ES2212738A1 - Un relleno en canal para un cable con blindaje empotrado y cable que contiene dicho relleno. - Google Patents
Un relleno en canal para un cable con blindaje empotrado y cable que contiene dicho relleno.Info
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Abstract
Un relleno en canal para un cable con blindaje empotrado y cable que contiene dicho relleno, en canal o estría en su núcleo. El relleno en canal se extiende longitudinalmente y tiene una pluralidad de cavidades abiertas separadas que se extienden longitudinalmente (128, 130, 132, 134) en las cuales se colocan, formando parte del núcleo, conductores (42) o cables, tales como cables de pares trenzados sin blindar. El núcleo que contiene los cables de pares trenzados en las cavidades está encamisado. El relleno en canal tiene un blindaje empotrado (136) que se extiende al interior de cada una de las patillas de las cavidades del relleno en canal y está constituido preferentemente por una sola cinta. Alternativamente, cuando se emplean dos cintas para el blindaje, la primera cinta tiene tres patillas de blindaje siendo una de ellas una patilla plegada y la segunda cinta constituye la cuarta patilla y tiene un 20-50%, o al menos 1,58 mm de uno de sus lados, recubierto por la patilla plegada de la primera cinta.
Description
Un relleno en canal para un cable con blindaje
empotrado y cable que contiene dicho relleno.
La presente invención se relaciona con un relleno
en canal o estría para un cable y con el cable que contiene el
relleno en canal o estría. Más particularmente, la presente
invención se relaciona con un relleno en canal para un cable que
tiene un blindaje, formado a partir de una cinta metalizada,
empotrado en el mismo y que presenta una pluralidad de patillas de
blindaje que forman una pluralidad de cavidades destinadas al
relleno en canal/cable.
Los cables electrónicos proporcionan una
autopista a través de la cual viaja gran parte de la información
digital de hoy día. Muchos de los cables que transmiten información
digital utilizan una pluralidad de cables de pares trenzados. Estos
cables de pares trenzados, para satisfacer los requisitos digitales
de alta velocidad, necesitan transmitir información a altas
frecuencias. Desafortunadamente, las altas frecuencias, transmitidas
en general a voltajes extremadamente bajos, son susceptibles a
interferencia electrónica. Por ejemplo, la paradiafonía entre pares
trenzados dentro del mismo cable, conocida en la industria como
NEXT, puede interferir con la transmisión de señales a alta
frecuencia.
Para controlar la NEXT en cables de pares
trenzados sin blindar (UTP), la industria recurre habitualmente a
longitudes de cableado extremadamente cortas y/o a un elemento de
relleno en canal central que actúa para separar físicamente los
pares trenzados con el fin de mejorar el comportamiento de diafonía.
El control final de la diafonía consiste en blindar individualmente
los pares trenzados (ISTP) y aislarlos eléctricamente unos de otros
mediante la conexión a tierra del plano de blindaje común. Aunque
resultan eficaces, estos cables son habitualmente muy costosos de
adquirir e instalar.
Las Patentes US 5.789.711, 5.969.295 y 5.519.173
describen cada una de ellas métodos usados para separar físicamente
pares trenzados con un relleno central conformado en cables UTP o
cables de pares trenzados blindados. Estas configuraciones
proporcionan cierto aislamiento debido a la separación física de
los UTP's, pero no proporcionan la ventaja de un elemento aislante
conductor entre los pares.
La Patente US 5.952.615 describe la modalidad de
un cable ISTP que utiliza un relleno de varilla central rodeado por
un blindaje, y un blindaje general para aislar totalmente cada uno
de los pares trenzados. Esta configuración requiere habitualmente
que los elementos de blindaje se conecten a tierra lo cual entra en
claro contraste con la invención sobre UTP de esta entidad
solicitante. Además, una de las modalidades propone el uso de dos
cintas metálicas dentro de las aletas del relleno de varilla
central para configurar una forma cruciforme. Esta configuración de
las dos cintas metálicas no es conveniente ya que permite la
posibilidad de fugas electromagnéticas en el punto de unión de las
dos cintas. Además, la estrecha proximidad del blindaje que rodea a
toda la circunferencia de los pares trenzados afecta de manera
adversa a la impedancia y atenuación de los pares trenzados del
cable. Para mantener los valores requeridos de impedancia y
atenuación, el diseño ISTP requiere la incorporación, en los pares
trenzados, de material aislante y volumen de cobre adicionales,
aumentando ello tanto el tamaño como el coste del cable, factores
ambos indeseables. Igualmente, la proximidad del blindaje afecta de
manera adversa a la estabilidad de parámetros eléctricos tales como
impedancia, atenuación y pérdida por reflexión.
