CN115933079B - 一种无扎纱自啮合层绞式光缆及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无扎纱自啮合层绞式光缆及其制造方法。所述光缆包括：多个松套管光单元、中心加强件和外护套；所述多个松套管光单元围绕中心加强件圆周布置并绞合形成缆芯；所述缆芯收藏于所述外护套内；所述松套管光单元具有横截面为圆形的基层，所述松套管光单元基层外侧具有突起的齿状棱，所述齿状棱沿松套管光单元轴向延伸并且沿轴向均匀布设，形成齿轮形的松套管光单元横截面；所述多个松套管光单元中相邻的松套管光单元啮合固定。本发明采用具有齿状棱的松套管绞合成缆芯，相邻松套管之间通过齿状棱啮合绞紧，在没有扎纱固定的情况下，亦可稳固固定，并且配合齿状棱的设计，能适用于S型绞合、SZ型绞合。
Description
技术领域
本发明属于光通信领域，更具体地，涉及一种无扎纱自啮合层绞式光缆及其制造方法。
背景技术
层绞式光缆一般由若干光纤松套管光单元围绕中心加强件经SZ绞合后用扎纱捆扎形成缆芯，缆芯外再设置阻水层、铠装层等保护层，最后挤制一层护套。扎纱的主要作用是防止折返处发生退扭松散，但采用扎纱绑定的层绞式光缆，其松套管光单元表面受到扎纱的张力控制不当而形成扎痕，导致松套管光单元易发生弯折等问题。同时，采用扎纱绑定的层绞式光缆，其生产长度受到扎纱长度限制而影响连续生产。取消扎纱能防止因扎纱过大导致出现套管扎痕，从而避免在套管弯折盘留时折断光纤影响传输性能。
然而若不采用扎纱，则难以固定缆芯，层绞式的光缆，尤其是SZ绞合的光缆，容易发生退扭。由于缆芯退扭导致松套管光单元鼓包或凹陷，外观质量不合格，影响缆芯性能。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种无扎纱自啮合层绞式光缆及其制造方法，其目的在于通过多个具有齿状棱的松套管相互啮合，绞合成缆芯，从而在没有扎纱固定的情况下，亦能保持缆芯的完整而不致松套管松脱、退扭，由此解决现有技术取消扎纱导致缆芯绞合不稳定，出现退扭的现象，导致缆芯鼓包或凹陷的技术问题。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种无扎纱自啮合层绞式光缆，其特征在于，包括：多个松套管光单元、中心加强件和外护套；
所述多个松套管光单元围绕中心加强件圆周布置并绞合形成缆芯；
所述缆芯收藏于所述外护套内；
所述松套管光单元具有横截面为圆形的基层，所述松套管光单元基层外侧具有突起的齿状棱，所述齿状棱沿松套管光单元轴向延伸并且沿轴向均匀布设，形成齿轮形的松套管光单元横截面；所述多个松套管光单元中相邻的松套管光单元啮合固定。
优选地，所述无扎纱自啮合层绞式光缆，其所述松套管光单元的齿形横截面，齿边线为直线形或曲线形，其齿顶圆直径在2~8mm，其齿根圆直径1.2~7.6mm，其齿数为5~80齿形横截面的齿数量应至少大于绞合的单元数，优选所述齿边线为渐开线时，其法相压力角在20~30°。
优选地，所述无扎纱自啮合层绞式光缆，其所述齿状棱的横截面具有渐开线侧边；啮合深度H为齿深度的1/5~4/5。
优选地，所述无扎纱自啮合层绞式光缆，其所述中心加强件具有圆形横截面，所述松套管光单元与所述中心加强件之间满足以下关系：
其中，为中心加强件横截面半径，/>为松套管光单元的数量，/>为啮合深度，为松套管光单元的齿顶圆半径。
优选地，所述无扎纱自啮合层绞式光缆，其所述齿状棱平行于松套管光单元中心轴或所述齿状棱与所述松套管光单元中心轴成交角。
优选地，所述无扎纱自啮合层绞式光缆，其所述多个松套管光单元S型绞合或SZ绞合。
优选地，所述无扎纱自啮合层绞式光缆，其所述齿状棱与所述松套管光单元中心轴成交角，所述多个松套管光单元SZ绞合，在所述多个松套管光单元SZ绞合的反折点，所述齿状棱呈人字形反向交角。
