰量。参见现有技术图1，其图示了一个四组线对的LAN电缆中的示意性十字形填充件。

一个更近的现有技术，专利号US6,506,976示出了另外一种选择，其使用了位于形成如现有技术图2所示的四组线对中的每组线对的两个导体间的单一的间隔件。

专利公开号US2009/0236120的如现有技术图3和4所示的另一种配置，使用了线对之间的间隔件，以提高电缆的电气和机械性能。间隔件的基本形态是位于成对前的线对的两个导体之间的分隔物。成对后，间隔件保持在两个导体之间，螺旋地与线对的导体绞合，以防止绝缘导体的外表面彼此接触。

这样的配置用于提高电缆的电气和机械性能的多种目的，包括但不限于，提供更多导体绝缘选择以控制和/或减小插入损失，匹配阻抗，减小绞线对之间的传播延迟和/或偏移，提高柔韧性，减轻重量，减小电缆直径，减少火灾事故时发出的烟。在现有技术图4所示的一种配置中，间隔件可以使用中空断面。

发明内容

虽然现有技术中这样的双绞线对间隔件致力于分离双绞线对的导体，但是这样的间隔件的现有结构趋于具有太多材料，因而相对于它们在实施/插入时的难度，它们带来了很少的好处。另外，具有其它形状的间隔件，例如图4所示的，间隔件的结构难以生产，另外在成对(twinning)步骤中施加压塌力时，也不能保持它的形状和/或间隔功能。

本发明的配置克服了现有技术中的配置的某些缺点，提供了用在LAN电缆中双绞线对中的间隔件，其不仅仅提供了比US6,506,976记录的实心带或薄层间隔件更好的电气特性(例如，减小的插入损式，减小的传播延迟，减小的线对之间的延迟/偏移)，而且还提供了比专利公开号US2009/0236120提到的中空间隔件更好的抗机械压塌性。

例如，虽然现有技术配置可以理论上提高电缆的电气性能，但是由于电缆生产线速度和张力的原因，尤其是在“成对”(将两个导体绞合为一个绞线对)步骤中，这样的在导体间试图产生气袋的中空间隔件(例如现有技术图4的)会被压塌和/或变形，而使任何空气间隙无效。本发明配置的间隔件设置为使得间隔件利用开口空间而提供提高的电气特性，同时在成对步骤中开口空间结构被保持，从而保持在最终产品中。

为此，提供用于电气导体的双绞线对的间隔件，其中间隔件包括聚合物带和聚合物带上的一系列开口。聚合物带被配置为位于双绞线对的两个相邻导体之间。聚合物带和一系列开口被设置以使一系列开口在绞合双绞线对的相邻导体的成对步骤中实际上不会被压塌。

附图说明

本发明通过以下描述和相关附图能够被最好地理解，其中：

图1-4图示了现有技术的十字形填充件和间隔件；

图5图示了使用依照一实施例的间隔件的示意性局域网电缆；

图6图示了依照一实施例的单独的间隔件；

图7图示了依照一实施例的具有图6的间隔件的双绞线对；

图8图示了依照一实施例的具有另一种间隔件的双绞线对。

具体实施方式

在图5所示的实施例中，图示了LAN(局域网)电缆10。为了说明的目的，本发明的配置的显著特征在局域网电缆的双绞线对的情形下进行描述，但是本发明不局限于这方面。具有双绞线对的其它电缆，例如典型的两对电话电缆或者更大的25+对网络电缆也可以使用本发明的技术。

如图5所示，局域网电缆10具有护套12，护套例如由任一典型的护套聚合物例如PVC(聚氯乙烯)形成。在护套12中有四组双绞线对20。每组双绞线对由两个主导体22彼此绞合而成。如图5所示，主导体22典型地由包覆有绝缘层24的铜线导体23制成。四组双绞线对的局域网电缆的使用是示意性目的的。在图5中，示出了电缆10具有十字形填充件26，但是以下描述的间隔件的显著特征可以用于具有或者不具有十字形填充件26的电缆10中。