La Patente US 3.819.443 describe un elemento de
blindaje constituido por tiras laminadas de materiales metálicos y
plásticos que son cortadas, curvadas y ensambladas para definir las
ramificaciones radiales de un elemento de blindaje. Esta
configuración presenta también muchos de los mismos problemas
anteriormente descritos. El conjunto de las cintas permite un canal
para que la fuga electromagnética sea transmitida desde pares
opuestos.
El cable de la presente invención mejora el
aislamiento entre sí de una pluralidad de pares trenzados al
disponer de un relleno en canal con una pluralidad de cavidades
tubulares que se extienden longitudinalmente y con un blindaje
metálico interno. En ciertos casos, es preferible que las cavidades
del relleno en canal/cable tengan un área en sección transversal
igual o mayor que el diámetro del área de envoltura del
hilo(s) o cable(s) que han de situarse en cada una de
las cavidades. El blindaje metálico queda empotrado en el relleno en
canal para aislar cada una de las cavidades del relleno en canal.
El relleno en canal usado como blindaje consiste preferentemente en
una sola cinta que es plegada para adaptarse a la forma del relleno
en canal y se extiende hacia cada una de las patillas de las
cavidades quedando empotrada por cada una de estas últimas. La
única cinta de blindaje es plegada para proporcionar una pluralidad
de aletas o patillas, de manera que existe una patilla de blindaje
por cada una de las patillas de las cavidades del relleno en canal.
La invención proporciona también un blindaje mejorado consistente
en dos cintas. En el blindaje de dos cintas, una primera cinta de
blindaje está plegada para proporcionar la pluralidad de patillas
de blindaje y la segunda cinta de blindaje proporciona una de las
patillas de blindaje. La segunda patilla de blindaje tiene un
20-50%, o al menos 1,58 mm de uno de sus lados,
recubierto por una porción plegada de una de las patillas de la
primera cinta de blindaje.
Un cable de comunicaciones fabricado utilizando
el relleno en canal de la presente invención tiene en general un
cable de pares trenzados sin blindar en cada una de las cavidades.
Se encamisa entonces el par trenzado que contiene el relleno en
canal.
La presente invención y sus ventajas llegarán a
ser más evidentes tras la consideración de la siguiente descripción
detallada tomada en combinación con los dibujos adjuntos.
Las Figuras 1-3 son vistas
aumentadas en sección transversal dedos blindajes de una sola cinta
cada uno de los cuales presenta cuatro patillas de blindaje.
La Figura 4 es una vista aumentada en sección
transversal de un blindaje de dos cintas construido según la
presente invención.
Las Figuras 5-8 son vistas en
planta y en sección transversal parcial, aumentadas, de varios
rellenos en canal con el blindaje de la invención empotrado.
La Figura 9 es una vista aumentada en sección
transversal de un cable que tiene el relleno en canal de la Figura
6.
Las Figuras 10 y 11 son vistas en sección
transversal del relleno en canal alargado de la invención que tiene
un hilo de drenaje o elemento de refuerzo.
La siguiente descripción tomada en combinación
con los dibujos servirá para explicar adicionalmente las
características inventivas del relleno en canal alargado de la
invención y de los cables que utilizan dicho relleno en canal
alargado.
Con referencia a la Figura 1, el blindaje de
relleno en canal alargado 20 de la invención presenta, a lo largo
de su plano en sección transversal, una primera patilla 21, una
segunda patilla 22, una tercera patilla 23 y una cuarta patilla 24.
El blindaje está constituido por una sola cinta que tiene un ancho
igual a 6 veces aproximadamente el ancho de cada patilla cuando
todas las patillas 21-24 presentan anchos iguales.
