MXPA01001364A - Cable con rellenador de torsion. - Google Patents

Abstract

Se describe un cable que incluye un numero par de parejas apareadas de conductores, uniformemente divididos en grupos, y una pareja adicional de conductores, acoplada con y rodeada circularmente alrededor de una longitud de un material rellenador, extendida en paralelo, de modo que los grupos de pares conductores rodean el par adicional de conductores y el material rellenador, y rodeado por un material de forro, y un metodo para la formacion del cable.

Description

CABLE CON RELLENADOR DE TORSIÓN Campo Técnico de la Invención La presente invención se refiere a los cables, más particularmente a los cables que comprenden un número impar de pares conductores.

Antecedentes de la Invención Diversos sistemas de telecomunicación requieren que los cables de comunicación comprendan un número impar de pares conductores . Un cable comúnmente utilizado para tales propósitos es el cable de la categoría cinco, de veinticinco pares. Este cable, como otros cables, debe cumplir con los requerimientos de la TIA/EIA asociados. Han sido intentadas diversas técnicas de construcción de cables por los fabricantes de cables, en un intento para sobrepasar la especificación de diafonía vecina de suma de potencia (NEXT) para los cables de la categoría cinco, de veinticinco pares TIA/EIA. Para un producto pleno, el uso de un rellenador que tiene una configuración en estrella pudiera no permitir que el producto pase la prueba de quemadura UL 910. Esto es debido a que el rellenador en estrella incrementa en gran medida el porcentaje de plásticos combustibles cuando se compara a un disipador térmico de cobre basado en el estado actualmente conocido de los materiales de la técnica . La disposición de los pares de conductores que comprenden un cable es crítica en el cable que pasa la especificación eléctrica NEXT de suma de potencia TIA/EIA. Uno de los intentos más exitosos utilizó una construcción de cable que tenía el vigésimo quinto par forrado y utilizado como un rellenador central con seis cuadretes utilizando dos o más esquemas de disposición de diferentes pares y una o más diferentes longitudes de disposición de cuádrete (L) rodeando el rellenador. No obstante, la localización del vigésimo quinto par dentro del rellenador provoca tiempos de instalación incrementados y un potencial para daño. Por ejemplo, en los cables que utilizan tal disposición de cables, el vigésimo quinto par es propenso al daño . cuando se desforra el extremo del forro rellenador más bien grueso durante la instalación. Han sido intentadas varias construcciones diferentes de cables en el pasado, incluyendo las que tienen el vigé_simo quinto par enderezado entre dos de los cuadretes, que tiene el vigésimo quinto par colocado por el centro junto con el rellenador tubular, y colocando el vigésimo quinto par sobre la parte exterior del núcleo del cable. No obstante, los cables fallan en cumplir los requerimientos NEXT de suma de potencia TIA/EIA para el vigésimo quinto par. Además, los cables también fallaron en la pérdida de reflexión de señal (SRL), la impedancia, y los requerimientos de atenuación debido a la inestabilidad en el vigésimo quinto par. Se encontró también que el vigésimo quinto par interfería con los pares en los cuadretes más cercanos a éste. El daño al aislamiento del vigésimo quinto par fue provocado por el vigésimo quinto par que es pellizcado entre los cuadretes, o que es pellizcado entre los cuadretes y el rellenador, o que es pellizcado entre el núcleo y el forro . Una construcción de cable involucra el forrar los pares doce y trece de los conductores conjuntamente para producir un cable de veinticinco pares ha sido también intentada con éxito limitado. Por ejemplo, la forma resultante del cable no es redonda, haciéndolo de este modo más difícil de instalar, específicamente con respecto al relleno del conducto.

