帶繞高纖維數目光纜的製作方法

2023-06-07 22:23:56

專利名稱：帶繞高纖維數目光纜的製作方法
技術領域：
本發明一般涉及光纜領域，具體涉及一種新穎的用於支承和包裹光導纖維的方法。


圖1示出普通光纜橫截面的例子。在光纜的中心是中心增強部件1。光纜增強部件1可以用許多不同材料製作例如用硬塑料、玻璃或增強的玻璃複合材料製作，並用作為光纜的負載支承部件，以及用於支承緩衝管2的內側，該緩衝管2通常沿螺旋路徑絞合在該中心增強部件上。雖然圖1示出六個緩衝管2，但是根據光纜的具體應用可以增加和減少該緩衝管的數目。在各個緩衝管內是許多單獨的光導纖維3。該光導纖維3可以用許多方法成形。例如在各個緩衝管內可以為疊置的帶結構(如圖1所示)，並可以有許多帶，其中各個帶具有許多單獨的纖維。或光纖3可以在緩衝管內成形為光纖束。其結構主要取決於光纜的應用方面。最後，形成外套4，對光纜內部部件提供保護，它有助於使所有部件結合在一起。外套4可以防止在使用和安裝期間光纖受到的有害的物理作用。
如圖1所示，常規光纖採用熱擠壓材料來形成外套4和緩衝管2，以保護光纖3，並形成外殼。不幸的是，這些材料在低溫下的收縮太大，造成光纖的形變。為了減少這種收縮，可以增加中心增強部件1的直徑，或在外套內插入徑向的鋼絲。也採用增強線5來增加拉伸強度。這些額外的部件增加了光纜的尺寸，同時也增加了總的成本。因此需要一種光纖數目大的光纜，這種光纜可以對光纖提供足夠的支承，而同時不會顯著增加光纜的橫截面直徑和重量。
本發明解決上述問題的方法是提供一種光纖結構和這種結構的方法。該光纖結構包括用緩衝管分成組的光纖，該緩衝管採用重量輕的纖維複合帶材來做增強部件。該結構的製造方法是，首先將許多光纖放置在複合帶材上，然後在帶材上塗上用作填充劑和粘接劑的凝膠或泡末粘合劑，使光纖固定在該帶上。然後將複合帶材捲起來或將帶材螺旋形繞在纖維上，使該帶材成形為管形並包裹光纖，由此形成緩衝管。隨後再將許多緩衝管包裹成光纖組件。形成該組件的方法是，利用另一條在一個側面上塗有凝膠的複合帶材，將緩衝管放置在有凝膠的這一面上，然後將帶材捲起來包裹緩衝管，同時在間歇中充入過量的凝膠，這樣便形成組件。然後將許多這種組件再絞合起來便形成更大的光纜。該光纜採用另一條複合帶材，並同時進行類似於上面的繞卷操作。為進行有效的包裹各別的組件可以形成為三角形和梯形。
因此本發明提供一種質量獲得改進，而橫截面、部件數目和重量均減少的光纜結構。這種結構應用了創新性的幾何結構，並且對於絕緣材料和鎧裝的光纜都應用了成本低的材料。這種條材提供了一種支承和控制光纖的方法，而不過份依賴擠壓的塑料管或另外的增強部件，造成直徑減小。該光纖可以成組的封在傳統的緩衝管內或一種小室結構內，以便容易識別。另外，隨著光纖數目的增加也產生了自持效果，這種效果使得光纖可以承受更大量的外部負載，這又進一步減少了對成本價高的佔用空間的增強部件的依賴。
圖2示出本發明的一個實施例。形成複合帶12的繞卷件，以便形成管狀部件或緩衝管10。複合帶材12起增強部件的作用，用於包裹光纖14。按照下面說明的方法，光纖14配置在緩衝管10內。在緩衝管10內可以塗上凝膠或泡末粘合劑16，以便填滿空氣間隙和定位光纖14。本發明的用複合帶12構成的緩衝管10所起作用是支承光纖和防止光纖受到外力的作用。該複合帶是這種技術中周知的複合帶，該複合帶具有相當的抗拉特性和抗壓特性。作為舉例，該複合帶的製造方法是將網格形的底襯有機織物與顆粒形的無機防火陶瓷材料混合而成(例如Nextel 3L阻燃顆粒紙)。該複合帶的顏色可以變化，以便容易識別以顏色編碼的緩衝管內的纖維。