Las patillas de blindaje 22 y 24 son patillas plegadas que
proporcionan un espesor doble del espesor de las patillas de
blindaje 21 y 23. El blindaje de la Figura 1 se forma plegando la
cinta en 90 grados en un primer punto 50 para formar un primer
segmento 52, el cual constituye la primera patilla 23 del blindaje.
El primer segmento 52 constituye aproximadamente 1/6 del ancho
total de la cinta. La cinta es plegada entonces en 180 grados en un
segundo punto 54 para formar un segundo segmento 56 y un tercer
segmento 58, el cual forma la segunda patilla 24 del blindaje. El
segundo segmento constituye aproximadamente 1/6 y el tercer
segmento constituye aproximadamente 2/6 del ancho total de la
cinta. La cinta es plegada entonces en 180 grados en un tercer
punto 60 para crear un cuarto segmento 62 que constituye la tercera
patilla 22 del blindaje. Por último, la cinta es plegada en 90
grados en un cuarto punto 64, para crear la cuarta patilla 21 del
blindaje. Los segmentos segundo, tercero y cuarto 56, 58 y 62 son
comprimidos, eliminando así espacios libres entre los mismos. El
espacio entre cada patilla crea cavidades 66 adaptadas para poder
colocar los cables de pares trenzados 42, como se muestra en la
Figura 9. Cada cavidad 66 tiene un borde interior de 90 grados y
están definidas por dos patillas del blindaje y por una camisa 43
del cable. Puesto que no existen interrupciones en el blindaje de
una sola pieza, la interferencia de la frecuencia procedente de
cada cavidad se reduce de manera importante con respecto a los
diseños de blindajes del estado de la técnica.
Con referencia a la Figura 2, en donde se aprecia
el blindaje 25 de la invención, las cuatro patillas 26, 27, 28 y 29
tienen una capa doble de cinta de blindaje. Las capas dobles se
acoplan entre sí cuando la cinta de blindaje es empotrada en un
relleno en canal. Mediante el plegado de una sola pieza de cinta de
blindaje para conseguir esta configuración, es posible situar un
hilo de drenaje o elemento de refuerzo 45 en el punto de
convergencia 68 de las cuatro patillas 26, 27, 28 y 29, como se
muestra en la Figura 10. Con esta configuración, cada patilla 26,
27, 28 y 29 tiene una longitud de aproximadamente 1/8 del ancho
total de la cinta. La ventaja derivada del blindaje 25 es que cada
patilla 26, 27, 28 y 29 está constituida por dos segmentos de
cinta, permitiendo ello el uso de cinta más fina.
La Figura 3 muestra otro blindaje 30 según la
invención producido a partir de una sola cinta plegada para
proporcionar las patillas de blindaje de doble capa en "T" 31,
32, 33 y 34. Las patillas 31, 32, 33 y 34 y la parte superior 70 de
la "T" presentan capas dobles y están configuradas para
coincidir con la forma de los extremos laterales de las patillas
del relleno en canal, como se muestra en la Figura 11. Este diseño
reduce aún más la interferencia por el cierre parcial de las
cavidades 72 que contienen los cables de pares trenzados. Mediante
el plegado de una sola pieza de cinta de blindaje para lograr esta
configuración, es posible situar un hilo de drenaje o elemento de
refuerzo 45 en el punto de convergencia 74 de las cuatro patillas
31, 32, 33 y 34.
Con referencia a la Figura 4, en la misma se
muestra otro blindaje de relleno en canal 35 según la invención
constituido por dos cintas de blindaje y que presenta patillas de
blindaje 36, 37, 38 y 39. Las patillas 36, 37 y 38 están
constituidas por una sola cinta de blindaje, estando plegada la
patilla 37 para proporcionar una patilla de doble capa. La patilla
39 está constituida por la segunda cinta y presenta un
20-50%, o al menos 1,58 mm de uno de los lados,
recubierto entre las porciones plegadas de la patilla de blindaje
37. La porción recubierta en al menos 1,58 mm es necesaria para
impedir que la patilla 39 se desacople de la posición entre las
porciones plegadas de la patilla 37. Cuando se realiza el montaje,
la patilla 39 queda situada entre los segmentos de la patilla 37.