Breve Descripción de la Invención La presente invención está dirigida a un cable, el cual incluye un número par de conductores apareados, junto con una pareja adicional de conductores. De este modo, el número total de conductores apareados es un número impar. El número par de conductores apareados está uniformemente dividido en grupos de al menos dos pares conductores. El par adicional de conductores está apareado con, y rodea circularmente un material rellenador a lo largo de su longitud. Los grupos de pares conductores y el par adicional que está acoplado con el material rellenador se extienden en paralelo para formar el cable, de modo que los grupos de pares conductores rodean el par adicional y el material rellenador. Un material de forro rodea los pares conductores y el material rellenador . En una modalidad de la invención, el material rellenador tiene un diámetro mayor que el par adicional de conductores, y el material rellenador es retorcido con el par adicional conductores, de modo que el material rellenador provoca que un espacio de aire rodee cualquier porción del par adicional de conductores que no está en contacto con el material rellenador. En otra modalidad de la invención, el material rellenador asegura al par adicional de conductores dentro de una muesca longitudinal formada en el material rellenador . En una modalidad preferida de la invención, el material rellenador tiene una constante dieléctrica mayor que una constante dieléctrica del aire. Más particularmente, el material rellenador se selecciona de al menos uno de los siguientes: polifluoroalcoxi, TFE/perfluorometilviniléter, etilen-clorotrifluoroetileno, cloruro de polivinilo, perfluoroetilen-polipropileno fluorado y polipropileno retardador del fuego. También, en una modalidad preferida de la invención, el material de forro incluye una capa dieléctrica. La capa dieléctrica puede ser una capa simple o una capa dieléctrica múltiple, con cada capa que comprende al menos uno de los siguientes: halógeno cero de bajo humo, cloruro de polivinilo, polietileno retardador del fuego, polietileno lineal de baja densidad, fluoruro de polivinilideno, etilen-clorotrifluoroetileno, etilenpropileno fluorado, elastómero termoplástico, y poliuretano. Cada conductor puede ser un alambre de cobre desnudo, y cada uno debe ser aislado con un material aislante que tenga una constante dieléctrica no mayor de aproximadamente 2.5. Normalmente, cada alambre de cobre desnudo es entre 22 AWG y 24 A G . El material aislante incluye preferentemente al menos uno de los siguientes: polietileno retardador del fuego, polipropileno retardador del fuego, polietileno de alta densidad, polipropileno, polifluoroalcoxi, TFE/perfluorometilviniléter sólido o en espuma, etilen-propileno fluorado, sólido o en espuma, y etilen-clorotrifluoroetileno en espuma. La presente invención está también dirigida a un método para fabricar el cable anteriormente descrito. Primeramente, los pares de conductores son apareados uno con el otro para elaborar un número par de pares. Luego, la pareja adicional de conductores se aparean, haciendo el número total de conductores apareados un número impar. El número par de conductores apareados son luego uniformemente divididos en grupos de al menos dos pares conductores. El par adicional de conductores son apareados con, y rodeados circularmente alrededor del material rellenador a lo largo de su longitud, y los grupos de pares conductores, y el par adicional acoplado con el material rellenador se extienden en paralelo para formar un cable de modo que los grupos de pares conductores rodean el par adicional de conductores y el material rellenador. Finalmente, el cable es rodeado por un material de forro.

Breve Descripción de los Dibujos La figura 1 muestra una vista en perspectiva de un cable de acuerdo a una primera modalidad de la invención, donde el par impar de conductores está envuelto alrededor de un material rellenador de baja flexibilidad. La figura 2 muestra una vista en corte longitudinal de un cable de acuerdo a una segunda modalidad de la invención, donde el par impar de conductores está retorcido con un material rellenador flexible. La figura 3 muestra una vista seccional transversal de un cable de acuerdo a la primera y segunda modalidades de la invención.

La figura 4 muestra una vista seccional transversal de un cable de acuerdo a una tercera modalidad de la invención, donde el material rellenador incluye una muesca longitudinal.

