CN1131280A - 供光缆使用的紧凑封装装置 - Google Patents

Abstract

一种光缆的紧凑封装装置20，该装置包括为一保护外罩23所围绕的缆端组件100，组件100包括支架101和安装其上的许多光纤连接盘120，用于在其内储备光纤圈；每个盘适于夹持至少一个光纤连接装置，而且每个盘包括在光纤圈外通过盘的一侧的一对相间隔的开孔128，该封装装置的特征在于：附装到支架并通过每个盘的开孔从那里向上伸出的一对相间隔的平行棒112，所述开孔被可滑动地连接到该对平行棒的。

Description

供光缆使用的紧凑封装装置

本发明涉及光缆封装件。更具体地说，本发明涉及一种具有增大存放容量，改善的方便性和较低成本性能的封装件。

使用包含多根光纤的通信缆正得到发展。光缆可包括各由至少一层涂料保护的多根玻璃纤维。这些光纤可被组装成多个单元——光纤在其内通过包扎带固定在一起或放在管子内以形成缆芯。另一种光缆芯包括带状光纤装置，其中多个例如12根光纤并排排列。这许多带状物可加以堆积以获得很大数目的光纤维缆。缆芯被塑料芯管和塑料护套包围。其内可组装相对大量光纤的带状光缆似乎是用户使用光纤的理想做法。

无论什么缆结构都必需有用于绞接缆的给定长度的一端的传输媒质到缆的另一长度相邻端的相应传输媒质的设备。当面临金属导体情况时，传统做法是采用一种接头封装装置，将电缆端的加强构件铆合并将所有导线绞接，包扎，存放和加以环境保护。一般，在绞接金属导线期间，要将导线急剧弯曲以保证能接触其他接头。光纤的物理性能使其不能采用这种接头包封装置中的金属导线所使用的绞接技术。由于其尺寸小和相对脆性，必须对光纤的包封处理给予某些特殊考虑。若将光纤弯折到超出可允许的弯曲半径范围，可能损害其传输性能，则在那点，光不再完全被包含在(光)纤芯内。此外，若弯度超出最小弯曲半径，则光纤脆化易碎并将降低其期望的留存性(live)，一般说来，不影响有序传输的光纤可弯半径应显着大于使光纤弯断的半径。鉴于用于制造光纤的材料——玻璃和硅石在某些方面比钢还坚固，光纤通常不拥有由于微观表面破碎的潜在强度，这种破碎易受应力和扩展损伤导致光纤易于断裂。

应该清楚：光缆本身并不适合于对金属通信导体的绞接做法。各根光纤不能以任何形式象对待金属导体电缆的那种绞接，捆扎，包装和移入接头封装装置。这些小直径玻璃纤维不可能以小的角度卷曲或弯曲而不断裂的。由于玻璃纤维有记忆功能(have memory)并往往趋于直线取向，故使将其放入一接头包封装置内变得颇为困难。此外，光纤的互连是一种精细的操作，过去人们往往受到阻止在人孔，手孔或桅杆、悬吊式升降机中进行这种绞接操作。而用其他方式进行这项工作则更为昂贵。

在多光纤缆中这些问题就尢其尖锐，因那种情况下必须以将来允许维修和重新安排的方式绞接各个光纤。此外在这些接点附近通常还必须提供光纤松弛部分。储备该松弛部分的必要性使提供一种合适的光纤包封装置的问题进一步复杂化。

借助熔接或用机械装置绞接光纤时，有必要提供足够松弛的光纤以使该光纤能从接头盒拉出以便准备光纤端并连接在一起。这就要求当密封该接头盒时，也就是说已完成绞接时，每根光缆纤维至少约储备大约0.5米存放在接头封装装置中。对于多光纤缆来说，必须有一种储备该松弛部分，保护该接头和将这些光纤以有序方式维持在一起的方法。这些接头应容易接触到，以便于对各光纤和接头的重新安置。此外，已变成通行的做法是通过包封装成使光缆形成回路并仅仅取某些光纤，带或单元与其他一些绞接。必须将其余光纤(指定为″特快″光纤，带或单元)存放到包封装置内。这些存放的传输媒质的长度可长达13英尺之多。

光纤连接装置必须受到保护，避免受到可能使其形状畸变或从这些装置拉出光纤的力。虽然不要对连接装置施加大力是重要的，将它们固定在应有位置也是重要的。对光纤的任何轴向或扭转移动都能引起其可能导致沿其传输的光学信号衰减的移动。人们一定期望，先有技术的光纤接头组合器(organizer)和接头封装是可有效利用的。然而这些先有技术的组合器和封装装置有各种缺点。一般说来，它们多少有点复杂，难以使用和难以够得着。此外，它们不能在一紧凑空间中容纳足够大量的接头。

