專利名稱：鎧裝光纖組件及形成光纖組件的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光纖組件，尤其涉及具有電介質(zhì)鎧裝的光纖組件。
背景技術：
光纜及組件在部署在預定環(huán)境中時應保持光學性能同時還滿足該環(huán)境的任何其 它要求。例如，用于立管和/或風道空間的室內(nèi)光纜可能需要一定阻燃等級及機械要求。機 械特性如壓擠性能、允許的彎曲半徑、及溫度性能部分決定光纜在安裝空間中的安裝和使 用怎樣影響光纜的光學性能。某些傳統(tǒng)室內(nèi)立管應用使用位于金屬互鎖鎧裝層內(nèi)的光纜?！癇X鎧裝”或“AC型” 光纜使用這樣的鎧裝。BX鎧裝成螺旋形地卷繞在光纜周圍使得鎧裝的相鄰圈的邊緣機械互 鎖以形成鎧裝層?；ユi鎧裝堅固但安裝成本高。具體地，金屬鎧裝必須接地以符合電安全 標準。圖1示出了具有金屬(通常為鋁)鎧裝層12的互鎖鎧裝光纜10的幾個現(xiàn)有技術例 子。金屬鎧裝層12必須接地，例如以符合國家電氣代碼(NFPA 120)安全標準。另外，金屬 鎧裝12在壓擠載荷下可能塑性變形(即永久變形)，這可向里擠壓光纜并導致在壓擠載荷 釋放之后永久保持高水平光學衰減。制造商已嘗試設計電介質(zhì)鎧裝光纜以克服傳統(tǒng)金屬鎧裝結構的缺陷。美國專利 7，064，276公開了具有兩層合成樹脂層的電介質(zhì)鎧裝光纜，其中硬樹脂層具有沿鎧裝長度 完全貫穿硬樹脂層的連續(xù)螺旋槽切口。螺旋槽的硬相鄰邊緣部分鄰接以防止彎曲到低于某 一半徑的程度。然而，本領域技術人員應意識到，該設計并未向技術工人提供所有想要的特 征。此外，技術工人很難認出專利‘ 276的光纜是鎧裝光纜，因為其外表面光滑，而如圖1所 示的傳統(tǒng)金屬鎧裝光纜很容易由技術工人識別。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明致力于具有電介質(zhì)鎧裝的鎧裝光纖組件及具有電介質(zhì)鎧裝的光纜的制造 方法。電介質(zhì)鎧裝可具有與傳統(tǒng)金屬鎧裝光纜類似的鎧裝造型。電介質(zhì)鎧裝向其中的光纖 和/或光纖組件提供抗壓擠和抗撞擊能力。在遭受壓擠載荷之后，電介質(zhì)鎧裝恢復以完全 或整個恢復其初始形狀。電介質(zhì)鎧裝還有利，因為其提供所希望的機械性能而在安裝期間不需要接地時間和費用。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，對于如風道和立管應用的空間，鎧裝光纖組件可具有適 當?shù)娜紵?或煙霧等級。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，鎧裝光纖組件的外部光纜護套可省略以減少制造時間。 用于形成組件的材料成本也得以降低。應當理解，前面的概括描述和下面的詳細描述均呈現(xiàn)本發(fā)明的實施方式，且意于 提供用于理解本發(fā)明的實質(zhì)和特征的概覽或框架。


