光學電纜的制作方法

本申請要求2014年7月25日提交的歐洲專利申請EP14178597.2的優先權權益，所述申請的內容是本申請的基礎并且以全文引用方式并入本文中。

技術領域

本發明涉及光學電纜，所述光學電纜包括多個緩沖管，所述緩沖管在沿光學電纜的縱向方向的不同方向上交替地絞合。本發明進一步涉及制造光學電纜的方法。

背景技術：

光學電纜可包含分別封裝光纖的多個緩沖管。緩沖管可沿光學電纜的縱向方向以交替鋪設方向來絞合，以便緩沖管以螺旋或交叉螺旋結構來纏繞。為防止絞合的緩沖管的解繞，緩沖管的鋪設方向從一個方向改變到另一方向的區域可被固定到強度構件元件上。

根據平常實踐，絞合的緩沖管的螺旋形或交叉螺旋結構可通過使用圍繞絞合的緩沖管裹繞的紗線而固定到光學電纜的強度構件元件上。紗線以適當方式圍繞緩沖管纏繞以防止緩沖管的任何獨立解捻并且將緩沖管的螺旋保持并固定在強度構件元件處。

將紗線保持在絞合的緩沖管上的布置是復雜和耗時的工藝，并且此外是對意外極為敏感的。紗線的螺旋必須通過圍繞絞合的緩沖管的旋轉運動來移動。紗線的質量對有效的制造工藝是必需的。低質量的紗線(如具有任何不連續性的紗線)可產生破裂或可破壞由緩沖管容納的光纖。此外，具有低級材料的紗線可在制造期間由于熱收縮或由于機械摩擦而引起問題。要強制使用具有低收縮性質并具有低磨損和低摩擦的結構的紗線，從而不可避免地導致高質量的高價材料。與使用紗線作為用于絞合的緩沖管的固定元件相關聯的另一有害方面是紗線的螺旋必須在光學電纜的稍后安裝期間精密地移除。

根據以絞合方式在強度構件元件上的交替鋪設方向上牢固地保持緩沖管的另一方法，擠出材料的薄膜可圍繞絞合的緩沖管設置在光學電纜的全長上。然而，由于在擠出工藝期間柔軟熔融材料的低保持力，在熔融材料被設置在緩沖管上的區域與受熱材料被充分冷卻降溫來將絞合的緩沖管固定至強度構件元件的位置之間距離是極大的。由于這一點，緩沖管的鋪設方向改變的反轉區域是較大的，以便緩沖管沿光學電纜的縱向方向的單向引導發生在反轉區域中。長的反轉區域對光學電纜的光學性質具有負面影響并且導致在彎曲期間的衰減增加和在低溫下電纜的翹曲。

需要提供包括絞合的緩沖管的光學電纜，所述光學電纜允許絞合的緩沖管在強度構件元件上的牢固保持，而不會負面地影響光學電纜的光學性質。進一步需要提供制造包括絞合的緩沖管的光學電纜的方法，所述光學電纜允許絞合的緩沖管在強度構件元件上的方法，而不會負面地影響光學電纜的光學性質。

技術實現要素：

詳述中公開的實施方式包括如本發明權利要求1中限定的光學電纜和如本發明權利要求12中規定的制造光學電纜的方法。

根據光學電纜的實施方式，光學電纜包括強度構件元件和多個緩沖管，其中緩沖管中的每一個封裝至少一個光纖。緩沖管中的每一個具有至少一個第一區段和相鄰于至少一個第一區段的至少一個第二區段，其中緩沖管的至少一個第一區段圍繞強度構件元件在第一鋪設方向上絞合，并且緩沖管的至少一個第二區段圍繞強度構件元件在與第一鋪設方向相反的第二鋪設方向上絞合。光學電纜進一步包括粘合劑組分，所述粘合劑組分設置在光學電纜的至少一個固定區域中。至少一個固定區域是光學電纜的局部區域，其中緩沖管的至少一個第一區段鄰接緩沖管的至少一個第二區段。緩沖管由粘合劑組分固定到強度構件元件。