例如，U.S专利4,913,522揭示了一种光纤组合器(organizer)它容纳大约8至10个托盘而每一托盘可存放5至20根光纤。这些盘一个叠在另一个上面地被叠放，各个单独地在其一端铰合连到一个支座(carrier)，这样使这些盘能象互连的页面彼此相对移动。在一最佳实施例中，它容纳大约100根光纤，从用硬线连到″信息高速公路″的一个团体的光纤用户所规划的数目来看，这100根光纤数是有点低了。

U.S专利4,927,227揭示了一种光缆封装件，其中一个支撑部件包括支承光纤分叉的支座和多个接头盘。然而，其存放容量受到限制而且缺乏按需要容纳许多不同的绞接装置的能力。当前的想法是每盘需存放至少三十六个接头。

U.S专利5,185,845揭示了一种具有增强的存放容量的光纤封装件，其内每个盘存放36个接头，但该封装件只能大约放置六个盘，即提供总共约216个接头的容量。在以上各专利中，托盘各在其一端以阶梯方式被铰合连接，这种方式在空间效率上不是特别高的。此外先有技术的阶梯式设计仅适于一个盘大小。此外，使用铰接端接塑料部件而且必须将它们小心地建造以便在封装件跌落或当将盘垂直取向(例如，当在较低层的盘进行绞接工作时)时能应付颇大的应力。

看来先有技术缺少一种能提供更有效的空间利用率和较简单，较强的铰接装置的低成本结构的光缆封装件。此外，人们希望一种能处置增大的接头数的结构紧凑的封装件。最后还需要一种能有效地容纳不同厚度盘的封装件。

先有技术的光纤封装件的上述问题现已由本发明的光缆封装件得到了克服。本发明封装件包括由一保护外罩所包围的缆端组件。该缆端组件包括支承若干盘的支架——每个盘固定若干光纤连接装置(例如，接头)。从支架向上延伸并附装到该支架的是一对相隔一定距离的平行导轨部件，用以以紧凑方式叠放盘。每个盘包括一对相间隔(spaced-apart)连接部件，沿其一侧可滑动地与平行导轨部件连接。

在本发明的一个图示实施例中，相间隔的平行导轨部件包括通常呈U形线材(wireform)的中央部分，该中央部分的顶部和底部归属于不同的平行平面——这些平面各垂直于中央部分。支架被模制成各个细部，为在不用紧固件情况下接纳和支承U形线型的底部部分而成形。在本发明的图示实施例中，外罩基本呈园筒形并仅在一端打开。该封装件能叠放多达八个盘；由于每个盘固定36个光纤连接装置，故本发明的封装件盛放288个分立的光纤连接器。

如本发明所教导的，盘和导轨部件间的滑动关系使得同一封装件内的诸盘能是不同厚度的而且仍然紧凑地被叠放。先有技术的封装件，其中的盘是以固定的铰接关系连接到支架的，实际上使不同厚度的盘不能同时有效地存在于同一封装件内，这种封装件显然不能很好处置盘厚度方面的未来趋势而例如当为盛放大量熔接接头而需要较大盘时，将必需予以更换。但由于用本发明的光纤封装件易于适应不同厚度的盘，故这类封装件具有改善的未来实用性(improved futureutility)。

本发明的其他特性将从当结合附图阅读其具体实施例的下列详细说明中更易于理解，附图中：

包括图1A和1B的图1是本发明一个封装件的整体透视图，该封装件包括缆绞接端组件和一外罩；

图2更详细地表示接头盘和缆绞接端组件的组合模件；

图3是图1的缆端组件的侧视图；和

图4是图1缆端组件的侧视图，表示位于竖直方式中的若干接头盘，并示出容纳光纤的管道路线。

现参照图1A和1B，此后将称这两图为图1，该图示出由标号20总标的光缆封装件，封装件20包括由标号100总标的缆绞接端组件——其内绞接/存放着光纤，以及外罩23，外罩23呈园筒形并包括开端25和闭端27。为了将缆端组件100与外罩23组装，将缆绞接端组件插入外罩的开端25，并移向闭端27。封装件20被设计成容纳许多待绞接的缆或可用于存放为将来绞接到分支缆的光纤。

有关缆绞接端组件100和外罩23的一般结构的大量细节包含在U.S专利4,927,227和5185,845中——该两文献归入本文供参考。其内容包含了大量细节，但为简明起见，也略去不少细节。