Descripción Detallada de la Modalidad Preferida En una primera modalidad de la invención, un cable 100 en la figura 1 tiene veinticinco pares de alambres. Primeramente, seis cuadretes 140 de cuatro alambres cada uno son formados separadamente. Luego el vigésimo quinto par del alambre 120 es envuelto alrededor de un rellenador 110 en un paso de fabricación mientras, o antes de cablear el rellenador 110 y el vigésimo quinto par 120 con los otros seis cuadretes 140. El rellenador 110 es elaborado de un material altamente retardador de la flama, con una constante dieléctrica menor de 3.2 para evitar fallas de SRL debido a las reflexiones de las señales entre las capas de constantes dieléctricas no similares. Se debe tener cuidado en elegir el material del rellenador 110 tal que los campos electromagnéticos que se propagan hacia abajo del alambre son atenuados al menor grado posible, y al mismo tiempo los campos de acoplamiento par a par son atenuados al más alto grado posible. Los materiales aceptables incluyen, por ejemplo, polifluoroalcoxi (PFA) , TFE/perfluorometilviniléter (MFA) , etilen-clorotrifluoroetileno (ECTFE) , cloruro de polivinilo (PVC) , perfluoroetilen-polipropileno fluorado (FEP) , y polipropileno retardador del fuego (FRPP) . De acuerdo a la primera modalidad, el cable 100 de la invención comprende conductores de cobre desnudo 50 entre 22 AWG y 24 AWG. Cada conductor 50 es aislado con un material 60 que tiene una constante " dieléctrica de aproximadamente 2.5 o menor, incluyendo el polietileno retardador de la flama (FRPE) , el polipropileno retardador de la flama (FRPP), polietileno de alta densidad (HDPE), polipropileno (PP), MFA, PFA, o FEP en forma sólida o de espuma y ECTFE en espuma. Los conductores 50 son retorcidos para formar pares 10 como se muestra en la Figura 5, y luego ensamblados como se muestra en la Figura 3. Las líneas discontinuas en la Figura 3 son utilizadas para mostrar los agrupamientos de los pares conductores 10, y los cuadretes 140 que consisten de pares conductores trenzados pero no designan un material.