Mediante el uso de un blindaje de dos cintas según este diseño, se
elimina la fuga electromagnética en el punto de unión de las dos
cintas debido al solapamiento existente entre las cintas.
Con referencia a las Figuras 5 a 8, en las mismas
se muestran diferentes formas de rellenos en canal en donde están
empotrados cualquiera de los blindajes de las Figuras 1, 2 y 4.
Dado que la cinta metalizada es flexible, es posible curvar las
patillas a una posición que se adapte a la forma de los rellenos en
canal. Mediante el uso de los blindajes de las Figuras 1, 2 y 4 es
posible formar el blindaje a partir de la cinta y aplicar el relleno
según una operación continua, eliminando así las etapas que son
necesarias en el caso de los diseños de otros cables.
El material preferido para el relleno en canal
alargado es cualquier polímero o copolímero adecuado dependiendo de
las necesidades del usuario respecto a resistencia al
aplastamiento, resistencia a la rotura por tracción, rellenos
gelificados, seguridad y necesidad de disponer de resistencia al
fuego y al humo. En muchas aplicaciones, el material será un
polietileno o cloruro de polivinilo ignífugo. Dado que el relleno
es un material polimérico, es posible aplicarlo en varias formas
para adaptarse a los requisitos de diseño de los cables. El relleno
está diseñado para seguir el contorno del blindaje y para aislar
adicionalmente las cavidades y aportar una resistencia general al
cable acabado. La sección transversal del relleno 86 con el
blindaje empotrado 88, como se muestra en la Figura 5, ilustra un
relleno en forma del símbolo + que tiene cuatro patillas 76, 78, 80
y 82 que definen las cavidades 84. La sección transversal del
relleno 90 con el blindaje empotrado 92 según la Figura 6, ilustra
el blindaje 92 con las patillas 94, 96, 98 y 100 en una orientación
perpendicular. El relleno 90 rodea al blindaje 92. Las puntas de las
patillas 94, 96, 98 y 100 están redondeadas, para adaptarse así a
la forma del cable. Los bordes interiores 102 están también
redondeados para crear una cavidad curvada 104. La Figura 7 ilustra
un blindaje 106 y un relleno 108 con puntas curvadas 110 que se
adaptan a los requisitos de ciertos diseños de cables. Puesto que
el blindaje 106 es flexible, es posible conformarlo a la forma
deseada. La Figura 8 ilustra un blindaje 112 y un relleno 114 que
está conformado de manera que las cavidades 116 y 118 tienen un
ángulo interior 120 más pequeño que las cavidades 122 y 124. Este
diseño de relleno se utiliza en cables que tienen una sección
transversal ovalada o rectangular.
Con referencia a la Figura 9, en la misma se
muestra un cable 40 que contiene, como núcleo del mismo, el relleno
en canal alargado 126 según la invención con un primer par de
cavidades diametralmente opuestas 128 y 130 conteniendo cada una de
ellas un cable de pares trenzados sin blindar 42, y un segundo par
de cavidades 132 y 134 conteniendo cada una de ellas un cable de
pares trenzados sin blindar 42. El núcleo 136 que contiene el
relleno en canal alargado 126 de la invención presenta un blindaje
empotrado 138, y los cables 142, en sus cavidades. El núcleo está
rodeado por una camisa 43 que ha sido extruída sobre el mismo. La
camisa 43 puede ser de cualquier material espumado o no espumado
adecuado normalmente usado para camisas, tal como cloruro de
polivinilo espumado o no espumado, polímeros fluorados, polietileno,
composiciones ignífugas, etc.
Cada cable de pares trenzados sin blindar 42
tiene un par de conductores con el aislante adecuado 140. Los
conductores son generalmente de cobre, cobre estañado o cualquier
otro conductor adecuado. El aislante 140 de los conductores es un
aislante espumado o no espumado de polietileno, polipropileno,
etileno-propileno fluorado, tetrafluoretileno,
cloruro de polivinilo, etc.