优选地，所述无扎纱自啮合层绞式光缆，其所述松套管光单元的基层和齿状棱为同种材料或异种材料；
当所述松套管光单元的基层和齿状棱为异种材料时，其基层材料的模量在400~1000MPa，可以是TPEE、PP、TPE、或TPU，其齿状棱材料的模量在1000~3000MPa可以是PBT、PC、PA、或PTFE。
优选地，所述无扎纱自啮合层绞式光缆，其所述中心加强件外侧有或者无垫层；当所述中心加强件外侧有垫层时，所述垫层在轴向均匀分布小凸起，可以阻碍套管间的位置串动，起到固定套管位置的作用，所述垫层的模量在300~1000MPa，可以是HDPE、MDPE、LDPE、TPE等。
按照本发明的另一个方面，提供了一种所述无扎纱自啮合层绞式光缆的制备方法，包括以下步骤：
将所述多个松套管光单元排列在所述中心加强件外侧圆周均匀排列；
通过成型模具的同时按照预设的方向扭转形成绞合缆芯；所述成型模具有圆台形内腔，所述圆台形与所述中心加强件共轴设置，所述圆台形内腔上底面的直径与缆芯直径相匹配；所述多个松套管光单元从所述圆台形内腔的下底面穿入并从所述圆台形内腔的上底面穿出；
在缆芯外侧挤出外护套料并成型。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
本发明采用具有齿状棱的松套管绞合成缆芯，相邻松套管之间通过齿状棱啮合绞紧，在没有扎纱固定的情况下，亦可稳固固定，并且配合齿状棱的设计，能适用于S型绞合、SZ型绞合。
本发明提供的无扎纱自啮合层绞式光缆的制备方法，能高效的实现松套管之间相互啮合，并同时绞合成型。
附图说明
图1是本发明实施例1提供的无扎纱自啮合层绞式光缆横截面结构示意图；
图2是本发明实施例1提供的无扎纱自啮合层绞式光缆采用的松套管横截面结构图；
图3是光纤松套管通过成型模具；
图4是本发明实施例2、3提供的无扎纱自啮合层绞式光缆横截面结构示意图；
图5是本发明实施例2、3提供的无扎纱自啮合层绞式光缆采用的松套管横截面结构图；
图6是本发明实施例2提供的无扎纱自啮合层绞式光缆采用的松套管侧视图；
图7是本发明实施例3提供的无扎纱自啮合层绞式光缆采用的松套管侧视图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明提供的无扎纱自啮合层绞式光缆，其特征在于，包括：多个松套管光单元、中心加强件和外护套；
所述多个松套管光单元围绕中心加强件圆周布置并绞合形成缆芯；
所述缆芯收纳于所述外护套内；
所述松套管光单元具有横截面为圆形的基层，所述松套管光单元基层外侧具有突起的齿状棱，所述齿状棱沿松套管光单元轴向延伸并且沿轴向均匀布设，形成齿轮形的松套管光单元横截面；所述多个松套管光单元中相邻的松套管光单元啮合固定。
所述松套管光单元的齿形横截面，齿边线为直线形或曲线形，优选为渐开线，其齿顶圆直径在2~8mm，其齿根圆直径1.2~7.6mm，其齿数为5~80，优选所述齿边线为渐开线，其法相压力角在20~30°。齿形横截面的齿数量应至少大于绞合的单元数，否则无法围成圆形，齿数较大则绞合成缆后稳定性较好，不容易脱开，然而过大的齿数则会造成成缆时难度增加，出现啮合不齐，鼓包突出等外观质量问题。同时采用渐开线形的齿边线，有利于绞合，容易成缆，法相压力角在20~30°，优选30°成缆工艺精度没有明显提高，而成缆质量则明显较为稳定，啮合脱开的现象减少。
所述齿状棱的横截面上，啮合深度H为齿深度的1/5~4/5。所述中心加强件具有带或不带小凸起的圆形横截面，所述松套管光单元与所述中心加强件之间满足以下关系：
其中，为中心加强件横截面半径，/>为松套管光单元的数量，/>为啮合深度，为松套管光单元的齿顶圆半径。
所述中心加强件的尺寸和松套管尺寸要密切匹配，如果加强件过大，松套管之间无法紧密啮合，如果松套管尺寸过小，松套管和加强件不能紧密贴合。