Al mismo tiempo, cada uno de los grupos de al menos dos pares conductores puede estar rodeado por un material. Como un ejemplo, cada grupo 140 puede estar rodeado por un blindaje grupal que es fabricado para incluir un material de aluminio/poliéster, un material de aluminio/polipropileno, y/o una trenza estañada o de aluminio . De acuerdo a los principios de la invención, cada uno los grupos 140 demuestra una peor diafonía vecina del par dentro del grupo de 35 db a 100 mHz para la transmisión de datos, de acuerdo con los requerimientos mínimos TIA/EIA. Además, un aislamiento de diafonía vecina entre los grupos 140 demuestra un caso de peor funcionamiento de suma de energia o potencia de 38 db a 100 mHz de acuerdo con los requerimientos mínimos de TIA/EIA. Un forro completo 250 comprende una capa dieléctrica simple o capa dieléctrica múltiple, incluyendo capas que comprenden cualquiera de los siguientes materiales: halógeno cero de bajo humo (LSOH), cloruro de polivinilo (PVC) , polietileno retardador de la flama (FRPE), polietileno lineal de baja densidad (LLDPE), fluoruro de polivinilideno (PVDF), etilen-clorotrifluoroetileno (ECTFE) , etilen-propileno fluorado (FEP), elastómero termoplástico (TPE) o poliuretano. Puede existir también un blindaje exterior colocado alrededor de todos los conductores apareados que puede incluir, solo o en combinación con otros materiales, un material de aluminio/poliéster, un material de aluminio/polipropileno, y/o una trenza estañada o trenza alumínica. Las combinaciones exactas de materiales se seleccionan con base en las características ambientales (en interiores, en exteriores, en planta química, de alta humedad, temperaturas extremas, etc.) y las características totales del retardador de la flama (cableado horizontal general no pleno, conductor vertical, pleno, ninguno, etc.) que requiere un cable dado para cumplir una instalación dada . En una segunda modalidad de la invención, el rellenador 110 es también suficientemente flexible para retorcerse con el vigésimo quinto par 120 como se muestra en la Figura 2, en vez de tener el vigésimo quinto par 120 envuelto alrededor del rellenador 110 como se muestra en la primera modalidad de la Figura 1. Cuando el vigésimo quinto par 120 es torcido con el rellenador 110, el rellenador muestra un eje central variante dando como resultado una forma ondulada. La forma ondulada protege el vigésimo quinto par 120 de ser pellizcado entre los cuadretes circunvecinos 140 y el rellenador 110 como se muestra en las Figuras 2 y 3. Esto es especialmente cierto cuando el material rellenador 110 tiene un diámetro mayor que la anchura del par de conductores 120. Además, como se muestra en la Figura 2, el eje central variante proporciona una bolsa de aire 230 a lo largo del centro del núcleo del cable. La bolsa de aire 230 mejora la constante dieléctrica que rodea el vigésimo quinto par 120, y maximiza la separación y proporciona un limite dieléctricamente mejorado a los otros seis cuadretes 140 en la construcción. uno de los efectos importantes de retorcer el vigésimo quinto par 120 con el rellenador 110 antes de o mientras se cablea éste con los otros seis cuadretes 140, es que la posición del vigésimo quinto par 120 es alterada en comparación a los otros seis cuadretes 140, tal que el vigésimo quinto par 120 únicamente estará cercano a un cuádrete 140 una vez cada repetición de la longitud de la disposición (L) del vigésimo quinto par 120 retorcido con el rellenador 110. El acoplamiento electromagnético entre los pares 10 está uniformemente distribuido con referencia al vigésimo quinto par 120 en la construcción anteriormente descrita. Como resultado, la diafonia es minimizada en el cable resultante. Además, el retorcimiento del vigésimo quinto par 120 con el rellenador 110 centralmente colocado, con los pares conductores 140 uniformemente divididos que rodean al rellenador y el vigésimo quinto par 120, asegura que la construcción del cable permanezca igual durante la instalación, dando como resultado un cable redondo. Esto es especialmente importante durante la instalación del cable. Cuando se instala el cable en conductos, charolas de cables y sobre ganchos en forma de J, por ejemplo, el cable es forzado alrededor de las esquinas y es sujeto a diversas tensiones. La forma redonda del cable lo hace más fácil de instalar, y la torsión del vigésimo quinto par 120 con el rellenador 110 asegura que éste permanezca en su sitio incluso cuando el cable es forzado alrededor de flexiones durante la instalación. Teniendo los primeros veinticuatro pares cableados en cuatro cuadretes 140 en pares, en un paso de fabricación previo a o mientras se cablean los seis cuadretes 140 y el rellenador 110 con el vigésimo quinto par 120 en el núcleo del cable, provoca que las posiciones de los pares individuales 10 en los cuadretes 140 con referencia a la parte exterior del núcleo sean alteradas a la frecuencia de las longitudes (L) de disposición de cuádrete. Tal construcción minimiza el acoplamiento capacitivo entre los pares en un primer cable, con los pares que tienen las mismas longitudes de disposición (L) en cables adyacentes instalados junto al primer cable o alrededor de éste, por ejemplo en una charola de cable. A su vez, la diafonía entre los cables instalados adyacentes es minimizada. En una tercera modalidad del cable, la protección física y el efecto dieléctrico del vigésimo quinto par 120 son además mejorados al elaborar un rellenador 115 con una muesca o canal longitudinal, lo suficientemente profundo y ancho para permitir que el vigésimo quinto par 120 se monte en éste. La figura 4 muestra la vista transversal del cable 400, elaborado de acuerdo a la tercera modalidad. Como se muestra en la figura 4, el rellenador 115 tiene una muesca 410 dentro de la cual se monta el vigésimo quinto par 120.

Aunque la construcción anteriormente descrita del cable 400 comprende en cierto grado el funcionamiento de atenuación del cable resultante, éste también mejora el funcionamiento NEXT del cable. El cable 400 muestra un incremento en la atenuación en comparación a la atenuación del cable 300 (mostrado en la Figura 3) debido a que en la construcción del cable 400, el vigésimo quinto par 120 está parcialmente abarcado por el material que comprende el rellenador 115. El material del rellenador 115 tiene una constante dieléctrica mucho mayor que el aire (que rodea principalmente el vigésimo quinto par 120 del cable 300) . Como resultado, la pérdida de atenuación es más alta en el cable 400. En consecuencia, debido a que el cable 400 es parcialmente abarcado por el material que comprende el rellenador 115, éste tiene diafonia mínima en comparación con el cable 300. Se entenderá que lo anterior es únicamente ilustrativo de los principios de esta invención y que pueden ser realizadas diversas modificaciones por aquellos expertos en la técnica sin apartarse del espíritu y alcance de la invención. Por ejemplo, los cables de acuerdo a la presente invención pueden incluir una construcción de trece pares que tiene tres cuadretes con el decimotercer par torcido con el rellenador. Similarmente, un cable de 50 pares podría también ser construido de acuerdo con la presente invención al tener dos unidades de veinticinco pares construidas y luego instaladas dentro de un forro simple. El cable de 50 pares descrito anteriormente podría también ser construido al tener dos unidades de vigésimo quinto par, cada una dividida en subunidades de tres cuadretes (doce pares) y tres cuadretes, respectivamente con un par simple torcido con el rellenador (trece pares) .

