CN1160856A - 光缆芯线及其制作方法 - Google Patents

Abstract

光缆芯线(OA)具有至少一个松动设置的光波导体(LW1至LWn)和一个包括加固件(TE1至TEm)的塑料外套(SH1)。包括加固件(TE1至TEm)的塑料护套(SH1)作为内护套位于光波导体(LW1至LWn)的外周。该护套(SH1)由可固化的树脂构成并连同在拉挤成型过程中加入的加固件(TE1至TEm)有间距地位于光波导体(LW1至LWn)的外周。

Description

光缆芯线及其制作方法

发明涉及一种其内有至少一个松动设置的光波导体并具有至少一个由塑料制作的、其中有纵向伸展的加固件的塑料护套的光缆芯线。

美国专利4770489公开了一种如此类型的光缆芯线。抗拉件由包埋在一种相应的树脂基质内的玻璃纱或芳族聚酰胺纱构成。其中，光缆芯线的结构是如此选定的，即先挤制一个由塑料构成的、其内松动地设有光波导体的内护套，其外，即在内护套之外具有其内包埋抗拉元件的树脂基质。据此，共需至少两个护套，即由热塑性塑料构成的、挤制而成的内护套和一个位于外部的第二个护套，该外护套包括包埋在树脂基质内的抗拉件。

发明的任务在于提供一种光缆芯线，这种光缆芯线具有良好的机械性能，而结构又更简单，从而可更便于制作。在本文开头所述类型的光缆芯线中，解决以上任务的技术方案在于，包含加固件的塑料护套作为内护套设在光波导体的周围并且该塑料护套由可固化的树脂构成并连同通过拉挤成形方法加入的加固件有间距地位于光波导体的周围。

按照发明，该内护套本身就由可固化的树脂构成并包含所有或部分通过拉挤成形方法加入的加固件。因此，毋须在光缆芯线内再设由热塑性塑料构成的内护套，据此，在最简单的情况下，芯线可只有一个唯一的护套。当然也可根据具体需要设置其它的护套或者譬如设置一个电缆护套，据此则由光缆芯线变为光缆。

发明还涉及一种用于制作具有至少一个松动设置的光波导体的光缆芯线的方法，通过该方法制作一个其内包埋有纵向伸展的加固件的塑料护套。该方法的特征在于，光波导体被引入拉挤成形装置的孔中，可固化的树脂通入拉挤成形装置的环形通道中，加固件也被引入上述环形通道中并且据此四周包覆加固件的树脂在离开环形通道后作为护套得到固化。

在从属权利要求中描述了发明的其它实施形式。

下面借助附图详细说明本发明及其它实施形式。附图所示为：

图1第一段拉挤成形装置，

图2接图1所示第一段拉挤成形装置的第二段拉挤成形装置，

图3发明结构的光缆芯线的第一个实施形式的前视图，

图4发明结构的光缆芯线的另一个实施形式，

图5拉挤成形装置的断面放大图，

图6用于进口处的多孔圆盘的侧视图，

图7用于拉挤成形装置的出口处的多孔圆盘。

在图1中，在一个相应的退绕筒子架上共设有m个用VT11至VT1m表示的备用筒子。在这些备用筒子VT11至VT1m上具有柔韧的长丝，特别是玻璃纱(玻璃丝束)、芳族聚酰胺纱或其它的抗拉件TE1至TEm。也能采用由不同的材料构成的加固件，如由芳族聚酰胺纱和由玻璃纱构成的加固件。据此则形成芳族聚酰胺纱用备用筒子和玻璃纱用备用筒子。

加固件TE1至TEm有利地并且按照相应规则在被张紧的情况下(即在有纵向张应力的情况下)进入拉挤成形装置PT1。为此，如图5和图6所示的放大图所示，在拉挤成形装置的入口处设有一个具有m个通孔的分配圆盘，其中，这些通孔直径的大小和形状与加固件TE1至TEm的截面相适配。与这些通孔相接，在拉挤成形装置PT1内具有环形间隙RS1，该环形间隙断面逐渐缩小地、倾斜地向内伸展并为加固件TE1至TEm所通过。此外，以液态形式存在于一个贮罐VB内的树脂料也被导入该环形间隙中。可应用本来就是液态的树脂(如环氧树脂)；但也可采用在室温下粘滞的或呈固态的树脂，通过相应加热使其成为液态。稀薄的树脂料从四周包围住最好是单层被引入的加固件TE1至TEm。这就是说，加固件TE1至TEm完全被包埋在树脂内并被其包覆。由于这层加固件使液态涂敷料得以稳固，所以液态涂敷料不会滴落并据此在制作中也可保持水平的运行方向。