包括附圖以提供對本發(fā)明的進一步理解。附圖示出了本發(fā)明的多個實施例，連同 在此進行的描述一起用于闡釋本發(fā)明的原理和運行。圖1為三個不同現(xiàn)有技術互鎖鎧裝光纜的立體圖。圖2為具有電介質(zhì)鎧裝的光纖組件的第一實施例的側向剖視圖。圖3為圖2的鎧裝光纖組件的立體圖，其中示出了電介質(zhì)鎧裝的部分縱向截面。圖4為圖2的鎧裝光纖組件沿線4-4的局部截面圖，僅示出了鎧裝和核心光纖組 件護套。圖5示出了用于向光纖組件施加壓擠載荷的測試裝置。圖6為圖2的鎧裝光纖組件的特寫圖，示出了電介質(zhì)鎧裝的部分縱向截面，該截面 疊加在網(wǎng)格上以表明鎧裝的形狀。圖7為電介質(zhì)鎧裝的一部分的放大圖，進一步示出了與其相關的各個尺寸。圖8為一般鎧裝造型的一部分的放大立體圖，示出了用于電介質(zhì)鎧裝的有限元建 模的幾何結構。圖9為用于制造電介質(zhì)鎧裝的示例性擠壓成形系統(tǒng)的示意圖。圖10為圖9的擠壓成形系統(tǒng)的十字頭擠壓機的示意性截面圖。圖11為形成電介質(zhì)鎧裝的另一方法的示意性側視圖。圖12為十字頭擠壓機的另一示例性實施例的局部截面圖，其中壓型部件在十字 頭擠壓機模具內(nèi)。圖13為示例性擠壓成形系統(tǒng)的側視圖，其中壓型部件位于十字頭擠壓機的外部 并將造型壓印在電介質(zhì)鎧裝內(nèi)。圖14為用于將鎧裝造型壓印在電介質(zhì)鎧裝內(nèi)的示例性滾筒型變形件的立體圖。圖15為使用兩個滾筒型變形件將鎧裝造型壓印在電介質(zhì)鎧裝內(nèi)的正視圖。
具體實施例方式現(xiàn)在將詳細提及本發(fā)明的示例性實施方式，其例子在附圖中示出。只要可行，相同 或類似的附圖標記在所有附圖中將用于指相同或類似的部分。圖2為鎧裝光纖組件20的側剖圖，其中至少一光纖位于電介質(zhì)鎧裝50內(nèi)。圖3 是鎧裝光纖組件20的放大立體圖，其中一部分電介質(zhì)鎧裝50被切去。電介質(zhì)鎧裝50不傳 導且具有包括鎧裝造型54的外表面52，鎧裝造型通常按螺旋形沿縱軸形成。鎧裝50的內(nèi) 表面56也可具有鎧裝造型。如在此使用的，“鎧裝造型”意為表面沿其長度具有看上去與傳統(tǒng)金屬鎧裝相似的波浪形表面(即沿鎧裝長度的波浪形狀)。例如，鎧裝造型也可由一系列 間隔開的環(huán)形成，這些環(huán)由下陷區(qū)連接。電介質(zhì)鎧裝50是有利的，因為當遭受壓擠載荷時 其提供抗壓擠性并恢復以呈現(xiàn)其初始形狀。電介質(zhì)鎧裝50還可符合規(guī)定的燃燒或煙霧等 級，及不需要電接地。電介質(zhì)鎧裝50被示為包括單層電介質(zhì)材料，鎧裝50的外表面52為組件20的外 表面。因而組件的制造和材料成本低，因為不需要外部護套覆蓋鎧裝50。鎧裝50可由剛 性或半剛性材料形成。如在此使用的，“剛性材料”意為肖氏D硬度為約65或更大的材料。 “半剛性材料”具有約55-64的肖氏D硬度?！胺莿傂圆牧稀本哂行∮诩s54的肖氏D硬度。 在一些情形下，肖氏D硬度小于54的材料可用于解決關于脆性、撓性及其它因素的問題。仍然參考圖2，內(nèi)部或核心光纖組件80位于電介質(zhì)鎧裝50內(nèi)并受其保護。在所示 實施例中，光纖組件80為具有光纜護套90及在光纜護套90內(nèi)穿過組件20縱向延伸的多 根緊密緩沖光纖94的光纜，光纜護套90具有外表面92。加強件98如芳族聚酰胺纖維也穿 過光纜護套90的內(nèi)部縱向延伸。光纜護套90具有大致圓形的環(huán)形截面，并具有光滑的弓 形外表面92。外表面92與鎧裝50的內(nèi)表面56相鄰并在沿組件20的長度的多個點處接觸 內(nèi)表面56。