鎧裝光纖電纜的制作方法
【專利說明】鎧裝光纖電纜
[0001]相關的申請案
[0002]本申請案要求2013年8月9日提交的美國申請案號61/864，104、2013年12月7日提交的美國申請案號14/099,921和2014年6月26日提交的美國申請案號14/315,872的權益，每個所述申請案的內容是本申請案的基礎并以全文引用方式并入本文。
[0003]背景
[0004]本公開案總體涉及光學通信電纜，并且更具體地，涉及包括被配置成保護電纜主體免于與定位在電纜護套內的部件相互作用的一或多個特征的光學通信電纜。光學通信電纜已經越來越多用于各種各樣的電子設備和電信領域。光學通信電纜可包含或包圍一或多個通信光纖。電纜提供用于電纜內的光纖的結構和保護。
[0005]概述
[0006]本公開案的一個實施方式涉及光學通信電纜，所述光學通信電纜包括芯、包圍所述芯的鎧甲、包圍并粘結至所述鎧甲的護套、以及也包圍所述芯并處于所述鎧甲內部的捆縛膜。所述芯包括包圍成組光纖的緩沖管以及中心強度構件。所述緩沖管是圍繞所述中心強度構件以在所述緩沖管的鋪設方向上包括逆轉(reversal)的絞合圖案進行絞合，并且所述捆縛膜將所述緩沖管保持在適當位置中。所述捆縛膜被粘結至所述鎧甲內部，由此提供通過在將所述鎧甲和護套移除的同時移除所述捆縛膜而來接近所述芯的快速接近能力。
[0007]另外的特征和優點將會在以下詳述中闡述，并且部分將通過說明書而對本領域的技術人員顯而易見，或是通過實踐如所撰寫的說明書和其權利要求書中描述的實施方式以及附圖來認識到。
[0008]應當理解，以上概述和以下詳述僅為示例性的，并且意圖提供用于理解權利要求書的性質和特征的概述和框架。
[0009]附圖被包括來提供對本說明書的進一步理解，并且并入本說明書中并構成本說明書的一部分。附圖例示一或多個實施方式，并且與說明書一起用于解釋各種實施方式的原理和操作。
[0010]附圖簡述
[0011 ]圖1是根據示例性實施方式的纖維光纜的透視圖。
[0012]圖2是根據示例性實施方式的圖1的纖維光纜的橫截面圖。
[0013]圖3是根據示例性實施方式的圖1的纖維光纜的一部分的詳細橫截面圖。
[0014]圖4是根據另一示例性實施方式的纖維光纜的橫截面圖。
[0015]圖5是根據示例性實施方式的纖維光纜的透視圖。
[0016]圖6是根據另一示例性實施方式的纖維光纜的橫截面圖。
[0017]圖7是根據另一示例性實施方式的鎧甲界面的橫截面圖。
[0018]詳述
[0019]總體參考附圖，附圖示出光學通信電纜(例如，纖維光纜(fiber optic cable)、光纖電纜(optical fiber cable)等等)的各種實施方式。一般來說，本文所公開的電纜實施方式包括通常由聚合物材料(例如，中密度聚乙烯材料)形成的電纜護套或主體。一組光纖被保護性鎧甲或加強材料(例如，一或多種波紋狀金屬板材料)所包圍，并且一組鎧裝光纖定位在電纜護套中心通道中。一般來說，電纜護套向電纜內的光纖提供物理支撐和保護，并且鎧甲材料向電纜護套內的光纖提供另外的加強。
[0020]—或多種鎧甲片材包括通過在鎧甲圍繞光纖延伸時鎧甲材料的相反邊緣的重疊而產生的重疊部分。重疊部分的上方部分的重疊區段以及具體來說是暴露的側向邊緣可以接觸電纜護套的內表面，所述內表面限定了電纜護套的通道。這種相互作用或者說接觸可趨向于尤其在電纜扭轉時在電纜護套內造成裂縫(這種開裂可在本領域中稱為“電纜拉拉鏈式撕裂(cable zippering)”)。