正如图1可见，缆端组件100包括缆进入部30和支架101。缆进入部30包括两个相隔一定距离的端板34和36——每个端板呈盘状同时端板34称为外端板而称端板36为内端板。端板34和36最好各由模压塑料玻璃增强的聚丙稀制成。两端板34和36以通过中心螺柱38和三个与内端板36一起模制的沿园周设置的托脚(stand off)39-39间隔一定距离的组装关系加以固定。每个端板还设置有三个椭园状开孔——在外端板34中是由标号41，43和45指示；在内端板36中由47，48和49指示。端板34中的开孔与端板36中的开孔相应地对齐。例如，开孔41与开孔47对齐，45与48，43与49对齐。

设置在开孔43中的是由弹性材料制的垫圈50。垫圈50包括两通道52-52，穿过该两通道的将是待绞接的外延缆(extendc ables)28-28(见图4)。类似的，与垫圈50对齐的垫圈54包括两通道56-56，该垫圈被置于开孔49中。此外，垫圈50设置有开孔58-58以使接地线能穿过那里构成通路。虽然待绞接的两缆肯定要穿过对齐的垫圈50和54的通道52-52和56-56，但每根接地线仅需伸过第一垫圈，因为它在两端板之间被端接。内端板36的每个开孔47，48和49在内端板的内侧面周围有凸缘。这样便防止了内端板中的垫圈通过内端板的移动。

除非从一开始就知道：在封装件20内要绞接两根以上的缆，否则在端板中的另两组对齐的开孔用模拟插头60-60填塞。其优点是，当需要在封装件20中绞接更多缆时，可拔除模拟插头并用一对与垫圈50和54完全相同的垫圈加以替换即可。

外端板34的外板(Out board)座落在护圈座62上，该护圈座包括三个等角伸展的肋64-64。固定到端板34和36的中心螺柱38通过护圈座中的中心孔延伸并将旋钮61旋入中心螺柱，以将护圈座固定就位，护圈座62起到将插头和垫圈固定在应有位置并稳定封装结构的作用。每根肋64-64终接于十字部件65并包含两个应变释放部63-63——以一定角度从那里伸出。应变释放部63的一端设有V形结构致使其对与封装件20要绞接的任何所需尺寸的缆提供支承。每根进入缆通过缆绳(未示出)被固定到相关应变释放部63。肋64-64以及应变释放部63-63和十字部件65-65延伸大约0.75英寸的距离并与支持(back-up)板66相交。予期尺寸范围的不管什么尺寸的缆按一定路线进入封装件时，缆均与垫圈外侧的一个应变释放部63-63接合从而避免在垫圈入口处过度的弯曲。

此外，三个弧形部件67-67被设置在护圈座62和端板34之间，各在垂直于护圈座62的方向上延伸的两个销(pin)(未示出)之间延伸。部件67-67能有效地将垫圈和插头固定在外端板34中的应有位置。

用于克服不希望有的移动而将缆28-28进行固定的设备置于端板34，36之间(见图4)。在两垫圈之间固定缆的方式也是重要的。对缆在这个区内的适当固定将避免绞接操作的过大的力通过内垫圈传送。假设每个光缆包含一波纹式金属屏蔽，则外塑料护套(置于波纹式金属屏蔽周围)从光缆除去直到两垫圈之间的大约中点，使缆芯管通过内垫圈54延伸至接头区。而且，除去一部分金属屏蔽，以使仅仅相对短的长度伸出塑料护套端外。

包括铠装夹体71和铠装夹钳72的光缆铠装夹紧组件70附装到通过垫圈开孔伸出的那对光缆。若任何两个垫圈内对齐开孔中没有光缆部分，则在垫圈间将一塑料棒插入至开孔，以密封该两对齐开孔。通过柠一螺栓(未示出)——通过夹钳72开孔74伸入和进入包含螺纹插夹(insert)73的端块75，会引起施加到光缆护套的力。一对有弧形肋的通道位于端块75的任一侧，这些弧形肋是这样的以致它们能咬住光缆护套——从而夹持光缆并避免光缆和端板组件间的相对移动。有关光缆铠装夹紧组件的结构的其他细节和装入紧凑的缆封装件的方式均包含在U.S专利5280556中，该专利内容纳入本文供参考。

每个端板与外罩23配合以密封封装件防止不希望有的污染侵入。外和内端板34，36配置有凸缘，在每个凸缘上放置由柔性的密封材料制成的O形环(在组装端接组件100和外罩23之前)。外罩23加工有台阶147，组装时，该台阶与内端板36周围的O环配合以提供附加密封。