在一种配置中，如图6所示，具有间隔件30。间隔件30形成为具有开口32的纵向矩形分隔物。间隔件30大小大致匹配于双绞线对20的主导体22的大小和尺寸。间隔件30在产生双绞线对20的成对步骤中配置为布置于主导体22之间，如参考图7在以下更详细地描述的。

回到间隔件30的尺寸，在一种配置中，间隔件30为实际具有0.005″至0.020″之间厚度的带，优选厚度在0.008″左右。间隔件30的宽度可以在0.030″至0.060″范围内的任意值，优选宽度约0.045″。在一种配置中，如果需要导体22之间的间隔增大，则间隔件30的宽度可以双倍，然后将其对折，以产生双倍厚度的间隔件，以增大绝缘线对间隔。可以理解的是，这些尺寸是示意性的，根据所需的物理和电气特性，其它尺寸也可以使用。

在一个实施例中，间隔件30上的开口32可以是圆形、椭圆形、方形、矩形、多边形、或者其它这样的几何形状。例如，在0.080″厚、0.045″宽的间隔件30中的矩形开口32可以是约0.040″长、0.020″宽。该矩形开口中心之间的距离可以为0.080″。该中心到中心的距离在间隔件30的长度上可以是不变的或者可变的。

来说间隔件30所使用的材料，一个例子中，间隔件30由聚合物带制得。可以选用任一具有良好电气特征和机械强度的聚合物。这样的材料常见例子可以是但不限于，UHMWPE、HDPE、PP、PEI、FEP、PTFE、MFA、PFA和聚酰胺如Nomex。这些聚合物还可以包含添加剂以提高抗压塌性或者增加阻燃性能。在另一配置中，聚合物编织网孔带(由聚合物股线或者纺到纤维中的聚合物构成的编织织物)可以用于间隔件30。这些可以包括，但不限于，PP、PET、PEI和聚酰胺(Kevlar)。这样的编织网孔聚合物间隔件30可以用于需要轻重量和抗压塌性时。例如，如果编织网孔带用于间隔件30时，编织纤维的厚度以及纤维之间的距离可以变化。这样的例子是使用0.0025″的纤维，且这些纤维编织为具有0.0025″的纤维间间距。可以理解的是，这些尺寸是示意性的，根据所需的物理和电气特性，其它/另外的尺寸也可以使用。

值得注意的是，使用间隔件30是为了增大在线对20中的导体22之间的介电间距。填充间隔件30中的开口32的空气具有比聚合物更好的介电性能，因而这样的开口理论上应当最大化。可是，如在下文更细节的论述，对开口32的数量、形状和大小有实际的限制，因为间隔件30不仅必须设置为具有这样的开口32，而且在间隔件30中必须至少有足够的聚合物以使这样的开口通过成对步骤被保持在某种所需程度上，如下文更细节阐述的。

来说在线对20中的导体22之间的间隔件30的设置，如图7所示，间隔件30在进入成对机(一种以给定捻距/缠距来绞合线对的机器)之前可以被拉到每个个体的线对22之间。图8图示了作为在线对20中的导体22之间的编织网孔带的间隔件30的替代设置。下文为了阐述显著特征，使用如图7所示的具有开口32的聚合物带的例子。

引入间隔件30的双绞线对20的最终捻距典型地取决于具体结构在0.25″至1.00″(每个满绞的轴向长度)的范围内变化。可以在绞合时利用改进的并线模来保持元件的定位。可以理解，这些手段是用于典型的局域网电缆场合，但是在双绞线对20中的间隔件30可以以任一所需捻距使用。

如上文概述的，值得注意的是，间隔件30被设置为减少所用的材料量(例如开口32)，同时抵抗成对步骤中固有的压塌力。将导体22成对为线对20使得在绞合时产生一定量的彼此对抗力。对于其中的间隔件30，所述力被施加于间隔件30上。