在一實施例中，可省略光纜護套90。作為例子，核心光纖組件80可以是扭絞管纜、單管纜、微模塊光纜、開槽纖芯光 纜、松散光纖、管組件等。另外，根據(jù)目前實施例的光纖組件可包括任何適當?shù)臉嫾缱杷?或遇水膨脹構件、阻燃構件如帶子、涂層、或其它適當?shù)臉嫾?。光纖組件80可具有任何適當 的光纖數(shù)量如可從北卡羅來納州Hickory的康寧光纜系統(tǒng)公司購得的6光纖、12光纖或24 光纖MIC 光纜。在所示實施例中，鎧裝50具有“連續(xù)環(huán)形截面”。如在此使用的，“連續(xù)環(huán)形截面” 意為沒有完全貫穿(即從內(nèi)表面56到外表面52)鎧裝50的螺旋形槽、開口、切口或縫。所 示鎧裝50還包括單一、連續(xù)及均勻的層。圖4為圖2的鎧裝光纖組件20沿線4-4的部分截面圖。在圖4中，省略光纖94 和加強件98使得可示出組件20的某些尺寸。為圖示簡單的目的，電介質(zhì)鎧裝50被示為具 有均勻圓形截面，不反映鎧裝的螺旋形造型。如圖4中所示，核心光纖組件80具有外徑Re及電介質(zhì)鎧裝50具有平均內(nèi)徑民。 示例性電介質(zhì)鎧裝50的內(nèi)表面56也具有波狀鎧裝造型，所以鎧裝的內(nèi)部將沒有真的半徑。 組件20可包括位于光纖組件80的外表面和電介質(zhì)鎧裝50的內(nèi)表面之間的自由空間100， 通常由間隔AR表示。在光纜護套90外表面92和鎧裝50內(nèi)表面56之間的間隔A R被示 為護套圓周周圍的均勻間隔的同時，其實際上沿光纖組件20的長度變化，及光纜護套90和 鎧裝50將在多個點處實際上彼此接觸。因此，平均或中值間隔A R可計算為ARzRfR。。 自由空間100的存在有助于在壓擠事件等期間改善光學性能，如下所述。作為例子，平均自 由空間間隔A R通常為約2毫米或更小，但自由空間間隔A R的值也可大于2毫米。在一 實施例中，自由空間間隔AR在0. 1-1.0毫米之間。在第二實施例中，自由空間間隔AR在 0. 2-0. 8毫米的范圍內(nèi)。在所示實施例中，自由空間間隔為約0. 5毫米。在設計鎧裝光纖組件20時使用的機械特性包括最小彎曲半徑、抗沖擊性、抗壓擠 性、拉伸強度、電介質(zhì)鎧裝的耐久性、易塑性變形性、從壓擠載荷恢復的能力等。材料特性如 硬度、模量等連同幾何結構影響鎧裝光纖組件20的特性/光學性能。例如，鎧裝50應具有適當?shù)膹椥阅Ａ?。作為例子，對于鎧裝50，在應變時的彈性模量為約1200MPa或更大。例 1如圖2中所示的光纖組件具有約9. 2mm的總平均外徑，考慮截面中有一些橢圓變形，鎧裝50的平均厚度在約1. 1-1. 3mm的范圍內(nèi)，光纜護套90的厚度為約0. 8mm，組件80 的外徑為約6. 3mm，及中值間隔AR在約0. 25-0. 5mm的范圍中。核心組件光纜護套90由 NAP 16881制成，及鎧裝50由可通過名稱!7G RE 8015B獲得的Teknor Apex阻燃剛性PVC 制成。光纖組件80包括12根阻燃緊密緩沖光纖。鎧裝光纖組件20具有每千米約73. 3公 斤的重量，光纖組件80占每千米約32. 2公斤，及鎧裝50占每千米約41. 1公斤。例 2如圖2中所示的光纖組件具有約10. 6mm的總平均外徑，考慮截面中有一些橢圓變 形，鎧裝50的平均厚度在約2. 