CN107843960B - 制造及接入具有接入特征结构的电缆的方法 - Google Patents

Abstract

电缆护套通过在主要电缆护套部分中挤压间断件来形成。间断件允许撕裂护套以提供对电缆芯的接入。间断件可为电缆护套中的纵向延伸材料条，并且间断件可引入到挤出物材料流中，所述材料流用以通过挤压头中的端口形成主要部分。间断件允许使用相对低的剥离力将电缆护套的一个区段拉离护套的剩余部分。

Description

制造及接入具有接入特征结构的电缆的方法

本申请是申请号为201280049750.7、申请日为2012年10月11日并且于2014年4月10日进入中国国家阶段的PCT专利申请的分案申请。

相关申请案

本申请案根据专利法请求2011年10月13日提出申请的美国临时申请案第61/546,597号的优先权权利，所述申请案的内容为本案的依据并且全部以引用的方式并入本文。

本申请案涉及2011年4月28日申请的PCT/US11/34309(代理人案号HI10-032PCT)并且涉及2010年10月28日申请的美国临时申请案第61/407,744号(代理人案号HI10-095P)、2010年11月23日申请的美国临时申请案第61/416,684号(代理人案号HI10-100P)和2011年10月13日申请的美国临时申请案(代理人案号HI11-104P)，所述申请案中的每一个申请案以引用的方式全部并入本文中。

技术领域

本文公开一种光纤电缆，特别是一种具有用于接入光纤电缆的芯的接入特征结构的光纤电缆。

背景技术

光纤电缆时常要求内部的光纤在中部接入，而不是在电缆的末端接入。这常常要求大量切割电缆护套以能够去除护套的一部分，从而允许接入护套内部的光纤。传统切割工具(例如，美工刀或定制切割工具)对于操作者和易损坏的光纤来说可能是难处理并且危险的。电缆护套中的剥离绳可用于电缆接入，但剥离绳增加成本并且需要时间和训练以便技工恰当地使用剥离绳。在一种传统接入过程中，使用第一工具将护套穿孔，并且使用第二工具来将剥离绳“钩出(fish)”足够长度，以便第三工具(例如，钳子)可抓住剥离绳。接着必须向剥离绳施加拉力，从而使剥离绳撕裂护套材料。接着将护套材料剥离电缆芯并且去除护套材料。如果剥离绳断裂，那么必须再次“钩出”剥离绳。

发明内容

无

附图说明

根据惯例，下文所论述的图式的各种特征结构不必按比例绘制。图式中的各种特征结构和元件的尺寸可扩大或减小以更清晰地图示本发明的实施方式。

图1为根据第一实施方式的光纤电缆的部分剖视图。

图2为图1图示的电缆护套的横截面。

图3为图2的电缆护套中的一个间断件的单独横截面视图。

图4为用于制造具有间断件的电缆的共挤出设备的一部分的剖视图。

图5A至图5C图示接入图1图示的电缆的末端的过程。

图6A至图6C图示中部接入图1图示的电缆的过程。

图7A至图7B图示手动确定图1的电缆中的剥离力的方法。

图8图示使用力测量机器确定图1的电缆中的剥离力的方法。

具体实施方式

现在详细参考本公开案的当前优选实施方式，所述实施方式的实例在附图中图示。在可能的情况下，贯穿图式使用相同或类似元件符号来指代相同或类似部件。

图1为根据本实施方式的光纤电缆10的部分剖视图。电缆10包含由护套30围绕的芯20。护套30具有面对芯20的内部表面34，和外部表面38。护套30可主要由聚合物材料形成并且可通常被称为“聚合的”。在本说明书中，术语“聚合物”和“聚合的”指示主要由可挤出聚合物材料(例如，共聚物)组成的材料，但允许存在非聚合物材料(例如，添加剂和填充剂)。芯20可为(例如)具有数据传输及/或电力传输能力的组件或设置。在图示的实施方式中，芯20包括一束光纤40，所述光纤40捆束在反螺旋形地缠绕的绑带44、46内，光纤能够传输光学数据。

护套30包括促便于对芯20的接入的分离特征结构。在示范性实施方式中，分离特征结构为一对挤出间断件50，所述间断件沿电缆10的长度延伸。在本说明书中，术语“间断件”指示护套30的一部分，所述部分具有与护套30的主要部分不同的材料组成物，主要部分由元件符号55指示。主要部分55可基本上为围绕芯20的环形箍，其中间断件50沿电缆10的所选长度纵向延伸穿过主要部分55。根据一个方面，间断件50提供允许分离护套30(如图1所示)的薄弱线。所示间断件50沿整个电缆长度延伸，但较短长度(例如，20cm或更长)可用以提供对芯20的接入。