在已组装好封装件20之后，可对其进行69KPa的压力测试以确定其是否有漏。这是借助位于外罩闭端处的端口160引入增压气体来完成的。在打开该封装件前必须除去该压力。

此外设有用于绞接操作时定位封装件20的设备。缆端组件100的一端配置一有槽孔170以接纳支脚172的一端。在将支脚插入该槽孔之后，可将支脚同任何平坦或基本平坦表面接合以便同外端板34协同稳定缆端组件100，从而可完成绞接操作。不用时，可将支脚172存放在开孔的相对端内并伸入外罩，待将来使用。

现参照图2，对光缆绞接端接组件100作更详细说明。组件100包括支架101，支架101有侧壁102-102和其自由端105的端部档板104。光纤分叉140安装在支架101上，该分叉140包括与支架中的缝隙103-103配合的突舌143-143，以将其相对支架固定，光纤分叉140的功能是重新组合来自光缆的各根光纤使其进入不同的管子29-29(见图4)，以便按规定路线到达不同的接头盘120。在光纤分叉140一端中的隔板间形成的通道中接纳来自光缆的每一组光纤。在光纤分叉140中，光纤被组合和以予定的组被插入按一定路线的塑料管。如此安排这些管以使其每一个的一个端部容纳在光纤分叉相对端处，也就是说，面向支架101的自由端105的那端的隔板间形成的通道中。光纤分叉盖139定位于分叉140的顶部以保护其内的裸露的，被履光纤。

从分叉140引出管子之后，每根管路线处于一种翻转结构和返回到内端板36方向上。在该方向上，管子以绞接为目的安排路线和固定到多个盘120-120中的所选盘。支架101的自由端部内放置有容纳在销121上的泡沫垫117，以在处理期间使存放在分叉140和自由端105之间回路中的光纤减振。

弹性锁定在支架101上的线材(wireform)110也安装在支架101上。图中将线材示为单片部件，但它可包括一对插入凸起物(bosses)，例如支架中的相距一定距离的平行轨道。如图所示，线材110一般地呈U形金属结构——其顶部和底部111，113归于各垂直于中心部分112的不同平行平面内。中心部分包括一对相间的平行轨道，起到夹持和引导安装其上的接头盘120的作用。在支架101上压制有为在不同紧固件情况下接纳和支撑U形线材的底部113而成形的若干装置106-106。在本发明最佳实施例中，将线材110的顶部111相对其中心部分112弯成直角。顶部不仅限制位于平行轨道112上的接头盘120的向上移动，而且在另一盘(水平放置)发生绞接活动时，它也用作沿竖直位置存放盘的支承部件。该线材最好由钢制成，因为当沿竖直位置存放盘或一旦封装件被跌落时，必需能应付高度应力集中。

优点在于，线材110取消了用先有技术的阶梯式枢轴装置的必要性。由于各个盘能准确地彼此相叠其上，故获得一种更为紧凑的封装件。此外，最大限度地减小了容纳光纤的管子进入盘的那个区的拥挤度；而且通过用相间的平行轨道很容易将接头盘添加到封装件。

盘120-120被固定到支架101并一个个地夹持若干光纤接头。原理上说，每个盘120由诸如聚碳酸酯之类的塑料制成，并适于安装在线材110上。每个盘120包括一对相距一定距离的连接部件(园筒开孔)128-128，以此为接纳线材110而定位，致使其能沿线材滑移。(在这一点上要注意，这种可滑运动也可通过采用在其一端的一盘的相对侧伸出的销来实现。这些销可由一对被模制在支架侧壁中的平行槽所截获。自然，图2所示支架101有必要通过使其侧壁102-102向上伸入销所在的那个区内来加以改进)。每个盘120还有一个与其相关的板130，板130在盘上的光纤进入端延伸，并包括容纳在盘的配合孔中的销。板130包括一对相距一定距离的开孔138-138——为容纳线材110而定位，板130将光纤进入管或光纤带固定在通道123-123内。置于通道123内的每个管或带的一部分用有粘合剂层的泡沫带包扎，该粘合剂层与管或带的表面接合以将其固定在通道内。该板复盖这些通道从而确保管内纤维或带免于不希望有的移动。此外，舌板133用来防止松弛纤维圈从盘120上移出。

此外，每个盘120包括许多外伸部127-127。从通过通道123-123进入盘的管子伸出的光纤先按予定路线在这些部分127-127下面然合再拐向盘的绞接部。

安装在每个盘120中的是一个或多个组合模块125，用以支承多个市场可买到的绞接装置。举例来说，每个模块125包括柔性材料(例如网状泡沫塑料)用以固定多达六个接头。当绞接连接器插入时，柔性材料能被压缩和围绕该绞接连接器重新成形，以便将连接器牢固地夹持在相关的网内。有关这些模块125-125的设计方面的其他细节包含在U.S专利5185,845中，该专利已纳入本文供参考。