所述齿状棱平行于松套管光单元中心轴或所述齿状棱与所述松套管光单元中心轴成交角。齿状棱与所述松套管光单元中心轴成交角时，整体成螺旋形，使得松套管光单元的弯曲性能更好，同时由于斜置的齿状棱逐渐啮合，绞合工艺难度相对于平行于中心轴的齿状棱为低。
所述多个松套管光单元S型绞合或SZ绞合。所述齿状棱与所述松套管光单元中心轴成交角，所述多个松套管光单元SZ绞合，在所述多个松套管光单元SZ绞合的反折点，所述齿状棱呈人字形反向交角。
所述松套管光单元的基层和齿状棱为同种材料或异种材料；
当所述松套管光单元的基层和齿状棱为异种材料时，其基层材料的模量在400~1000MPa，可以是TPEE、PP、TPE、或TPU，其齿状棱材料的模量在1000~3000MPa可以是PBT、PC、PA、PTFE，。啮合时齿状轮受力，配合基层材料的模量在一定范围内，可以保持松套管既容易相互啮合，又不容易脱开。如果基层材料的模量过大，则啮合时精度要求高，如果齿状棱加工精度不够，啮合不齐、突出鼓包的概率容易发生，基层材料的模量过小则松套管容易变形，一方面容易由于松套管变形，齿状棱之间的距离增加，容易脱开，并且会影响松套管的抗压扁能力。而过软的齿状棱，同样容易产生啮合不齐、突出鼓包的问题，因此基层材料与齿状棱材料优选为一种材料，通过模量配合，制作出啮合质量良好，且不容易脱开的缆芯，无需扎纱固定。
所述中心加强件外侧有或者无垫层；为了形成更稳固的缆芯，中心加强件的外侧垫层通过突起或形成凹陷与松套管的齿状棱嵌合。当所述中心加强件外侧有垫层时，所述垫层在轴向均匀分布小凸起，可以阻碍套管间的位置串动，起到固定套管位置的作用，所述垫层的模量在300~1000MPa，可以是HDPE、MDPE、LDPE、TPE等。
本发明提供的无扎纱自啮合层绞式光缆的制备方法，包括以下步骤：
通过成型模具的同时按照预设的方向扭转形成绞合缆芯；所述成型模具有圆台形内腔，所述圆台形与所述中心加强件共轴设置，所述圆台形内腔上底面的直径与缆芯直径相匹配；所述多个松套管光单元从所述圆台形内腔的下底面穿入并从所述圆台形内腔的上底面穿出；
在缆芯外侧挤出外护套料并成型。
以下为实施例：
实施例1
本实施例提供的无扎纱自啮合层绞式光缆如图1所示，包括6个松套管光单元1、中心加强件2阻水元件3和外护套4；
所述6个松套管光单元1围绕中心加强件2圆周布置并绞合后包覆阻水带3形成缆芯；
所述缆芯收纳于所述外护套4内；
所述松套管光单元1如图2所示，具有横截面为圆形的基层1.1，所述松套管光单元基层外侧具有突起的齿状棱1.2，所述齿状棱1.2沿松套管光单元1轴向延伸并且沿周向均匀布设，形成齿轮形的松套管光单元横截面；所述多个松套管光单元中相邻的松套管光单元啮合固定。
所述松套管光单元的齿形横截面，齿边线为渐开线，其齿顶圆直径在2.7mm，其齿根圆直径2.3mm，其齿数为12，其法相压力角20°。
所述齿状棱的横截面上啮合深度H为0.15mm。所述中心加强件具有圆形横截面，直径为2.4mm。
所述齿状棱平行于松套管光单元中心轴。
所述6个松套管光单元1围绕加强芯2进行 SZ绞合。
所述松套管光单元的基层和齿状棱为异种材料；
其基层材料为TPEE，模量约450MPa，其齿状棱材料为PBT，模量约1100MPa。
所述中心加强件2外侧有垫层，所述垫层材料为MDPE，模量约700MPa。
本实施例提供的无扎纱自啮合层绞式光缆的制备方法，包括以下步骤：
光纤松套管1通过成型模具5（如图3）的同时按照预设的方向围绕中心加强件2扭转形成绞合缆芯；所述成型模具3有与光纤松套管1齿形相同的预设形状内腔，所述内腔与所述中心加强件共轴设置，所述内腔在缆芯出口处的直径与缆芯直径相匹配；所述多个松套管光单元1从所述内腔的一面穿入并从所述内腔的另一面穿出。
实施例2
本实施例提供的无扎纱自啮合层绞式光缆如图4所示，包括6个松套管光单元1、中心加强件2阻水元件3和外护套4；