图2为单独的护套30的横截面，所述横截面在垂直于电缆10的长度的平面上截取。在示范性实施方式中，间断件50在挤出护套30时结合到护套的主要部分55。所示间断件50完全嵌入主要部分55中，但间断件的一个或两个末端可延伸到任一护套表面。主要部分55和间断件50可由可挤出聚合物形成，以便当用以形成主要部分55和间断件50的挤出物冷却并凝固时，挤出物以所需程度结合到间断件50的每一侧上的界面处。当在挤出护套的主要部分55同时形成间断件50时，间断件50与护套30的剩余部分之间的结合可通常描述为由于护套30凝固时的聚合物链缠结而可行。因此，护套30包含粘性复合聚合物结构。电缆护套30还可包括提供对间断件的位置的触觉指示的触觉定位器特征结构60(例如凸起表面或“凸块”)或凹陷表面(例如，“凹块”或通道)。视觉指示(例如，条纹)也可挤出在间断件的位置上方，以使间断件的位置从电缆外部显而易见。触觉指示器或视觉指示器可沿电缆的整个长度或沿所选长度延伸。一或多个强度部件(例如，玻璃强化塑料(GRP)棒或金属线)可包括在护套30中一或多个位置处。

间断件50可为条带，所述条带可各占据达总护套横截面面积AJ的(例如)5％。在示范性实施方式中，间断件50可为护套30中相对窄的条带，并且间断件50可占据护套横截面面积AJ的相对小的部分。例如，间断件50可具有小于AJ的3％的横截面面积AD。在所示实施方式中，间断件50可各具有小于AJ的2％的横截面面积AD。在图1和图2中，两个间断件50形成在护套30中以便于打开护套(如图1所示)。取决于芯20采取的形式，间断件50的数量、间隔、形状、组成物和其他方面可变化。例如，护套30中的单个间断件可能足够允许电缆护套30从芯20剥离。

图3为护套140中的一个间断件50的单独视图。间断件180可具有最大宽度A、高度B和与护套内部表面34的中心间隔D。护套厚度为C。根据一个方面，纵横比A：B在1：4至1：100的范围内。通常，指示较窄间断件的较低纵横比A：B在图1所示的电缆横截面中为有利的。正是这些间断件允许在间断件的根部形成应力集中并且因此引起主要护套材料脱落。所示比值B：C为约1：2，所述比值指示间断件的高度为护套厚度的大约一半。比值B：C经选择以提供对芯的容易接入并且维持电缆110的足够坚固性，并且所述比值将随着多个因数(例如，主要部分55的材料的断裂韧性、间断件50与主要部分55之间的结合以及其他因数)变化。根据一个实施方式，比值B：C为至少1：4，或者替代性地规定，B在电缆的中心线处为至少护套厚度C的1/4。如果包括间断件50的极薄的“薄膜”类型实施方式，那么间断件的最大宽度W可在0.2mm或更小的范围内并且可为约0.1mm。

用以形成主要部分55和间断件50的材料和工艺可经选择，以使主要部分55和间断件50之间的界面允许通过向后剥离护套30(如图1所示)相对容易地接入芯20。护套10可构造为满足其他坚固性要求，例如护套30在拉伸负荷下、在扭曲时、在温度变化下和在经受其他已知的电缆测试标准(例如，ICEA 460和GR20)时维持完好的要求。

本说明书中描述的电缆护套主要部分55和间断件50可由各种聚合物材料制成。主要部分55或间断件50可由聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)或材料混合物制成，所述混合物例如PE与乙烯醋酸乙烯酯(EVA)的混合物、阻燃材料(例如阻燃聚乙烯、阻燃聚丙烯、聚氯乙烯(PVC)或聚偏二氟乙烯(PVDF))、填充材料(例如，聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚碳酸酯及/或聚乙烯(PE)材料及/或丙烯酸乙烯(EVA)或具有如白垩、滑石粉等的填充剂的以上的其他混合物)及其他材料(例如，UV可固化丙烯酸酯)。

在示范性实施方式中，主要部分可由第一可挤出聚合材料挤出，所述材料包含以重量计至少80％的第一聚合物(聚乙烯)，并且间断件可由第二可挤出聚合材料挤出，所述材料包含以重量计至少70％的第二聚合物(聚丙烯)以及另外的以重量计至少0.5％的第一聚合物(聚乙烯)。以重量计更高数量的第一聚合物可包括在第二材料中，例如至少1.0％或至少2％。在不被理论约束的情况下，申请人相信聚丙烯与聚乙烯之间的结合可由混合在与聚乙烯结合的聚丙烯中的乙烯量和PE与PP之间的分子缠结中的一者或两者引起。根据这种理解，可增加PP挤出物中的乙烯量以增强间断件与护套的剩余部分之间的结合。在一个实施方式中，主要部分55由第一聚乙烯挤出材料(中等密度聚乙烯(MDPE))制成。间断件50由第二挤出材料聚丙烯/聚乙烯混合物制成，所述混合物包括6％至20％之聚乙烯，其中混合物的剩余部分主要为聚丙烯材料。第一聚合物材料可为(例如)由其分子量分布定义的单峰或双峰类型聚乙烯，其中较低分子量聚合物链增强护套与特征结构的界面处的结合强度(通过便于缠结和共结晶的工艺)。