2-2. 5mm的范圍內(nèi)，光纜護套90的厚度為約0. 5mm,核心組件 80的外徑為約5. 2mm，及中值間隔AR在約0. 25-0. 5mm的范圍中。核心組件光纜護套90 由NAP 16881制成，及鎧裝50由可通過商品名稱GW 2052S從AlphaGary公司獲得的阻燃 半剛性PVC制成。光纖組件80包括12根阻燃緊密緩沖光纖。鎧裝光纖組件20具有每千 米約99公斤的重量，光纖組件80占每千米約23. 1公斤，及鎧裝50占每千米約75. 9公斤。由電介質(zhì)鎧裝50提供的一個機械性質(zhì)為其在載荷下的抗壓擠性。圖5示出了在 測試裝置200中進行壓擠載荷測試的光纖組件20。在圖5中，測試裝置200包括長度LP為 10厘米的兩塊剛性板202、204。板202、204構造成在光纜的中跨段施加壓縮載荷。板202、 204的邊緣可弄圓使得這些板不會切入組件20的表面內(nèi)。例如，測試裝置200可用于測試 光纖組件20在遭受壓擠載荷后恢復其初始形狀的能力。在使電介質(zhì)鎧裝50偏斜所需要的 載荷通常低于金屬BX型鎧裝的同時，變形不與之一樣嚴重，在去除測試載荷后組件20傳送 的光學信號的大部分或所有衰減解除。相反，金屬鎧裝塑性變形，使得在去除測試載荷后它 們僅可恢復少許。鎧裝50的剛性電介質(zhì)材料的彈性性質(zhì)使組件20在壓擠或沖擊之后通常 能恢復到其初始形狀。對于PVC 材料，如 FG RE 8015A.8015B 和 8015D 的 Teknor Apex 材料和 AlphaGary Gff 2052S，沿應力/應變曲線的彈性區(qū)定義電介質(zhì)鎧裝將返回其初始形狀的區(qū)域。電介質(zhì) 鎧裝50的彈性變形區(qū)定義在從撓曲模量測試產(chǎn)生的應力/應變曲線上。如果超出彈性區(qū)， 電介質(zhì)鎧裝50產(chǎn)生(或塑性變形)180度相隔及可恢復到橢圓形狀。根據(jù)目前實施例的一 方面，電介質(zhì)鎧裝光纜50具有優(yōu)良的抗壓擠載荷性。根據(jù)另一方面，即使如果超出壓擠等 級如ICEA S-83-596-2001，在去除壓擠載荷后光纖組件20大部分或?qū)嵸|(zhì)上整個恢復其初 始形狀。ICEA S-83-596-2001覆蓋計劃在建筑物中使用的光纖通信光纜。根據(jù)目前實施例 的光纜也可設計成在ICEA S-104-696下測試之后恢復，其覆蓋計劃用于室內(nèi)和室外使用的 光纖通信光纜；及設計成在ICEA S-87-640下測試之后恢復，其覆蓋計劃用于室外使用的 光纖通信光纜。壓擠測試可能導致光纖94中不可接受的光學衰減。根據(jù)目前實施例的另一方面， 在所述測試條件下，假設光纖94中沒有光纖被損壞，因壓擠載荷引起的衰減在壓擠載荷去 除之后解除。相反，如果超出BX光纜壓擠/沖擊等級及鎧裝塑性變形，光纜通常保持受到 夾擠的狀態(tài)，從而導致光纜中出現(xiàn)永久衰減。光纖組件在圖5所示的裝置中可遭受極高載荷下的壓擠測試。測試過程包括在10厘米的軸向長度LP上施加壓擠測試載荷(牛頓)。沿兩個組件的長度的幾個不同位置均 進行壓擠測試。對置的板202、204施加“z”或“壓擠”方向的壓擠載荷，其在組件的每一位 置處與初始、壓擠前外徑對齊。所測試光纜組件的平均、壓擠前外徑可用于比較目的，因為 組件的截面可能具有一定橢圓度。