所述6个松套管光单元1围绕中心加强件2圆周布置并绞合后包覆阻水带3形成缆芯；
所述缆芯收纳于所述外护套4内；
所述松套管光单元1如图5所示，具有横截面为圆形的基层，所述松套管光单元基层外侧具有突起的齿状棱，所述齿状棱沿松套管光单元轴向延伸并且沿周向均匀布设，形成齿轮形的松套管光单元横截面；所述多个松套管光单元中相邻的松套管光单元啮合固定。
所述松套管光单元的齿形横截面，齿边线为直线型，其齿顶圆直径在2.7mm，其齿根圆直径2.3mm，其齿数为18，其齿边线与齿中心线的交角为30°。
所述齿状棱的横截面上啮合深度H为0.1mm。所述中心加强件具有圆形横截面，直径为2.5mm。
所述齿状棱沿松套管光单元中心轴S旋转，如图6所示。
所述6个松套管光单元1围绕加强芯2进行 SZ绞合。
所述松套管光单元的基层和齿状棱为同种材料PP，模量约为1000MPa；
所述中心加强件2外侧有垫层，垫层上设有小凸起，所述垫层材料为MDPE，模量约700MPa。
本实施例提供的无扎纱自啮合层绞式光缆的制备方法同实施例1。
实施例3
本实施例提供的无扎纱自啮合层绞式光缆如图4所示，包括6个松套管光单元1、中心加强件2阻水元件3和外护套4；
所述6个松套管光单元1围绕中心加强件2圆周布置并绞合后包覆阻水带3形成缆芯；
所述缆芯收纳于所述外护套4内；
所述松套管光单元1如图5所示，具有横截面为圆形的基层，所述松套管光单元基层外侧具有突起的齿状棱，所述齿状棱沿松套管光单元轴向延伸并且沿周向均匀布设，形成齿轮形的松套管光单元横截面；所述多个松套管光单元中相邻的松套管光单元啮合固定。
所述松套管光单元的齿形横截面，齿边线为直线型，其齿顶圆直径6.4mm，其齿根圆直径5.8mm，其齿数为40，其齿边线与齿中心线的交角为20°。
所述齿状棱的横截面上啮合深度H为0.2mm。所述中心加强件具有圆形横截面，直径为6mm。
所述齿状棱沿松套管光单元中心轴SZ旋转，配合SZ绞合的节距，如图7所示。
所述6个松套管光单元1围绕加强芯2进行SZ绞合。
所述齿状棱与所述松套管光单元中心轴成交角，所述多个松套管光单元SZ绞合，在所述多个松套管光单元SZ绞合的反折点，所述齿状棱呈人字形反向交角。
所述松套管光单元的基层和齿状棱为异种材料：
其基层材料为TPEE，模量约450MPa，其齿状棱材料为PBT，模量约1100MPa。
所述中心加强件2外侧有垫层，所述垫层材料为MDPE，模量约700MPa。
所述中心加强件2外侧有垫层，垫层上设有小凸起，所述垫层材料为MDPE，模量约700MPa。
本实施例提供的无扎纱自啮合层绞式光缆的制备方法同实施例1。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种无扎纱自啮合层绞式光缆，其特征在于，包括：多个松套管光单元、中心加强件和外护套；
所述多个松套管光单元围绕中心加强件圆周布置并绞合形成缆芯；
所述缆芯收藏于所述外护套内；
所述松套管光单元具有横截面为圆形的基层，所述松套管光单元基层外侧具有突起的齿状棱，所述齿状棱沿松套管光单元轴向延伸并且沿轴向均匀布设，形成齿轮形的松套管光单元横截面；所述多个松套管光单元中相邻的松套管光单元啮合固定；所述松套管光单元的齿形横截面，齿边线为直线形或曲线形，其齿顶圆直径在2~8mm，其齿根圆直径1.2~7.6mm，其齿数为5~80齿形横截面的齿数量应至少大于绞合的单元数。
2.如权利要求1所述的无扎纱自啮合层绞式光缆，其特征在于，所述齿边线为渐开线，其法相压力角在20~30°。
3.如权利要求1或2所述的无扎纱自啮合层绞式光缆，其特征在于，所述齿状棱的横截面具有渐开线侧边；啮合深度H为齿深度的1/5~4/5。
4.如权利要求3所述的无扎纱自啮合层绞式光缆，其特征在于，所述中心加强件具有圆形横截面，所述松套管光单元与所述中心加强件之间满足以下关系：
；