图4为共挤出分流器300的剖视横截面图，所述分流器300可结合挤出十字头使用，所述挤出十字头常用以形成环形护套，例如图2所示的护套30。分流器可为挤出设备的现有组件的修改。在所述挤出设备中，挤出模芯与模具为分流器300的紧邻下游。图4中的箭头1指示第一熔融挤出物的流动方向，并且箭头2指示第二熔融挤出物的流动方向。分流器300具有外部表面320，第一熔融挤出物材料在外部表面320上流动，所述第一熔融挤出物材料用以形成护套30的主要部分55。分流器300包括各具有端口340的一对支柱或翅片330，所述端口340允许将第二熔融挤出物材料引入到第一熔融挤出物流中，所述第二熔融挤出物材料用以形成间断件50。分流器300用来分隔供应第二材料的端口340周围的第一材料。第一挤出物材料和第二挤出物材料在分流器300的下游合并。随着挤出第一材料和第二材料，包括一或多个光纤的芯(未图示)沿中心线CL以处理方向P前移。第一挤出物材料和第二挤出物材料下拉、冷却并且凝固在前移穿过十字头的光纤芯周围以形成护套30。可通过在挤出模具中形成外部半径而包括触觉定位器特征结构60。如果需要，可将强度部件(例如，强度部件66)引入到挤出过程中并且嵌入护套30中。

图5A至图5C图示接入图1所示电缆的末端的工艺。参看图5A，技术人员使用工具500(例如，侧铣刀或镊子)来夹捏电缆，横跨电缆外部的小于180度的弧(例如，在特征结构60之间)夹捏所述电缆。工具500的刀片定向为夹捏电缆10的同一侧，如定位器特征结构60所描绘。夹捏电缆10的一个侧引起电缆护套30在间断件50处开始分离。参看图5B，在开始分离后，护套30的位于间断件50之间的区段520被拉离护套30的剩余部分。可通过扭曲区段520来便于撕裂。参看图5C，技术人员使用工具500撕裂所要长度的区段520。接着，可接入芯20以用于连接等。

图6A至图6C图示中部接入图1所示的电缆的工艺。参看图6A，技术人员使用剃刀工具600在护套30中形成环切，所述环切为护套厚度的大约3/4。接着将电缆10弯曲以折断剩余护套材料。在所述步骤中使用剃刀片工具时，与传统接入方法中的多个步骤不同，所述步骤为唯一步骤，在步骤中使用非常锋利的有刀刃的工具。参看图6B，技术人员用护鞘去除工具650在两个定位器特征结构60的每一个处剃除护套。工具可为(例如)康宁电缆系统的电缆护鞘去除工具，型号为#RPXS-000。护套30仅需在环切线的仅一侧剃除大约6英寸。参看图6C，将电缆10弯曲以开始分离两个护套半部。接着，可接入芯20用于连接等。

根据本实施方式，电缆护套中的一或多个间断件可设置为提供到电缆芯的相对容易的接入。容易的接入可(例如)由在一或多个间断件处拉离或剥离电缆护套的一个区段所需的力来定义。剥离力可作为在将护套区段剥离电缆芯时必须使用的力的直接力测量(以牛顿为单位)来测量。应理解，护套将不是完美均匀的，并且人员或机器在剥离护套时不能使用用完美均匀的力，因此本说明书中描述的“剥离力”指示在将护套区段向后剥离一段距离所运用的平均力。还应理解，根据本实施方式的剥离力在不需要对电缆护套外部作任何额外修改(例如，通过划线)的情况下测量。剥离力与在无挤出的间断件的情况下接入电缆需要的力相比可能相对较低。例如，剥离力可小于约90牛顿(N)。在示范性实施方式中，所需的剥离力可为约20N至约65N。剥离力在本文中定义为包括任何力，所述力足够大以沿间断件50撕开、撕裂或以其他方式分离护套材料以用于接入电缆芯。