通過將板202、204 —起沿z方向推進以向組件施加初始 壓擠載荷而開始測試。初始載荷將組件壓縮到初始壓擠高度。壓縮組件的高度假定為壓擠 測試期間板202、204的間隔。施加初始壓擠載荷以在板202、204之間大致對齊組件鎧裝造 型上的尖峰。之后，壓擠載荷增加到最大力(牛頓)。最大力可對應于任何所希望的峰值。 在最大力時，組件以最大壓擠載荷下的板間隔(mm)壓在板202、204之間。組件在該載荷下 保持10分鐘。在壓擠載荷下的外徑百分比可計算為最大壓擠載荷下的板間隔值除以組件 的壓擠前外徑。該計算表明組件從其壓擠前狀態(tài)壓擠的程度。之后，釋放測試壓擠載荷，及 使組件恢復5分鐘。之后，測量壓擠或z方向的恢復后的光纜尺寸，現(xiàn)在其高度從初始外徑 降低?；謴秃蟮耐鈴桨俜直确从郴謴秃蟮墓饫|尺寸值除以組件的壓擠前外徑。根據(jù)目前實 施例的一方面，剛性PVC如那些用于形成鎧裝50的剛性PVC即使在嚴重壓縮之后仍使組件 實質(zhì)上恢復。對于鎧裝光纖組件，本領域技術人員將意識到滿足所要求的機械、低煙、和/或阻 燃特性的困難性。NFPA 262風道燃燒等級特別嚴格。鎧裝光纖組件的大的可燃聚合物塊使 其很難滿足機械和燃燒/煙霧要求。鎧裝50的優(yōu)選機械和燃燒特性在下面的表A中列出。表A 剛性鎧裝層的優(yōu)選性質(zhì) 在一些應用中，例2中所述的半剛性鎧裝材料可提供附加的撓性。優(yōu)選的半剛性 材料提供抗壓擠性并具有表B中的機械特性。表B 半剛性鎧裝層的優(yōu)選性質(zhì) 上述實施例描述了用于組件構件的、符合所希望的機械和燃燒特性的具體材料。 總的來說，如果計劃用于室內(nèi)使用，鎧裝光纖組件20為阻燃組件并具有隨預計使用空間 而定的所希望阻燃等級，如風道級、立管級、通用、低煙無鹵(LSZH)等。適合電介質(zhì)鎧裝 50的材料可從下述材料中進行選擇以符合所希望的等級聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氟乙烯 (PVDF)、阻燃聚乙烯(FRPE)、氯化聚氯乙烯(CPVC)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚醚酮(PEEK)、 纖維增強聚合物(FRP)、低煙無鹵(LSZH)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚碳酸酯(PC)、聚乙 烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PETE)、及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 (ABS)。使用電介質(zhì)鎧裝的附加優(yōu)點是相比于傳統(tǒng)金屬BX鎧裝設計其重量較低。如例1 所示，12光纖電介質(zhì)鎧裝組件20具有約73. 3kg/km的重量。具有金屬BX鎧裝的可比較鎧 裝光纜重達約135kg/km。該組件的低重量(低于100kg/km)使得組件更容易安裝。根據(jù)目前實施例的6光纖電介質(zhì)鎧裝組件20具有約62. 6kg/km的重量，其中鎧裝 重約37. lkg/km。具有金屬BX鎧裝的可比較6光纖鎧裝光纜重達約121. 2kg/km。該組件 的低重量(低于90kg/km)使得組件更容易安裝。