Claims (25)

REIVINDICACIONES

1. Un cable que tiene al menos una unidad de cable que comprende: un número par de conductores apareados; y un par adicional de conductores, que hacen un número total de conductores apareados en el cable, de un número impar; en donde el número par de conductores apareados están uniformemente divididos en grupos de al menos dos pares conductores, y el par adicional de conductores está acoplado con y rodeado circularmente alrededor de una longitud de un material rellenador que se extiende a través de una longitud del cable, con lo cual los grupos de al menos dos pares conductores rodean el par adicional de conductores y el material rellenador.

2. Un cable de conformidad con la reivindicación 1, en donde el material rellenador tiene un diámetro mayor que una anchura del par adicional de conductores .

3. Un cable de conformidad con la reivindicación 2, en donde el material rellenador está retorcido con el par adicional de conductores, con lo cual el material rellenador provoca que un espacio de aire rodee cualquier porción del par adicional de conductores, que no está en contacto con el material rellenador.

4. Un cable de conformidad con la reivindicación 1, en donde el material rellenador tiene un diámetro mayor que el par adicional de conductores, y comprende una muesca o canal longitudinal que asegura el par adicional de conductores dentro de la muesca longitudinal.

5. Un cable de conformidad con la reivindicación 1, en donde el material rellenador tiene una constante dieléctrica mayor que una constante dieléctrica del aire.

6. Un cable de conformidad con la reivindicación 5, en donde el material rellenador es al menos de polifluoroalcoxi, TFE/perfluorometilviniléter, etilen-clorotrifluoroetileno, cloruro de polivinilo, ' perfluoroetilen-polipropileno fluorado, polietileno retardador de la flama, y polipropileno retardador de la flama.

7. Un cable de conformidad con la reivindicación 1, que comprende además un forro exterior que rodea todos los conductores apareados y el material rellenador comprende una capa dieléctrica .

8. Un cable de conformidad con la reivindicación 7, en donde la capa dieléctrica es una capa dieléctrica múltiple, con cada capa que comprende al menos uno de halógeno cero de humo bajo, cloruro de polivinilo, polietileno retardador de la flama, polipropileno retardador de la flama, polietileno lineal de baja densidad, fluoruro de polivinilideno, etilen-clorotrifluoroetileno, etilen-propileno fluorado, elastómero termoplástico, y poliuretano.

9. Un cable de conformidad con la reivindicación 1, en donde cada conductor en el número par de conductores apareados y en el par adicional de conductores, comprende alambre de cobre desnudo, individualmente aislado con un material aislante que tiene una constante dieléctrica no mayor de aproximadamente 2.5.

10. Un cable de conformidad con la reivindicación 9, en donde el material aislante comprende al menos uno de polietileno retardador de la flama, polipropileno retardador de la flama, polietileno de alta densidad, polipropileno, polifluoroalcoxi, TFE/perfluorometilviniléter sólido o en espuma, etilen-propileno fluorado sólido o en espuma, y etilen-clorotrifluoroetileno en espuma.

11. Un cable de conformidad con la reivindicación 1, en donde cada uno de los grupos de al menos dos pares conductores está rodeado por un blindaje grupal que comprende al menos uno de aluminio/poliéster, aluminio/polipropileno, y trenza estañada o de aluminio.

12. Un cable de conformidad con la reivindicación 1, en donde los grupos son elaborados exactamente de cuatro pares conductores, con cada par conductor dentro de cada grupo que tiene una disposición en pares que se repite no más de tres veces dentro de la longitud de la unidad de cable, y con cada uno de los cuatro grupos que tienen una disposición en cuádrete que se repite no más de tres veces dentro de la unidad de cable.

13. Un cable de conformidad con la reivindicación 12, en donde cada uno de los grupos de al menos dos pares conductores demuestra una diafonía vecina del peor par, mínima, dentro del grupo de al menos 35 db a 100 mHz para la transmisión de datos, y un aislamiento de diafonía vecina entre los grupos demuestra un funcionamiento mínimo de peor caso de al menos la suma de potencia de 38 db a 100 mHz.