在绞接已完成之后，工作人员将保护盖119盖在最外层盘120上。(要指出的是本发明使得工作人员能将保护盖放在任一盘上，因为盘的厚度可变是可能的，而先有技术的阶梯式枢轴设计不适应这样做。)然后工作人员将绞接缆端组件100装配到外罩23。将缆端组件100插入外罩23并将夹紧带(clamping band)201(见图1)设置在外罩的凸缘和外端板34的周围。将夹紧带201紧紧地围绕外罩和端板，以将它们固定一起并将缆端组件夹持在外罩23中。每个端板与外罩23配合以密封封装件，抵御不希望有的污染侵入或防止增压空气出来。

图3和4示出了图1光缆绞合端接组件100的部分为截面的侧视图。具体地说，图3表示八个盘120-1至120-8的竖向叠放以及将线材110安装到支架101的方式。支架101中的模制装置106-106与线材的底部13配合以便以一种易于组装的方式将它们固定在一起。竖直的平行轨道112维持盘的紧凑垂直对齐。图中虽未示出，一个″钩和环″型紧固件(例如商标为Velcro^紧固件)围绕盘堆(stack)和支架包扎，以牢固地将它们固定在一起并防止处理期间的不希望的相对移动。

图4示出光纤在缆端组件上按一定路线的布置方式。例如，缆28-28在图4的左侧进入组件100并直接进到将光纤组成管29-99的分叉140的一端。这些管从光纤分叉140的另一端出来并按一定路线到达不同的接头盘120，这些管先取道向着支盘101的自由端105，然后又以翻转形式折向光缆进入端107。图4还示出线材110顶部的功用。图示盘120-1至120-4处于线材110顶部111上的竖直存放位置，以便使工作人员能在接头盘120-5内进行绞接操作。所示盘120-5至120-8处于附装到平行轨部件112的它们的正常水平位置。

虽现已图示和描述了本发明的一个具体实施例，但不说自明在本发明精神和范围内可能作出各种改型。这些改型包括(但不限于)采用非金属平行轨道去夹持盘，采用其他技术将平行轨附装到支架，在两端打开的封装件中使用本发明。此外，本发明的平行轨道也可包括支架侧壁中的槽——这些槽与盘中的销配合而使盘能可滑地安装在支架内。

Claims (8)

1.一种用于包含光纤的光缆的紧凑封装装置(20)，所述封装装置包括为一保护外罩(23)所围绕的缆端组件(100)，该缆端组件包括支架(101)和安装在支架上的许多光纤连接盘(120)，用于在其内储备光纤圈(loops)；每个盘适于夹持至少一个光纤连接装置，而且每个盘包括在光纤圈外通过盘的一侧的一对相间隔的开孔(128)，该封装装置的特征在于：

附装到支架并通过每个盘的开孔从那里向上伸出的一对相间隔的平行棒(112)，所述开孔被可滑动地连接到该对平行棒的。

2.权利要求1的封装装置(20)，其中所述平行棒(112)是园柱形和金属的，而且所述开孔(128)包括光纤连接盘(120)中的园孔

3.权利要求2的封装装置(20)，其中所述平行棒(112)是由钢制成的。

4.权利要求2的封装装置(20)，其中所述园筒棒(112)包括呈一般U型线材(110)的中心部分，该线材的顶部和底部(111，113)属于不同的平行平面——各垂直于所述中心部分。

5.权利要求4的封装装置(20)，其中支架(101)包括多个模制品(106)，这些模制品为在不用紧固件的情况下接纳和支撑U形线材(110)的底部(113)而成形。

6.权利要求1的封装装置(20)，其中每个盘(120)包括安装在其内的至少一个组合模件(125)，每个模件包括柔性装置用以固定可包括不同种类连接装置的多个光纤连接装置。

7.权利要求2的光纤封装装置(20)，其特征在于所述封装装置包括光纤分叉装置(140)，光纤从待绞接的每根缆(28)伸入该分叉装置，该分叉装置有助于在待绞接的光缆内的光纤组和要在所述盘(120)上绞接的光纤组之间的转变，以及从盘伸出的多根管(29)，每个所述管有至少一根置于其内并从所述光纤分叉伸入盘的光纤。

8.权利要求1的封装装置(20)，其特征在于：外罩(23)基本为有闭合端(27)和开口端(25)的园筒，所述缆端组件(100)被插入外罩的开口端。

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