测量剥离力相对容易。图7A和图7B插入一种图示图1的电缆10中的剥离力的方法。使用电缆10作为参考，从电缆10的一个末端切除约25mm的护套。电缆10的末端固定到工作台或其他稳固表面。小孔放置在护套中邻近护套的边缘处，护套在所述位置从芯切除，如图7A中所示，并且“S”钩的一个末端插入到护套中的孔中。如果电缆包括一对隔开的间断件，那么孔形成在两个间断件之间的中间。系索或线附接到S钩的另一末端。系索固定到测力计，例如可从弗罗里达的拉戈尔的Ametek Test and Calibration Instruments公司获得的Chatillon测力计。如图7B所示，用手或通过同一机械构件拉动测力计以与电缆中心线成45度的角远离电缆，直到附接到S钩的护套的区段剥离护套的剩余部分。护套区段被拉离最初的护套去除位置250mm至500mm的距离。平均剥离力可作为在沿所选距离拉动护套区段时测力计测量的平均力来计算。

在测量剥离力的替代方法中，力测试机器(例如，可从

获得的力测试机器)以与电缆10的剩余部分成90度的角将电缆的所述区段拉离电缆的剩余部分。所述机器图示在图8中。电缆10固定到直线滑块，所述滑块在机器的固定到被剥离的护套区段的部分下方平移电缆。在所述设置中，电缆10在测力计下方滑动，以使所述区段可以90度角剥离，所述测力计测量被去除的区段上的张力。可去除区段中的张力可在所需距离内求平均，以获得平均剥离力。

大体来说，本说明书中公开的分离特性可通过由与用以形成护套的主要部分的材料不同的材料共挤出间断件来获得。作为替代方法，例如，间断件可由与护套的剩余部分相同但经受不同固化条件的材料制成。

Claims (10)

1.一种光纤电缆，所述光纤电缆包含：

包含光纤的芯；和

围绕所述芯的护套，其中所述护套具有内部表面及外部表面，所述内部表面面对所述芯，其中所述护套主要由聚合物材料形成，其中所述护套包含：

沿所述光纤电缆纵长延伸并完全嵌入所述护套中的间断件，其中所述间断件包含所述护套的一部分，所述部分具有与所述护套的主要部分不同的材料组成物，所述护套的所述主要部分为围绕所述芯的环形箍，借此所述间断件提供薄弱线，所述薄弱线允许分离所述护套以提供对所述芯的接入，其中所述间断件结合到所述护套的所述主要部分，以使所述护套包含粘性复合聚合物结构；以及

触觉指示器，所述触觉指示器沿所述护套的所述外部纵长地延伸，指示所述护套的完全嵌入的所述间断件的位置，

其中需要剥离力来与所述光纤电缆的剩余部分成90度角将所述护套的区段拉离所述光纤电缆的所述剩余部分，并且其中所述剥离力小于90牛顿(N)，以及其中触觉指示器包含触觉定位器特征结构，所述触觉定位器特征结构包含在所述护套的所述外部上的凸起表面和凹陷表面中的至少一个表面以提供对所述间断件的所述位置的触觉指示，其中所述芯还包括由绑带捆束的一束多个光纤，其中所述间断件在径向上位于所述芯和所述触觉定位器特征结构之间。

2.如权利要求1所述的光纤电缆，其中所述触觉定位器特征结构包含呈凸块形式的凸起表面，以提供对所述间断件的所述位置的触觉指示，其中被捆束的所述多个光纤在横截面上观看在圆周方向上彼此相邻。

3.如权利要求1所述的光纤电缆，其中所述间断件具有最大宽度与高度，并且其中所述间断件的所述最大宽度与所述高度的比值在1：4至1：100的范围内，由此便于在所述间断件的根部产生应力集中。

4.如权利要求3所述的光纤电缆，其中所述间断件的所述高度与所述护套的总体厚度的比值为至少1：4。

5.如权利要求1所述的光纤电缆，其中所述护套的所述主要部分由第一材料形成，所述第一材料包含以重量计至少80％的第一聚合物，并且其中所述间断件由第二材料形成，所述第二材料包含以重量计至少70％的第二聚合物和以重量计至少0.5％的所述第一聚合物，由此增强所述间断件与所述护套的所述主要部分的结合。

6.如权利要求5所述的光纤电缆，其中所述第一聚合物为聚乙烯，并且所述第二聚合物为聚丙烯。

7.如权利要求5所述的光纤电缆，其中所述第二材料包含以重量计至少1％的聚乙烯。

8.如权利要求5所述的光纤电缆，其中所述第二材料包含以重量计至少2％的聚乙烯。

9.如权利要求1所述的光纤电缆，其中所述间断件为第一间断件并且进一步包含第二间断件，所述第二间断件完全嵌入所述护套中并与所述第一间断件间隔开，以使所述护套的一个区段在所述第一间断件与所述第二间断件之间。

10.如权利要求1所述的光纤电缆，其中所述剥离力在20N至65N的范围内。

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