按照图1，在离开环形间隙RS1的环形出口之后，软的树脂料须被干燥和固化，对被熔化的树脂而言，可通过相应的快速冷却对其进行干燥和固化。而优先使用的是可紫外线固化的树脂，这种树脂须通过一个相应的、相宜地设在形成的护套SH1的周围的紫外线加热装置HE1。在通过固化区之后，护套SH1连同被埋入的加固件TE1至TEm成为一个固态的、管形的、足以自支承的护套SH1。在自环形间隙RS1的出口至完全固化的液态范围内，连续进入的加固件TE1至TEm是支承骨架，其中须指出的是，加固件自左向各受到加工装置中的相应的运输装置，如履带式运输装置RS的牵引并据此使加固件TE1至TEm处于张紧状态并从而有利于形成以护套SH1为表现形式的、固态的、管形的支承结构。

在一个相应的退绕筒子架上同样具有备用筒子VL1至VLn，在这些备用筒子上设有光波导体LW1至LWn。在本实施例中，这些光波导体从备用筒子VL1至VLn上退绕。但也可固定地设置备用筒子并轴向对光波导体LW1至LWn进行退绕。如果光波导体应在具有相应的超长情况下设在待制作的光缆芯线内，则可设一个相应的送进装置，如图中所示的小型覆带送进装置RL。光波导体LW1至LWn被送入一个管形的、向其加入填料FC的填充体FK内。需要这样做的条件在于，待制作的光缆芯线OA的内部应是纵向水密的，即应充填有填料。特别要采用软的、浆膏状的填料，优选的填料含有油、触变剂和增稠助剂并在光缆芯线OA的全部工作温度范围内是足够软的并据此使光波导体LW1至LWn避免承受机械负载。

也能通过其它措施达到纵向密封的目的，措施之一譬如在于，采用遇水时强烈膨胀的材料(SAP-“超吸水性聚合物”)，在光波导体LW1至LWn通过拉挤成形装置PT1之前，把这种材料譬如包埋在芯线包带中或以粉末的形状譬如先敷在光波导体LW1至LWn上。也能譬如让光波导体LW1-LWn连同膨胀的纤维网或类似的物质进入拉挤成形装置PT1，届时，膨胀性纤维网或膨胀性纤维网带有利地围在光波导体周围，即围在或缠在光波导体周围。这样做的优点在于，据此可更好地收拢光波导体并且还以外护套或包套的形式附加地保护光波导体。为了既收拢光波导体又收拢敷有膨胀材料的包带，如膨胀的纤维网，可有利地采用成型袋，即一种漏斗形的袋，该袋譬如设在辊式退绕装置RL或填充室FK之前。

在挤压成形装置之内设有一个较长的导向管FR，该导向管用于对光波导体并在必要时对填充料FC或膨胀材料进行导向。该导向管FR终止于护套SH1在该处已尽可能完全固化的位置。这种设置的优点在于，在相应的压力下被送入的填料FC不会使护套向外扩张。也能让导向管FR本身进行大致为圆形的摇摆运动，以便使光波导体大致螺旋式地进入护套SH1内并据此达到建立光波导体的超长目的。

如图2的前视图所示，用上述具有一个拉挤成形装置的生产线可制作光缆芯线OA。该光缆芯线包括松动地位于内部的光波导体LW1至LWn，根据情况也包括填料FC并且包括护套SH1，在该护套内包埋有加固件TE1至TEm。这些加固件有利地均匀分布外周。加固件应仅以尽可能小的相互间距配置，一个加固件与下一个加固件的间距相宜地选择为小于1毫米，最好是0.5毫米。也能相互贴靠地配置加固件TE1至TEm并根据需要甚至把这些加固件鱼鳞式重叠地包埋在树脂料中。由于树脂很稀薄，所以树脂可毫无问题地穿透加固件TE1至TEm并对其进行浸渍，使这些加固件可内在和可靠地包埋在树脂基质之中。也可用三聚氰胺树脂，可紫外线固化的丙烯酸盐、聚脂树脂、聚酰胺基树脂和类似的树脂替代环氧树脂。如果所用的加固件为玻璃纤维，则其特殊的优点在于，这些加固件还具有支承性能，即不仅可改善护套SH1的抗拉强度，而且还可提高其抗纵向压缩的抗力。

护套SH1的壁厚应相宜地取为0.5至3毫米之间，优选的壁厚范围为1至2毫米。

朝光缆芯线OA的纵轴看，长丝形的加固件径向的相宜厚度为0.5至2毫米，最好为0.5至1毫米。每个加固件TE1至TEm在圆周方向的伸展尺寸可选得更大，其原因譬如在于，如图2所示，选择的是一个扁平的或带状的结构。圆周方向的伸展尺寸譬如应有利地选在0.5至2厘米之间。加固件TE1至FEm的径向伸展尺寸的有利范围为0.1至0.5毫米。