粘合劑組分可為膠合劑，所述膠合劑設置到沿光學電纜的縱向方向的任何反轉點，其中緩沖管的鋪設方向在左向鋪設方向與右向鋪設方向之間改變。粘合劑組分向至少一個局部固定區域的沉積允許：緩沖管的鋪設方向可突然改變而在反轉點處不在平行于光學電纜的縱向方向的方向上引導緩沖管。每一反轉點是緩沖管的在固定區域中的每一個中的點狀位置，其中緩沖管的鋪設方向在不同鋪設方向之間突然改變或其中緩沖管的正傾角被改變至負傾角。

緩沖管以如SZ螺旋的螺旋結構沿電纜的縱向方向圍繞強度構件元件絞合。在局部化固定區域中施加粘合劑組分允許固定絞合的緩沖管的螺旋結構以便可防止超出反轉點的絞合的緩沖管的解捻。固定區域是沿光學電纜的縱向方向的局部化區域，此意指不需要如上文對沿光學電纜的全長擠出熱塑性材料的薄膜的方法所述沿光學電纜的整個長度施加粘合劑。固定區域中的每一個可具有單一緩沖管的直徑的約兩倍至三倍的伸長度。

本發明權利要求12中規定制造光學電纜的方法。所述方法包括提供強度構件元件。將具有至少一個第一區段和相鄰于至少一個第一區段的至少一個第二區段的多個緩沖管圍繞強度構件元件絞合，以使得緩沖管的至少一個第一區段圍繞強度構件元件在第一鋪設方向上絞合，并且緩沖管的至少一個第二區段圍繞強度構件元件在與第一鋪設方向相反的第二鋪設方向上絞合。將粘合劑組分注入光學電纜的至少一個固定區域中。至少一個固定區域是沿光學電纜的縱向方向的局部化區域，其中緩沖管的至少一個第一區段鄰接至緩沖管的至少一個第二區段并且其中粘合劑組分被施加至緩沖管。粘合劑組分被冷卻來將緩沖管固定至強度構件元件。

根據制造光學電纜的方法，將絞合的緩沖管的螺旋結構固定至強度構件元件通過將例如包含熱塑性聚合物的膠合劑的粘合劑組分注入緩沖管的反轉點來獲得。粘合劑組分的注入在有限時間間隔內實現，并且通過絞線機的循環來控制，其中絞線機改變在第一鋪設方向與第二鋪設方向之間的鋪設方向。在例如至多30巴的壓力的高壓下直接注入膠合劑允許沿光學電纜的縱向方向產生短的固定區域。

相鄰固定區域由不含粘合劑組分的區域彼此分離。每一固定區域含有緩沖管的反轉點，在反轉點處，緩沖管的鋪設方向突然地從一個鋪設方向改變到另一鋪設方向，而不會在任何反轉點之間平行于光學電纜的縱向方向引導緩沖管。要注入的膠合劑的量被劑量控制以使得可防止沿光學電纜的縱向方向的過量膠合劑沉積。

緩沖管的在相鄰反轉點之間的360°滿匝的數量n可在0.5至10之間。在反轉點之間的沿電纜的縱向距離D的范圍可表示為D＝n*S，其中參數n指定緩沖管的滿360°匝的數量并且參數S指定緩沖管的滿360°匝的鋪設長度。根據優選實施方式，緩沖管的鋪設長度在50mm與150mm之間，以便在相鄰反轉點之間的縱向距離在至少25mm與最大1500mm之間。

應理解，前述一般描述和以下詳述提出了實施方式，并且意圖提供用于理解本公開的本質和特性的概述或構架。附圖被包括來提供進一步的理解，并被并入本說明書中而構成本說明書的一部分。附圖例示各種實施方式并且連同說明書一起用于解釋所公開概念的原理和操作。