Con referencia a la Figura 10, en la misma se
muestra un relleno en canal 150 que tiene un blindaje empotrado 152
y un hilo de drenaje 45 situado en la abertura 68. El relleno en
canal tiene la misma construcción de blindaje que el blindaje de la
Figura 2. En esta modalidad, el hilo de drenaje 45 se encuentra
entre capas dobles del blindaje de relleno en canal 152.
En general, para un cable de comunicaciones que
tiene 4 cables de pares trenzados, todos ellos del mismo tamaño con
o diferentes cableados, se utiliza el relleno en canal de blindajes
según la invención. El relleno en canal tiene un diámetro de
alrededor de 3,81 a 8,89 mm. El tamaño de los cables de pares
trenzados 42 es en general de alrededor de 24 a 22 AWG. Para otras
aplicaciones, el relleno en canal tendrá tantas cavidades o
patillas de cavidades como resulte necesario. Por ejemplo, en un
cable de 4 pares, el relleno en canal tendrá cuatro patillas de
cavidades; y en un cable de 10 pares, el relleno en canal tendrá 10
patillas de cavidades. Similarmente, el blindaje empotrado tendrá 4
y 10 patillas de blindaje, respectivamente.
Los blindajes pueden consistir en cualquier
blindaje adecuado tal como una cinta de aluminio o cobre, BELDFOIL,
DUOFOIL o cualquier cinta metálica adecuada. El blindaje que
utiliza una base polimérica puede tener aluminio o cobre en uno de
ambos lados de la base polimérica. El espesor del metal en el
blindaje es de alrededor de 0,0076 a 0,0254 mm.
Con referencia a la Figura 11, en la misma se
muestra un relleno en canal 142 que tiene un blindaje empotrado 144
y un hilo de drenaje o elemento de refuerzo 45. El filtro en canal
tiene la misma construcción que el blindaje de la Figura 3. En esta
modalidad, el hilo de drenaje se encuentra entre las capas dobles
del blindaje de relleno en canal.
El hilo de drenaje es generalmente de cobre
estañado, aluminio estañado, etc.; el elemento de refuerzo es
generalmente de polietileno.
Como es lógico, podrá apreciarse que las
modalidades que se acaban de describir solo han sido ofrecidas a
título ilustrativo y que la invención no queda limitada a las
modalidades concretas aquí ofrecidas. Para los expertos en la
materia será evidente que pueden efectuarse varios cambios y
modificaciones sin desviarse por ello del alcance o espíritu de la
invención tal como queda definida en las reivindicaciones
adjuntas.
Claims (17)
1. Un relleno en canal para un cable,
caracterizado porque comprende un cuerpo de relleno en canal
que se extiende longitudinalmente y que tiene una pluralidad de
cavidades abiertas separadas y que se extienden longitudinalmente
constituidas por una pluralidad de patillas del relleno que se
extienden longitudinalmente; estando adaptadas dichas cavidades
para recibir un cable en las mismas; una cinta de blindaje metálica
empotrada en dicho cuerpo de relleno en canal, formada a partir de
una sola cinta de blindaje plegada, y teniendo dicho blindaje una
pluralidad de patillas de blindaje; y extendiéndose una de dichas
patillas del blindaje al interior de cada una de dichas patillas del
relleno en canal.
2. Un relleno en canal para un cable según la
reivindicación 1, caracterizado porque tiene un diámetro de
3,81 a 8,89 mm aproximadamente.
3. Un relleno en canal para un cable según la
reivindicación 1, caracterizado porque dicha cinta de
blindaje tiene un espesor de 0,0076 a 0,0254 mm
aproximadamente.
4. Un relleno en canal para un cable según la
reivindicación 1, caracterizado porque dicha cinta de
blindaje tiene un ancho igual a 6 veces aproximadamente el ancho de
cada una de dichas patillas del blindaje, cuando todas dichas
patillas del blindaje presentan longitudes iguales.
5. Un relleno en canal para un cable según la
reivindicación 1, caracterizado porque dicha cinta de
blindaje metálica se elige entre aluminio, cobre y una base
polimérica que tiene aluminio o cobre sobre uno o ambos lados de la
base polimérica.