在一般的情况下，可对如此制作光缆芯线OA有利地进行进一步加工，如通过与其它相同或类似结构的芯线绞合成芯线束或通过加外护套(单层或多层外套)制成光缆。

在机械负载特别高的情况下，加第二层护套并且在该第二层护套中也具有加固件是相宜的。在这种情况下，在图1所示的第一段拉挤成形装置之后接有图2所示的第二段拉挤成形装置。光缆芯线OA进入第二段拉挤成形装置，其中，护套SH1通过拉挤成形装置PT2内的一个相应的孔。第二个拉挤成形装置PT2的结构与第一个拉挤成形装置PT1的相同。在第二个拉挤成形装置PT2中设有其上有P个加固件的备用筒子VT21至VT2p。由于在此已存在一护套SH1形式的固态内护层，所以加固件TE21至TE2p的尺寸规格可选得比被输往第一段拉挤成形装置PT1的加固件TE1至TEm的更大。因此，加固件TE21至TE2p沿径向和/或圆周方向具有比加固件TE1至TEm更大的伸展尺寸。在具有其内装可固化树脂的贮罐VB2的第二段拉挤成形装置PT2的出口侧具有一个相应的固化区，如一个紫外线干燥段HE2，据此，最终建立第二个同样由被固化的树脂构成的护套SH2并且如图4所示，该第二个护套SH2与第一个护套SH1紧密贴连。

需要时，为了制作成品光缆OC，如图4所示，可再在护套SH2之外加上一个由热塑性塑料构成的外护套MA。成品光缆OC和整条生产线的其它元件的纵向运输可通过一个运输装置，如一个履带式运输装置RC来完成。然后可把如此获得的光缆绕到滚筒上。

在图5所示的拉挤成形装置PT1的放大图中，为了简化起见，既省略了光波导体，又省略了导向管和填料的填充室FK。示出的只尚有用以制作图1所示的外套SH1的那一部分。拉挤成形装置PT1具有一个箱体PK，该箱体的进口侧开口被一个多孔圆盘LS1所封闭。该多孔圆盘LS1在转90°的情况下也示于图6，在该多孔圆盘上有m个孔B011至B01m。这些孔用于沿圆周均匀分布地送进m个加固件TE1至TEm。据此，加固件TE1于TEm均匀规则地进入涂敷室BK。该涂敷室与只是部分示出的贮罐VB1相连通并据此为制作外护套SH1提供液态树脂。在涂敷室BK内具有一个环形的压紧装置NH，该压紧装置把抗拉件向内压并把其压至与导向管FR的纵轴同心伸展的位置。涂敷室BK的内部终止于导向管FR的外壁，该导向管譬如可与多孔圆盘LS1法兰连接或焊接。为此，图6所示多孔圆盘LS1在其中央有一个可为导向管FR穿过的开口OP1。

在涂敷室BK的出口处具有另一多孔圆盘LS2，在图7中示出了的是该多孔圆盘转90°时的视图。在本实施例中，以各个加固件TE1至TEm为带形结构做出发点，这些带子是相宜地缠在备用筒子上的。因此，多孔圆盘LS1上的入口B011至B01m就可为圆形结构。可是，如果加固带已经作为扁平的加固带的形式存在，则多孔圆盘LS1的入口B011至B01m也为一种纵缝隙结构是相宜的，其中，入口的截面形状大致相当于带状加固件TE1至TEm的截面形状。在本实施例中，假设带形加固件首先在环形压紧装置NH的作用下出现折叠，这就是说，加固件TE1至TEm在经过压紧装置NH之后以伸展开的、带形的结构存在。加固件TE1至TEm也以这种形状通过多孔圆盘LS2上的相应的、分别形成一部分圆弧的纵缝隙B021至B02m(参见图7)。在本实施例中，假设加固件应相互搭叠，因此，各个缝隙形的开口B021至B02m是分别在距成型喷嘴结构的多孔圆盘LS2的中心具有变换的分度圆距离的情况下交替设置的。各缝隙长度的选择准则在于，这些缝隙相互搭叠，据此，在通过拉挤成形形成的护套SH1的范围内也使各个带形的加固件相互搭叠。当然，多孔圆盘LS2的通口的选择准则在于，让尚有足够多的液态涂敷料一起通过，就是说，缝隙形的开口B021至B02m应大于通过的带形加固件TE1至TEm的外形尺寸。