附圖說明

圖1以光學電纜的縱視圖示出具有絞合的緩沖管的光學電纜的芯部區段的實施方式。

圖2以光學電纜的側向剖切圖示出具有絞合的緩沖管的光學電纜的實施方式。

圖3示出制造具有絞合的緩沖管的光學電纜的制造線的實施方式。

圖4以側視圖示出制造線的牽拉機(caterpillar)和扭轉阻斷器(blocker)的實施方式。

圖5A示出絞合設備的實施方式，所述絞合設備具有注入噴嘴，以用于將粘合劑組分注入至光學電纜的緩沖管的反轉點。

圖5B示出注入噴嘴的布置，所述注入噴嘴將粘合劑組分注入至光學電纜的緩沖管的反轉點。

具體實施方式

圖1以縱視圖示出包含強度構件元件110和多個緩沖管120的光學電纜的芯部區段100的實施方式。緩沖管120中的每一個封裝至少一個光纖130。緩沖管120中的每一個具有至少一個第一區段121和相鄰于至少一個第一區段121的至少一個第二區段122。緩沖管120的至少一個第一區段121圍繞強度構件元件110在第一鋪設方向上絞合。緩沖管120的至少一個第二區段122圍繞強度構件元件110在與第一鋪設方向相反的第二鋪設方向上絞合。第一鋪設方向可為右向鋪設方向并且第二鋪設方向可為左向鋪設方向或反之亦然。

光學電纜的芯部區段100進一步包括粘合劑組分140，所述粘合劑組分140被設置在光學電纜的至少一個固定區域151、152、153中。緩沖管120由粘合劑組分140固定到強度構件元件110。至少一個固定區域151、152、153是光學電纜的局部區域，其中粘合劑組分140被沉積至絞合的緩沖管的反轉點，并且緩沖管120的至少一個第一區段121鄰接緩沖管的至少一個第二區段122。這意指固定區域并因此粘合劑組分140不沿電纜內部的芯部區段的整個長度延伸。根據光學電纜的實施方式，至少一個固定區域151、152和153具有的長度為緩沖管120中的一個的直徑的兩至三倍。

緩沖管120的至少一個第一區段121中的每一個具有末端部分121a、121b和中間部分121c，并且緩沖管120的至少一個第二區段122中的每一個具有末端部分122a、122b和中間部分122c。緩沖管的至少一個第一區段121的末端部分中的一個(例如末端部分121a)鄰接至緩沖管的至少一個第二區段122的末端部分中的一個(例如末端部分122b)。至少一個固定區域151、152、153從中間部分121c與緩沖管的至少一個第一區段121的末端部分121a、121b中的一個之間的邊界延伸至中間部分122c與緩沖管的至少一個第二區段122的末端部分122b、122a中的一個之間的邊界。這意指設置有粘合劑組分140的固定區域151、152、153在緩沖管的至少一個第一區段121和第二區段122的相應末端部分上完全地延伸，但不延伸至緩沖管的至少一個第一區段121和第二區段122的相應中間部分。

圖1所示的光學芯部100的切口包括例如固定區域151、固定區域152和固定區域153。粘合劑組分140被設置在固定區域151、152和153中的每一個中。固定區域151和固定區域152沿光學電纜的縱向方向設置在彼此相距一定距離處。固定區域151、152之間的距離具有光學電纜的定位有緩沖管120的至少一個第一區段121的中間部分121c的區域的長度。固定區域152和固定區域153也沿光學電纜的縱向方向被設置在彼此相距一定距離處。固定區域152與固定區域153之間的距離具有光學電纜的定位有緩沖管的第二區段122的中間部分122c的另一區域的長度。

絞合的緩沖管由粘合劑組分140固定在固定區域151、152、153中以使得防止緩沖管的解繞。固定區域151、152和153是緩沖管的鋪設方向從第一方向改變至第二方向并且反之亦然的區域。粘合劑組分在固定區域151、152和153中的沉積允許：緩沖管可被絞合以使得緩沖管120的鋪設方向在緩沖管的相應反轉點160處從一個鋪設方向突然地改變至另一鋪設方向，其中反轉點是緩沖管的緩沖管鋪設方向突然改變的點狀位置。緩沖管的反轉點被定位在緩沖管的具有第一鋪設方向的區段與緩沖管的具有第二鋪設方向的后續區段之間。相應反轉點位于光學電纜1的固定區域151、152和153中的每一個中。

粘合劑組分140在固定區域中的沉積允許：緩沖管120被絞合以使得緩沖管在固定區域151、152和153中、在緩沖管的每一反轉點160處改變其絞合方向，而不是沿光學電纜1的縱向方向單向地絞合的緩沖管。這意指：通過將粘合劑組分140沉積至固定區域，可能在緩沖管的區段121中的一個鋪設方向(例如，右向鋪設方向)上和在后續區段122的另一鋪設方向(例如，左向鋪設方向)上絞合光纖，而不在后續固定區域中的反轉點160之間平行于光學電纜的縱向方向進行引導。