如圖3所示，還可形成緩衝管18，使其包裹光纖帶20。該光纖帶20可以增加由繞卷複合帶形成的一定空間內的纖維包裹密度。這是很有利的，因為較高的包裹密度可以使更多的纖維配置在一定直徑的光纜中，因而可以更有效地使用現有的光纜導管。另外，應用光纖帶20在鋪設光纖時更容易識別光纖、保護光纖和連接光纖。光纖帶20的尺寸可以根據具體的應用進行改變。另外，和圖2的實施例相類似，可以在緩衝管18內配置凝膠或泡末粘合劑16，以便填充空氣間隙和定位光纖帶20。如圖3a所示，在繞卷複合帶12的外側部配置光纖14或光纖帶20也是很有利的，這樣，繞卷該複合帶便可以形成管子，使得光纖帶18可以沿徑向配置在繞卷複合帶12的外側部分。這種結構具有特殊好處，因為光纖條組件配置在用複合材料做的重量輕的圓筒頂上。該筒是空的，因此減少了光纜的重量。另外，可以用傳統的熱塑性塑料或新的複合帶表層做外套，以包裹光纖帶組件。另外，可以應用空心中心管的內腔來穿過一般在通信纜和電力纜的混合纜中有的電力線和其它元件。本發明的另一優點是，當受到徑向壓力時，該空心中心管不會被嵌入到光纖帶內而是變形，因此可以防止光纖受到過份應力的作用。
圖4示出由包含光纖帶20的緩衝管18構成的組件22，該組件由一條繞卷的複合帶24包裹在一起，該複合帶形成外套。該複合帶24對組件22起增強部件和支承部件的作用。由於複合帶24的物理作用，所以可以形成幾何形狀不同的組件22。例如如圖所示，組件22可形成為三角形。
可以應用凝膠或泡沫粘合劑26來填充緩衝管18之間的空氣間隙和使組件32固定在一起。適當凝膠配方的例子包括由礦物油和/或與聚合觸變膠改性劑或煅制二氧化矽混合的合成聚烯烴油構成的凝膠。市場上可以買到的凝膠化合物包括Mastergel R-18006和R-1806LT。由於將多個緩衝管18包紮形成組件22，所以便形成自持效果，這種效果使得光纖帶20可以承受更大的外部負載。因此，當在管子內配置許多光纖時，它們便可承受本身負載，這樣便可以儘量減少附加增強部件所起的作用，從而形成一種自持機構。另外，當每個緩衝管中的纖維數目增加時，所需要的纖維/複合材料壁的增強作用也被減少，所以可以減少壁的厚度。這樣便可減少價格貴的又佔空間的增強部件，這種增強部件傳統上是用來提供光纖結構的穩定性並對該結構提供支承。雖然圖4示出包含光纖帶20的緩衝管18，但是應當看到，在緩衝管內可以應用不同結構的光纖。
如圖5所示，光纜結構28具有許多包含很多緩衝管18的小單元或組件22，該緩衝管中包有光纖。該光纖結構28包括另一複合帶繞卷件30，該繞卷件起增強部件的作用，形成外部保護層，並將許多組件22包紮在一起。如上所述，該組件22可以具有各種形狀。在一個實施例中，該組件22可形成為三角形或梯形，使得這些組件可以以類似於餅乾圖案的節省空間的方式沿徑向配置在複合帶繞卷件30上。
在光纖結構28的相鄰組件22之間的空間可以用凝膠32填充，該凝膠所起的作用是減少整個光纜長度上水的滲透，使組件22固定就位，並增加光纖結構的整體穩定性。應當認識到，可以配置在外部保護包套30內的組件22的數目取決於構成組件22的構成形狀，該組件的形狀應儘量減少相鄰組件之間的形狀。
光纖結構28還具有軸向部件34，該部件位於外部保護包套30的中心位置。該軸向部件用於對光纖結構28提供另外的支承，並用來固定和支承另外的光纖或其它的細長元件例如電力導線或光纜。在設法減少光纖結構28中熱塑性塑料用量時，該軸向部件可以用緩衝管10和18中用的繞卷複合帶形成，該軸向部件還包括光纖14，該光纖可以為光纖帶20的形狀。
參考圖6說明製造本發明光纖結構的製造方法。首先放置未卷的複合帶12。然後將凝膠或泡沫粘合劑塗在複合帶12的開放表面36上，然後將光纖放在該複合帶12上。應當注意到，圖6示出的形為光纖帶結構20的光纖，如參照圖3說明的；然而可以應用各種形狀的光纖。在將光纖帶20放置在塗有凝膠的複合帶12上以後，將複合帶12卷在光纖上或纏繞在光纖上，形成緩衝管的結構18。然後進行類似的繞卷操作形成組件22，最後形成參照圖5所說明的光纖結構。該複合帶可以進行螺旋纏繞或可以進行縱向粘接。
雖然該條被說明為複合帶，但是應該看到，可以應用任何有足夠強度的條。
雖然本發明說明了使用緩衝管、緩衝室、組件和外部保護包層，該包層被說明為由複合帶的繞卷件形成，但是應當看到，這些支承部件中的一個或多個可以用傳統的熱塑性塑料製作。