在拉挤成形体PK的伸出部分AS的右出口处有一个孔。导向管RF穿过该孔并在这两者之间留有一个环形间隙，该间隙的直径大致相当于图中以粗线示出的护套SH1的给定壁厚。据此，在该间隙范围内形成封闭的护套SH1，其中，通过一个设在后方的刮环AR对护套的外径进行再校准可能是相宜的。该刮环的内径可选得大于导向管FR的外径并且其位置相应地与导向管FR同心。据此，可让液态的涂敷料特别好地密封和填实护套SH1的整个断面。在拉挤成形体PK的伸出部分AS上有螺纹，密封螺栓DS可拧在其上。该密封螺栓DS上的通孔OP3的相宜选择准则在于，该通孔OP3不与护套SH1的外壁接触。在该通孔范围内，导向管FR为护套SH1形成一个型芯或内校准装置。在离开拉挤成形装置PT1后，在加热装置(如紫外线辐射器)HE1的有利辅助下，对护套SH1的涂敷料进行干燥和固化。可加速干燥的措施在于，譬如溶剂通过加热被蒸发并据此使本来的涂敷料加快固化。在一小段，如1至10厘米长度A之后，导向管FR的外径变小并形成一个尾侧分段FR1。在该尾侧分段范围内，护套SH1的内壁不再与导向管分段FR1接触。而在该尾侧分段范围内仍在继续对护套SH1进行固化。这些结构配置的优点在于，在部分或完全固化的状态下，护套SH1不再在须有很大拉力的情况下在导向管FR1上滑动。而在本实施例中，只有导向管FR的较短的段落，即在多孔圆盘LS2和导向管的其直径较小的段落始端之间的段落与护套SH1的内壁接触并据此要求对护套SH1施加必要的牵引力。

也可在导向管FR与护套SH1的内壁毫不接触的情况下实施对护套的牵引过程。在这种情况下，把其直径有所缩小的、出口侧的导向管分段FR1大致接在多孔圆盘LS2所在位置之后。在这种情况下，护套SH1仅通过多孔圆盘LS2的结构形状和根据情况通过设在其后的刮环AR的作用加以限定。

Claims (15)

1.其内有至少一个松动设置的光波导体(LW1至LWn)并具有至少一个由塑料制作的、其中有纵向伸展的加固件(TE1至TEm)的塑料护套的光缆芯线(OA)，其特征在于，包含加固件(TE1至TEm)的塑料护套作为内护套设在光波导体(LW1至LWn)的周围，并且该塑料护套(SH1)由可固化的树脂构成并连同通过拉挤成形方法加入的加固件有间距地位于光波导体(LW1至LWn)的周围。

2.按照权利要求1所述的光缆芯线，其特征在于，在其外置有至少另一个护套(SH2)。

3.按照权利要求2所述的光缆芯线，其特征在于，另一个护套(SH2)也具有加固件(TE21至TE2p)。

4.按照权利要求3所述的光缆芯线，其特征在于，加固件(TE21至TE2p)也包埋在拉挤成形过程中加入的树脂中。

5.按照以上权利要求之一所述的光缆芯线，其特征在于，为了形成光缆(OC)，一个外护套(MA)置于一条或多条光缆芯线(OA)的外围。

6.按照以上权利要求之一所述的光缆芯线，其特征在于，软的填料(FC)置于护套(SH1)之内。

7.按照权利要求之一所述的光缆芯线，其特征在于，一种遇水膨胀的材料置于护套(SH1)之内。

8.按照以上权利要求之一所述的光缆芯线，其特征在于，光波导体(LW1至LWn)以超长的状态处于护套(SH1)之内。

9.按照以上权利要求之一所述的光缆芯线，其特征在于，加固件(TE1至Tem)为纱线状或带状结构。

10.用于制作具有至少一个松动地设置的光波导体(LW1至LWn)的光缆芯线(OA)的方法，其中，制作的是其内包埋有纵向伸展的加固件(TE1至TEm)的塑料护套(SH1)，其特征在于，光波导体(LW1至LWn)被引入拉挤成形装置(PT1)的一个孔中，可固化的树脂通入拉挤成形装置(PT1)的环形通道中，加固件(TE1至TEm)也被引入上述环形通道中并且据此四周包覆加固件(TE1至TEm)的树脂在离开环形通道后作为护套(SH1)得到固化。

11.按照权利要求10所述的方法，其特征在于，在通过拉挤成形装置(PT1)之后，对可固化的树脂进行固化。

12.按照权利要求11所述的方法，其特征在于，在采用可热固化的，特别是可紫外线固化的树脂的情况下，在离开拉挤成形装置(PT1)之后对其进行热处理。

13.按照以上权利要求之一所述的方法，其特征在于，加固件(TE1至TEm)在具有拉应力的作用下被引入拉挤成形装置。

14.按照权利要求13所述的方法，其特征在于，作用到加固件(TE1至TEm)上的拉应力大小的选择准则在于，在拉挤成形装置(PT1)的出口处，这些加固件通过成型喷口所获得的形状得以保持。

15.按照以上权利要求之一所述的方法，其特征在于，采用由不同的材料，特别由玻璃纱和芳族聚酰胺纱构成的加固件(TE1至TEm)。

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