如圖1所示，緩沖管在區段121中以正傾角絞合并且在相鄰區段122中以負傾角絞合。在區段121的遠離反轉點160的一部分中，緩沖管以恒定正傾角(例如+70°的傾角)絞合。在緩沖管的區段121的靠近反轉點160的相鄰部分中，緩沖管的傾角緩慢增加并且在反轉點160處到達最大值。在緩沖管的相鄰區段122的靠近反轉點160的一部分中，緩沖管的傾角再次緩慢減小直到緩沖管以恒定負傾角(例如，-70°的傾角)在緩沖管的區段122的遠離反轉點160的一部分處絞合。

電纜的反轉長度被指定為電纜的在緩沖管的具有恒定正傾角(即，最小正傾角)的區段與緩沖管的具有恒定負傾角(即，最小負傾角)的相鄰區段之間的縱向伸長度。光學電纜的實施方式允許反轉長度低于緩沖管的一個鋪設長度。這意指：通過將粘合劑組分140注入至固定區域來固定緩沖管的方法允許產生具有反轉長度的光學電纜，所述反轉長度取決于緩沖管的鋪設長度小于150mm與50mm之間的范圍。

圖2示出包括圖1的芯部區段100的光學電纜1的側向剖切圖。在固定區域152的以圖1中參考符號A-A標記的位置處示出側向剖切圖。光學電纜1的電纜芯部100包括中心強度構件元件110、緩沖管120和粘合劑組分140，所述緩沖管120具有容納在其中的光纖130。光學電纜進一步包括電纜護套200，所述電纜護套200包圍電纜芯部100。

根據如圖2所示的光學電纜1的實施方式，粘合劑組分140被設置固定區域中的每一個處以使得緩沖管的第一區段121中的每一個的末端部分121a、121b和緩沖管的第二區段122中的每一個的末端部分122a、122b被嵌入粘合劑組分140中。光學電纜的至少一個第一區段121和第二區段122的相應中間部分121c、122c未被粘合劑組分140覆蓋。

粘合劑組分140可被設置在至少一個固定區域151、152和153以使得光學電纜的在緩沖管120與強度構件元件110之間的區域101和光學電纜的在緩沖管120與電纜護套200之間的區域102由粘合劑組分140完全地填滿。具體來說，粘合劑組分140可被配置來阻擋水沿緩沖管120在光學電纜1的縱向方向、在電纜芯部100與電纜護套200之間傳播。

粘合劑組分140可為膠合劑，例如包含如聚氨酯或聚酯的熱塑性聚合物的膠合劑。粘合劑組分可為熱塑性材料的熱熔融粘合劑。根據可能的實施方式，粘合劑組分可包含油和/或潤膚劑或其混合物。粘合劑組分140的性質可通過添加油和/或潤膚劑至熱塑性聚合物的基底材料來調整，以便一方面粘合劑組分的粘著力足以保持圍繞強度構件元件以不同鋪設方向絞合的緩沖管120，并且另一方面允許手動地移除粘合劑組分以用于光學電纜的任何安裝而不使用另外的工具。

緩沖管120中的每一個可具有0.5mm至3.0mm的直徑。緩沖管中的每一個可封裝1至36個光纖130。緩沖管可至少含有聚丙烯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚酰胺和含氟合成材料中的一種以及其混合物的材料。緩沖管的材料可含有有機填料或無機填料。電纜可包含至少三至三十個緩沖管。根據另一實施方式，緩沖管可以多層布置設置在光學電纜的芯部區段中圍繞強度構件元件。

圖3示出制造光學電纜1的制造線2的實施方式。制造線2包含絞合和固定設備10，所述絞合和固定設備10接收強度構件元件110和多個緩沖管120。絞合和固定設備10被配置來將緩沖管圍繞強度構件元件110絞合，以使得緩沖管120的至少一個第一區段121圍繞強度構件元件110在第一鋪設方向上絞合，并且緩沖管120的至少一個第二區段122圍繞強度構件元件110在與第一鋪設方向相反的第二鋪設方向上絞合。