[0021]本文中討論的電纜護套實施方式包括定位在電纜護套的壁內的至少一個保護構件或特征，所述保護構件或特征抵抗或防止由鎧甲重疊所引起的開裂損害電纜護套的完整性。保護構件定位成與鎧甲材料的重疊部分和/或鎧甲的暴露側向邊緣相鄰，并且在一些實施方式中，會與重疊部分和/或暴露側向邊緣接觸。保護構件可以用來抵抗、限制或防止裂縫形成或裂縫傳播，所述裂縫形成或裂縫傳播在其他情況下可通過鎧甲重疊部分與電纜護套的材料之間的接觸而引起。
[0022]在一些實施方式中，保護構件的材料可比電纜護套的主要材料更具剛性。在此類實施方式中，兩種不同材料界面處的不連續性可制止裂縫繼續傳播穿過而到達電纜護套的外表面。在一些其他實施方式中，保護構件材料可為柔順材料，所述柔順材料比電纜護套的主要材料剛性更小。在此類實施方式中，保護構件可以起到柔順緩沖物的作用，從而將鎧甲重疊部分的移動吸收，而非允許裂縫形成在電纜護套的主要材料內。
[0023]在本文中討論的各種實施方式中，保護構件可連同電纜護套一起在單個生產步驟中形成。例如，保護構件可以與電纜護套的擠出材料共擠出。在此類實施方式中，本文中討論的嵌入保護構件實施方式可以避免對另外制造步驟的需要，以便覆蓋或以其他方式鈍化鎧甲重疊部分。
[0024]參考圖1和圖2，示出根據示例性實施方式的光學通信電纜，所述光學通信電纜示為電纜10。電纜10包括電纜護套，所述電纜護套示為電纜護套12，所述電纜護套具有內表面14，所述內表面14限定通道，所述通道被示為中心孔16。多個光學傳輸元件(示為光纖18)位于孔16內。一般來說，電纜10在安裝期間和安裝之后向光纖18提供結構和保護(例如，搬運期間提供保護，提供保護免于自然環境(elements)，提供保護免于害蟲(verm in)等等)。
[0025]在圖1和圖2所示的實施方式中，多束光纖18定位在緩沖管20內。一或多個填料棒22也位于孔16內。填料棒22和緩沖管20圍繞中心支撐棒24布置，所述中心支撐棒24是由諸如玻璃加強塑料或金屬的材料形成。在一些實施方式中，螺旋地纏繞的捆縛物26包裹緩沖管20和填料棒22，以將這些元件圍繞支撐棒24保持在適當位置中。屏障材料(諸如水障28)圍繞受包裹的緩沖管20和填料棒22定位。在其他實施方式中，可使用薄膜捆縛物，所述薄膜捆縛物可另外為水障。
[0026]鎧甲層30被定位在水障28或薄膜捆縛物外部。鎧甲層30圍繞電纜10的內部元件(包括光纖18)延伸以使鎧甲層30包圍光纖18。鎧甲層30大體電纜10的軸向長度的全部或大致全部。鎧甲層30通常會向電纜10內的光纖18提供另外的保護層，并可抵制損害(例如，由在安裝期間的接觸或壓縮而引起的損害、來自自然環境的損害、來自嚙齒動物的損害等等)。
[0027]如圖2和圖3中最佳所示，鎧甲層30具有第一側向邊緣32和第二側向邊緣34。在所示實施方式中，側向邊緣32和34大致上平行于電纜10和光纖18的縱軸。參考圖2和圖3，鎧甲層30被定位成使得第一側向邊緣32越過第二側向邊緣34或者與其重疊。在這種布置中，鎧甲層30的相鄰第一側向邊緣32的區段36位于鎧甲層30的相鄰第二側向邊緣34的區段38上方，從而形成重疊部分40。在一個實施方式中，區段38的上表面與區段36的下表面接觸，使得重疊部分40的厚度T2(S卩，圖2和圖3所示徑向方向上的尺寸)是鎧甲層30的材料厚度的約兩倍。在區段38位于區段36下方的情況下，側向邊緣32的上拐角42限定鎧甲層30的最外部的拐角。