其中，为中心加强件横截面半径，为松套管光单元的数量，为啮合深度，为松套管光单元的齿顶圆半径。
5.如权利要求1所述的无扎纱自啮合层绞式光缆，其特征在于，所述齿状棱平行于松套管光单元中心轴或所述齿状棱与所述松套管光单元中心轴成交角。
6.如权利要求1所述的无扎纱自啮合层绞式光缆，其特征在于，所述多个松套管光单元S型绞合或SZ绞合。
7.如权利要求5或6所述的无扎纱自啮合层绞式光缆，其特征在于，所述齿状棱与所述松套管光单元中心轴成交角，所述多个松套管光单元SZ绞合，在所述多个松套管光单元SZ绞合的反折点，所述齿状棱呈人字形反向交角。
8.如权利要求1所述的无扎纱自啮合层绞式光缆，其特征在于，所述松套管光单元的基层和齿状棱为同种材料或异种材料；
当所述松套管光单元的基层和齿状棱为异种材料时，其基层材料的模量在400~1000MPa，可以是TPEE、PP、TPE、或TPU，其齿状棱材料的模量在1000~3000MPa可以是PBT、PC、PA、或PTFE。
9.如权利要求8所述的无扎纱自啮合层绞式光缆，其特征在于，所述中心加强件外侧有或者无垫层；当所述中心加强件外侧有垫层时，所述垫层在轴向均匀分布小凸起，用于阻碍套管间的位置串动，起到固定套管位置的作用，所述垫层的模量在300~1000MPa，为HDPE、MDPE、LDPE、或TPE。
10.如权利要求1至9任意一项所述的无扎纱自啮合层绞式光缆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将所述多个松套管光单元排列在所述中心加强件外侧圆周均匀排列；
通过成型模具的同时按照预设的方向扭转形成绞合缆芯；所述成型模具有圆台形内腔，所述圆台形与所述中心加强件共轴设置，所述圆台形内腔上底面的直径与缆芯直径相匹配；所述多个松套管光单元从所述圆台形内腔的下底面穿入并从所述圆台形内腔的上底面穿出；
在缆芯外侧挤出外护套料并成型。
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| CN202211431248.4A Active CN115933079B (zh) | 2022-11-16 | 2022-11-16 | 一种无扎纱自啮合层绞式光缆及其制造方法 |
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0862462A (ja) * | 1994-08-25 | 1996-03-08 | Hitachi Cable Ltd | ルースチューブ型光ファイバケーブル |
| CN205679829U (zh) * | 2016-06-21 | 2016-11-09 | 福建南新电缆有限公司 | 一种加固式电缆 |
| CN208937767U (zh) * | 2018-10-11 | 2019-06-04 | 汕头高新区奥星光通信设备有限公司 | 玻璃纤维辅助加强层绞式光缆 |
| CN110286455A (zh) * | 2019-07-26 | 2019-09-27 | 常熟市邦知光电科技有限公司 | 一种具有异形松套管的光缆 |
| CN210005762U (zh) * | 2019-08-01 | 2020-01-31 | 常熟虞通光电科技有限公司 | 一种嵌入式光缆 |
| CN211786265U (zh) * | 2020-04-15 | 2020-10-27 | 广州市奥康通信设备有限公司 | 一种层绞式光缆 |
-
2022
- 2022-11-16 CN CN202211431248.4A patent/CN115933079B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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