設備10進一步被配置來將粘合劑組分140注入光學電纜1的固定區域151、152、153中，其中固定區域是光學電纜的緩沖管的至少一個第一區段121鄰接緩沖管的至少一個第二區段122的局部區域。低量的粘合劑組分140被注入定位有緩沖管的反轉點160的固定區域。注入粘合劑組分140的時間點可通過緩沖管以不同鋪設方向絞合的循環來確定。

芯部區段100被進一步輸送至定位在絞合和固定設備10后方的牽拉機和扭轉阻斷器設備20。根據圖3所示的實施方式，制造線2包括牽拉機和扭轉阻斷器裝置20a和20b。牽拉機和扭轉阻斷器裝置中的每一個包括輥單元21以便移動牽拉機22。注入固定區域151、152和153以及因此還注入反轉點160中的粘合劑組分140由緩沖管120的冷材料直接退火。粘合劑組分140的任何過量材料借助于牽拉機和扭轉阻斷器裝置20a和20b的相應牽拉機壓入空隙101和102中。

牽拉機22可具有若干段以允許實現芯部區段100的適當形狀。牽拉機踏面可被冷卻以便粘合劑組分的表面直接冷卻降溫，并且可防止與牽拉機踏面的任何粘結。牽拉機踏面的冷卻可受到冷卻液和/或來自外部的空氣冷卻的影響。

在輸送穿過牽拉機和扭轉阻斷器裝置20a和20b之后，現成的電纜芯部區段100可纏繞在卷軸上以用于進一步制造，或可例如通過擠出電纜護套200而直接進一步處理。

圖4可為圖3的牽拉機和和扭轉設備20的側視圖，如從圖3中以參考符號B-B指示的視圖所見，并且示出四個牽拉機和扭轉阻斷器裝置的實施方式。牽拉機和扭轉阻斷器裝置20a和20b可在垂直方向上移動，并且牽拉機和扭轉阻斷器裝置20c和20d可在水平方向上移動。圖4中所示的牽拉機和扭轉阻斷器設備20的布置允許制造具有不同直徑的電纜芯部區段100的光學電纜。

圖5A示出絞合和固定設備10的實施方式的示意圖，所述絞合和固定設備10接收緩沖管120。絞合和固定設備可包括注入噴嘴11a、11b以用于將粘合劑組分140注入固定區域中，并因此注入至緩沖管120的反轉點160以及絞合盤12和絞合頭13。粘合劑組分140可在以箭頭140標記的位置處注入至緩沖管120的表面。例如熱熔融粘合劑的粘合劑組分140可在被注入至固定區域時加熱到60°至120°之間的溫度。

圖5B示出從圖5A中以參考符號C-C標記的線所見的注入噴嘴11a和11b。根據圖5A和5B所示的實施方式，兩個注入噴嘴11a和11b用于將粘合劑組分140注入固定區域中。原則上，一個或多個注入噴嘴可提供于絞合和固定設備10。

根據上文所述的制造方法，常用的昂貴紗線或膠帶可由低成本粘合劑組分替換，所述低成本粘合劑組分如低成本膠合劑，僅少量所述低成本膠合劑用于注入絞合的緩沖管的反轉點。

固定區域借助于粘合劑組分140的完全密封允許禁止使用用于阻擋水沿緩沖管傳播的昂貴溶脹紗線或水可溶脹粉末。電纜的光學性質可通過減少由溶脹紗線所引起的宏觀或微觀彎曲而改進，所述溶脹紗線通常位于電纜芯部的任何空隙中。

此外，由將絞合的緩沖管圍繞強度構件元件固定的紗線的質量所引起的任何問題(如紗線的破壞、紗線的厚處、任何絨毛或任何磨損)不會因使用用于固定絞合的緩沖管的粘合劑組分140而出現。此外，避免由紗線產生的任何壓痕和任何收縮所引起光纖損壞。

實施方式所屬領域的技術人員將想到本文中闡述的許多修改以及其他實施方式，這些修改以及其他實施方式具有在前文描述和相關附圖中呈現的教導的益處。因此，應理解的是，說明書和權利要求書并不限于所公開的特定實施方式，并且修改和其他實施方式意圖包括在所附權利要求書的范圍內。實施方式意圖涵蓋實施方式的修改和變化，只要所述修改和變化在所附權利要求書和其等效物的范圍內即可。盡管本文采用了特定術語，但是這些術語僅在一般意義和描述性意義上使用而不是出于限制目的來使用。