[0028]在各種實施方式中，鎧甲層30可由各種強化或抗損害材料形成。在圖1所示實施方式中，鎧甲層30是由具有一系列的交替脊部和槽部的波紋狀金屬板材料形成。波紋可定向成使得由此而形成的脊部被引導成遠離電纜的縱長軸。另外，可以協調方式來將板波紋化，使得板的重疊部分具有相嚙合的波紋特征，由此在使板彎曲(一般來說，經由波紋實現)以及經由相互嚙合來使板彼此耦接的方面而向板提供靈活性。在一個實施方式中，波紋金屬是鋼。在其他實施方式中，波紋金屬可另外充當用于電纜的接地導體，諸如具有銅或鋁鎧甲的接地導體。在其他實施方式中，可使用其他非金屬強化材料。例如，鎧甲層30可由纖維玻璃紗線(例如，涂布纖維玻璃紗線、粗紗等等)形成。在一些實施方式中，鎧甲層30可由塑料材料形成，所述塑料材料具有超過2GPa并且更確切地超過2.7GPa的彈性模量。此類塑料的鎧甲層可以用于抵抗動物啃咬，并且可以包含動物/害蟲驅避材料(例如，苦味材料、辣味材料、合成虎尿等等)。在一個實施方式中，電纜10可包括用來抵抗白蟻的尼龍12層。
[0029]參考圖2和圖3，電纜護套12大體包括主要護套部分50和次要護套部分，所述次要護套部分示為抗裂特征52。特征52是嵌入電纜護套12的主要護套部分50材料內的伸長構件或結構。在各種實施方式中，特征52是在電纜的第一末端與第二末端之間延伸電纜護套12的長度的鄰接構件。一般來說，主要護套部分50是由第一材料制成，并且特征52是由不同于第一材料的第二材料制成。特征52包括內表面54，并且特征52被定位成使得內表面54可與電纜護套12的內表面14鄰接，使得內表面54和內表面14限定通道16。在一個實施方式中，特征52連同主要護套部分50—起共擠出，使得內表面54與內表面14之間的過渡是大致上平滑的過渡。
[0030]特征52定位在主要護套部分50內，使得內表面54與重疊部分40、第一側向邊緣32和拐角42對準，并大體與重疊部分40、第一側向邊緣32和拐角42相鄰。特征52與重疊部分40、第一側向邊緣32和拐角42對準，使得內表面54定位在重疊部分40與電纜護套12的外表面58之間。在圖3所示實施方式中，特征52的內表面54定位在重疊部分40、第一側向邊緣32和拐角42外(S卩，在圖3的定向上方)。在【具體實施方式】中，特征52的內表面54與重疊部分40的外表面和/或第一側向邊緣32的拐角42接觸。在另一實施方式中，護套部分的材料層可定位在特征52的內表面54與重疊部分40的外表面和第一側向邊緣32的拐角42之間。在此類實施方式中，即使內表面54因居間材料層而無法與重疊部分40直接接觸，諸如當特征52完全嵌入(即，當從橫截面觀察時被完全包圍的)主要護套部分50時的情況，內表面54仍可定位成與重疊部分40的外表面和第一側向邊緣32的拐角42相距較小距離(例如，小于Imm或小于0.5mm)，使得抵抗裂縫的形成或傳播(參見例如圖8)。
[0031]特征52用來抵抗或防止電纜護套12的主要護套部分50的材料內的裂縫形成或傳播。在各種實施方式中，如果鎧甲重疊部分40的部分接觸主要護套部分50的材料，那么主要護套部分50的材料可能容易形成裂縫。這種接觸可在移動(諸如在電纜安裝期間的典型扭轉移動)期間發生。然而，在本文中討論的實施方式中，特征52設定大小、成形、定位和/或具有某些材料性質，所述材料性質允許特征52防止/限制/抵抗裂縫形成或傳播。因此，通過如圖3所示將特征52定位成鄰近重疊部分40，特征52能夠在電纜10的移動期間與重疊部分40相互作用并且抵抗裂縫形成/傳播。
[0032]在各種實施方式中，特征52的內表面54的寬度W1(S卩，圖2的圓形實施方式中的圓周尺寸)大小相對于重疊部分40的寬度W2來設定，使得特征52與重疊部分40保持對準，即使鎧甲層30相對于電纜護套12的旋轉發生在護套擠出期間時也是如此。在此類實施方式中，特征52的內表面54的寬度Wl大于重疊部分40的寬度W2。在各種實施方式中，Wl在Imm與20mm之間并且確切地說在3mm與1mm之間，并且W2在2mm與1mm之間并且確切地說在3mm與5mm之間。在圓形電纜中，寬度Wl圍繞電纜中心覆蓋至少2°和/或小于20° (諸如至少3