14. Un cable de conformidad con la reivindicación 13, en donde el material rellenador comprende una capa dieléctrica múltiple con cada _ capa que comprende al menos uno de halógeno cero de humo bajo, cloruro de polivinilo, polietileno retardador de la flama, polipropileno retardador de la flama, polietileno lineal de baja densidad, fluoruro de polivinilideno, etilen-clorotrifluoroetileno, etilen-propileno fluorado, elastómero termoplástico, y poliuretano.

15. Un cable de conformidad con la reivindicación 1, que comprende además un blindaje exterior que rodea todos los conductores apareados, el blindaje exterior comprende al menos uno de aluminio/poliéster, aluminio/polipropileno, y trenza estañada o trenza de aluminio.

16. Un método para la fabricación de un cable, que comprende los pasos de: el apareamiento de pares de conductores uno con el otro para constituir un número par de conductores apareados; el apareamiento de una pareja adicional de conductores, para hacer un número total de conductores apareados, de un número impar; dividir uniformemente el número par de conductores apareados en grupos de al menos dos pares de conductores; acoplar el par adicional de conductores con, y rodeando circularmente el par adicional de conductores alrededor de una longitud de un material rellenador; extender en paralelo los grupos de al menos dos pares conductores, y el par adicional de conductores acoplados con el material rellenador, para formar un cable, en donde los grupos de al menos dos pares conductores rodean el par adicional de conductores y el material rellenador; y rodear el cable con un material de forro.

17. Un método de conformidad con la reivindicación 16, en donde el material rellenador tiene un diámetro mayor que el par adicional de conductores, y el paso de rodear circularmente el par adicional de conductores alrededor de una longitud de un material rellenador, comprende el retorcimiento del material rellenador con el par adicional de conductores, con lo cual el material rellenador provoca que un espacio de aire rodee cualquier porción del par adicional de conductores, que no está en contacto con el material rellenador.

18. Un método de conformidad con la reivindicación 16, en donde el material rellenador tiene un diámetro mayor que el par adicional de conductores, y el paso de rodear circularmente el par adicional de conductores alrededor de una longitud de un material rellenador, comprende el aseguramiento del par adicional de conductores dentro de una muesca o canal longitudinal formado en el material rellenador.

19. Un método de conformidad con la reivindicación 16, en donde el material rellenador tiene una constante dieléctrica mayor que la constante dieléctrica del aire.

20. Un método de conformidad con la reivindicación 19, en donde el material rellenador es al menos uno de polifluoroalcoxi , TFE/perfluorometilviniléter, etilen-clorotrifluoroetileno, cloruro de polivinilo, perfluoroetilen-polipropileno fluorado, polietileno retardador de la flama, y polipropileno retardador de la flama.

21. Un método de conformidad con la reivindicación 16, en donde el material de forro comprende una capa dieléctrica.

22. Un método de conformidad con la reivindicación 21, en donde la capa dieléctrica es una capa dieléctrica múltiple, con cada capa que comprende al menos uno de halógeno cero de humo bajo, cloruro de polivinilo, polietileno retardador de la flama, polipropileno retardador de la flama, polietileno lineal de baja densidad, fluoruro de polivinilideno, etilen-clorotrifluoroetileno, etilen-propileno fluorado, elastómero termoplástico, y poliuretano.

23. Un método de conformidad con la reivindicación 16, que comprende además el aislar individualmente cada conductor con un material aislante que tiene una constante dieléctrica no mayor de aproximadamente 2.5, en donde cada conductor comprende alambre de cobre desnudo.

24. Un método de conformidad con la reivindicación 23, en donde el alambre de cobre desnudo está entre 22 AWG y 24 AWG.

25. Un método de conformidad con la reivindicación 23, en donde el material aislante comprende al menos uno de polietileno retardador de la flama, polipropileno retardador de la flama, polietileno de alta densidad, polipropileno, polifluoroalcoxi, TFE/perfluorometilviniléter sólido o en espuma, etilen-propileno fluorado sólido o en espuma, y etilen-clorotrifluoroetileno en espuma.