雖然本發明說明了如圖5所示光纖結構單元的形成，但是應當看到，示於圖5的光纖單元還可以圍繞共同的中心增強件進行絞合例如螺旋絞合，以便形成例如包含多單元的特級光纜，從而形成具有較多數目的光纜。
還應當明白，普通技術人員可以明顯看出，本發明不限於實施例而不違背由以下權利要求書限定的精神和範圍。
權利要求
1.一種光纜結構，包括由一條繞卷複合帶形成外部保護包層；許多絞合的組件，該組件沿徑向配置在該外部保護包層內，其中，上述許多組件中的各個組件包括許多緩衝管。
2.如權利要求1所述的光纜結構，其特徵在於，形成上述許多組件中的各個組件，使其形狀為三角形或梯形。
3.如權利要求1所述的光纜結構，其特徵在於，上述緩衝管分別包含至少一根光纖。
4.如權利要求1所述的光纜結構，其特徵在於，上述緩衝管分別包含至少一個光纖帶。
5.如權利要求1所述的光纜結構，其特徵在於，上述許多組件分別具有由複合帶繞卷件形成的外部分，該外部分分別支承位於各個上述組件內的許多緩衝管。
6.如權利要求3所述的光纜結構，其特徵在於，各個上述緩衝管具有用複合帶繞卷件形成的外部分，該外部分支承包含在上述緩衝管內的光纖。
7.如權利要求4所述的光纜結構，其特徵在於，各個上述緩衝管具有用複合帶繞卷件形成的外部分，該外部分支承包在上述緩衝管內的光纖帶。
8.如權利要求6所述的光纜結構，其特徵在於，上述至少一根光纖由凝膠包圍。
9.如權利要求7所述的光纜結構，其特徵在於，上述光纖由凝膠包圍。
10.如權利要求1所述的光纜結構，還包括相對於上述外部保護包層居中配置的軸向部件，該軸向部件用複合帶的繞卷件形成。
11.一種光纜結構，包括第一緩衝管，用複合帶繞卷件形成；配置在上述第一緩衝管內的至少一根光纖。
12.如權利要求11所述的光纜結構，其特徵在於，還包括至少一個第二緩衝管，該緩衝管由複合帶的繞卷件形成，並鄰接上述第一緩衝管；配置在上述至少一個第二緩衝管內的至少一根光纖；圍繞上述第一和第二緩衝管的外套，由此形成第一組件。
13.如權利要求12所述的光纜結構，其特徵在於，上述外套用複合帶的繞卷件形成。
14.如權利要求13所述的光纜結構，其特徵在於，還包括保護包層，該包層包括上述第一組件和一個第二組件，其中，上述第一和第二組件形成為三角形，使得上述組件相對於上述保護包層的中心位於徑向位置。
15.如權利要求14所述的光纜結構，其特徵在於，上述保護包層用複合帶的繞卷件形成。
16.一種光纜結構，包括外部保護包層；許多絞合的組件，該組件徑向配置在上述外部保護包層內，其中，上述許多組件中的各個組件包括許多包含光纖的緩衝管，並形成為三角形；上述外部保護包層、上述組件和上述許多緩衝管中的至少一種部件具有外部支承部分，該支承部分用複合帶的繞卷件形成。
17.一種製造光纖結構的方法，包括形成複合帶部件；將凝膠塗在上述複合帶的第一側面上；在上述複合帶上配置光纖；將上述複合帶繞捲起來形成緩衝管，使得上述光纖包含在上述緩衝管內，其中，上述複合帶形成對上述光纖的支承。
18.如權利要求17所述的製造光纜結構的方法，其特徵在於，還包括將上述許多緩衝管用複合帶綑紮起來，形成具有三角形的組件；將許多組件沿徑向配置在由複合帶繞卷件形成外部保護包層內。
19.如權利要求17所述的製造光纜結構的方法，其特徵在於，所述繞卷是指以螺旋方式繞卷。
全文摘要
本發明包括光纜結構，該結構包括成組裝在緩衝管或緩衝室內的光纖，該緩衝管包括成束的光纖或光纖帶組件，使用重量輕的纖維式複合帶材作重量輕的增強件和防低溫伸縮的保護包層。然後將許多不同形狀的緩衝管或緩衝室配置在另一複合材料帶上，隨後將凝膠或泡沫粘合劑塗在該帶上，以便將緩衝管固定在該帶上，然後將帶繞捲起來密封緩衝管，由此形成三角形或梯形的組件，並應用過量的凝膠來充填其間的間隙。隨後鉸接許多組件形成較大的特級光纜結構，這種光纜結構使用了如上所用的複合帶材件以及繞卷方法，由此可以支承個別的組件。
文檔編號G02B6/44GK1392426SQ02122720
公開日2003年1月22日 申請日期2002年6月7日 優先權日2001年6月20日
發明者尼古拉斯·V·涅奇泰羅 申請人:阿爾卡達公司