例如，取决于所需的捻距和电气特性，绞合速度由弓速(bow speed)和将包含间隔件的双绞线卷于卷轴的卷取速度共同控制。示意性的弓旋转速度可以在大约100RPM至3000RPM范围内变化，包含间隔件的双绞线对所用的卷取速度能在20FPM至500FPM范围内变化。在它们之间包含间隔件30的双绞线对20所需的捻距控制着弓旋转速度和双绞线对卷取速度。在任一情形下，间隔件30的尺寸以及开口32的位置、大小和数量有利地设置为使得间隔件30的基础结构和它的间隔目标(导体22之间的所需间隔)以及所需电气特性在成对步骤中被保持。

在一个配置中，选用于间隔件30的材料在成对时对间隔件30的压缩存在影响，例如像PEI的材料比像PTFE的材料更耐压缩。弓速和捻距为关键因素时，成对步骤也对间隔件30的压缩量也有一定作用。取决于间隔件30选用的材料，成对步骤可以相应调整以最小化压缩量。

总之，间隔件30的存在以及包含和保持开口32，由于减小材料消耗而提供了更低的电缆成本。另外，被绝缘的导体20尺寸的减小可以通过由间隔件30实现的改善的电气特性来达到。例如，具有开口32的间隔件30的优异电气特性使得电缆中被绝缘的线20具有优异电气特性，以适应现有的连接器配置，这对于终端用户是有利的。并且，用于导体20的绝缘材料的量的减少也导致终端用户所需的另一个电缆特性即整个电缆尺寸的减小。

尽管这里图解和描述了本发明的特定特征，但是，本领域技术人员可进行许多变形、替换、改变或等同替换。因此，可以理解，本申请覆盖了在本发明真正精神范围内的所有的这样的变形和改变。

Claims

1.一种用于电导体的双绞线对中的间隔件，所述间隔件包括：

聚合物带；和

在所述聚合物带上的一系列开口，

其中所述聚合物带被配置为位于双绞线对的两个相邻导体之间，

其中所述聚合物带和所述一系列开口被设置为以使得所述一系列开口在绞合所述双绞线对的所述相邻导体的成对步骤中基本不会被压塌。

2.如权利要求1的间隔件，其中，所述间隔件是矩形形状的。

3.如权利要求2的间隔件，其中，所述间隔件厚度在0.005″至0.020″之间。

4.如权利要求2的间隔件，其中，所述间隔件宽度在0.030″至0.060″之间。

5.如权利要求1的间隔件，其中，所述间隔件由聚合物制得。

6.如权利要求5的间隔件，其中，所述聚合物选自包含UHMWPE、HDPE、PP、PEI、FEP、PTFE、MFA、PFA和聚酰胺的组。

7.如权利要求1的间隔件，其中，所述间隔件由纤维编织网制得。

8.如权利要求7的间隔件，其中，所述纤维编织网由聚合物纤维制得，所述聚合物纤维被纺织成包括聚合物纤维的纤维，该聚合物选自包含PP、PET、PEI和聚酰胺(Kevlar、Nomex)的组。

9.如权利要求7的间隔件，其中，所述编织网由具有大致0.0025″的纤维间距的纤维制得。

10.如权利要求1的间隔件，其中，所述开口的形状选自包含圆形、椭圆形、方形、矩形和多边形的组。

11.如权利要求10的间隔件，其中，当所述开口为矩形时并且当所述间隔件为0.080″厚、0.045″宽时，所述开口实际上为约0.040″长、0.020″宽。

12.如权利要求11的间隔件，其中，在所述间隔件的长度上，矩形开口的中心之间的距离大致为0.080″。

13.如权利要求1的间隔件，其中，在所述间隔件中的所述开口填充有空气。

14.如权利要求13的间隔件，其中，所述间隔件由这样的材料构成，其中，所述开口的大小、形状和尺寸设置为以使得在所述导体成对时所述开口大致保持它们的形状以将空气电介质保持在所述开口中。