6. Un relleno en canal para un cable según la
reivindicación 1, caracterizado porque está constituido por
material polimérico o copolimérico.
7. Un blindaje para cables de transmisión de
datos, caracterizado porque comprende una sola cinta de
blindaje metálica plegada la cual ha sido plegada para proporcionar
una pluralidad de patillas de blindaje que se extienden
longitudinalmente.
8. Un blindaje según la reivindicación 7,
caracterizado porque dicha cinta de blindaje tiene un
espesor de 0,0076 a 0,0254 mm aproximadamente.
9. Un blindaje según la reivindicación 7,
caracterizado porque dicha cinta de blindaje está plegada
para proporcionar 4 patillas de blindaje y porque dicha cinta de
blindaje tiene un ancho igual a 6 veces aproximadamente el ancho de
cada una de dichas patillas de blindaje, cuando la totalidad de
dichas patillas de blindaje presentan longitudes iguales.
10. Un blindaje según la reivindicación 7,
caracterizado porque dicha cinta de blindaje metálica se
elige entre aluminio, cobre y una base polimérica que tiene
aluminio o cobre sobre uno o ambos lados de la base polimérica.
11. Un blindaje para cables de transmisión de
datos, caracterizado porque comprende una pluralidad de
patillas de blindaje separadas y que se extienden
longitudinalmente, formadas a partir de una primera y una segunda
cinta de blindaje metálica, formando dicha primera cinta de
blindaje una pluralidad de dichas patillas de blindaje y formando
dicha segunda cinta de blindaje al menos una de dichas patillas de
blindaje, en donde la segunda cinta tiene un 20-50%
aproximadamente, o al menos 1,58 mm de uno de los lados de la misma,
recubierto por una porción plegada de una de dichas patillas de la
primera cinta de blindaje.
12. Un blindaje según la reivindicación 11,
caracterizado porque dichas cintas de blindaje tienen un
espesor de 0,0076 a 0,0254 mm aproximadamente y porque dichas
cintas de blindaje metálicas se eligen entre aluminio, cobre y una
base polimérica que tiene aluminio o cobre sobre uno o ambos lados
de la base polimérica.
13. Un cable para la transmisión de señales,
caracterizado porque comprende un cuerpo de relleno en canal
interior que se extiende a lo largo de una longitud longitudinal de
dicho cable y que tiene una pluralidad de cavidades abiertas
separadas y que se extienden longitudinalmente formadas por una
pluralidad de patillas de relleno que se extienden
longitudinalmente, estando adaptadas dichas cavidades para recibir
uno o más conductores aislados en las mismas; una cinta de blindaje
metálica formada a partir de una sola cinta de blindaje plegada,
teniendo dicho blindaje una pluralidad de patillas de blindaje; y
extendiéndose una de dichas patillas del blindaje al interior de
cada una de dichas patillas del relleno en canal.
14. Un cable para la transmisión de señales según
la reivindicación 13, caracterizado porque dicho relleno en
canal tiene un diámetro de 3,81 a 8,89 mm aproximadamente y porque
dicha cinta de blindaje tiene un espesor de 0,0076 a 0,0254 mm
aproximadamente.
15. Un cable para la transmisión de señales según
la reivindicación 13, caracterizado porque dicho blindaje
consiste en una sola cinta que tiene un ancho igual a 6 veces
aproximadamente el ancho de cada una de dichas patillas del
blindaje, cuando la totalidad de dichas patillas del blindaje
presentan longitudes iguales.
16. Un cable para la transmisión de señales según
la reivindicación 13, caracterizado porque dicho blindaje
está constituido por una primera y una segunda cinta de blindaje
metálica, formando dicha primera cinta de blindaje una pluralidad
de dichas patillas de blindaje; y formando dicha segunda cinta de
blindaje al menos una de dichas patillas del blindaje, en donde
dicha segunda cinta tiene un 20-50%
aproximadamente, o al menos 1,58 mm de uno de sus lados, recubierto
por una porción plegada de una de dichas patillas de la primera
cinta de blindaje.
17. Un cable para la transmisión de señales según
la reivindicación 13, caracterizado porque dichas cavidades
están adaptadas para recibir cables de pares trenzados sin
blindar.
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