根據(jù)目前實施例的24光纖電介質(zhì)鎧裝組件20具有約115. 8kg/km的重量，其中鎧 裝重約59. 8kg/km。具有金屬BX鎧裝的可比較24光纖鎧裝光纜重達約182. 6kg/km。該組 件的低重量(低于150kg/km)使得組件更容易安裝。圖6示出了電介質(zhì)鎧裝50的部分縱向截面，該截面疊加在網(wǎng)格G上以表明鎧裝的 形狀。鎧裝造型54具有節(jié)距P，其包括筋蹼102和帶110。節(jié)距P描述大致重復的形狀，以 螺旋形方式沿組件20的縱軸形成鎧裝造型54。鎧裝造型54的幾何結構在下面結合所進行 的有限元建模詳細描述。該實施例的鎧裝造型54通常用具有沿組件20的縱軸按螺旋形形 成的曲線造型形成。影響電介質(zhì)鎧裝的機械性能的兩個因素為鎧裝造型的幾何結構和鎧裝 50的材料特性。圖7為圖2的電介質(zhì)鎧裝50的一部分的放大截面圖疊加在網(wǎng)格G上的示圖，其中 示出了鎧裝造型的某些尺寸。電介質(zhì)鎧裝被示為具有筋蹼102和帶110。鎧裝50的帶110 具有厚度T1，及鎧裝50的筋蹼102具有厚度T2。在網(wǎng)格G上，筋蹼厚度T2定義為T2 = Tl-dfdi，其中外槽深dQ為鎧裝50的帶110和筋蹼102之間的高度差，及內(nèi)槽深&為鎧裝 50的帶110和筋蹼102之間的高度差?？偛凵钔?4為外槽深屯和內(nèi)槽深4的和。電介 質(zhì)鎧裝50具有內(nèi)徑民和等于民+1\的外徑。圖8為具有鎧裝造型的電介質(zhì)鎧裝50的層的一部分的放大立體圖，示出了用于鎧 裝的有限元建模的一般幾何結構/尺寸。圖8示出了成形為非常接近梯級造型的鎧裝造型， 當選擇適當?shù)膸缀谓Y構時其提供極好的機械特性。然而，在實踐中，很難以相當高的線速度 制造如圖8中所示的梯級鎧裝造型。因此，所制造的電介質(zhì)鎧裝具有弄圓或傾斜的造型，如圖7中所示。
圖8示出了鎧裝造型的半節(jié)距P/2 (即，半節(jié)距P/2僅示出了筋蹼102的一部分及 帶110的一部分。鎧裝造型的半節(jié)距P/2具有由長度Ll (即帶的小部分)、長度LT(即帶 和筋蹼之間的過渡部分)和長度L2(即筋蹼的小部分)的和給出的長度)。另外，為簡明 起見，只模擬電介質(zhì)鎧裝的具有鎧裝造型的層，因為其影響電介質(zhì)鎧裝的主要機械特性。因 此，在此筋蹼102具有稱為槽長2 (L2)的長度，其為長度L2的兩倍。電介質(zhì)鎧裝50可通過擠壓成形形成。圖9示出了擠壓成形系統(tǒng)300的示意側視 圖，其包括具有內(nèi)部301的擠壓機302，內(nèi)部301之中具有桶303和螺桿310且連到十字頭 組件(“十字頭”)304。為空間參考起見，包括了 X-Y-Z笛卡爾坐標，及圖9的圖處于X-Y平 面。擠壓機302包括螺桿310，其機械上與電動機組件320連接并由該電動機組件驅(qū)動。電 動機組件320包括電動機322及將電動機連接到螺桿310的驅(qū)動系統(tǒng)324。材料漏斗330 向擠壓機302提供擠壓成形材料332，在此為最終形成電介質(zhì)鎧裝50的電介質(zhì)材料。適于 用作擠壓成形系統(tǒng)300的示例性擠壓成形系統(tǒng)在美國專利4，181，647中公開。圖10為在Y-Z平面看到的示例性十字頭304的局部截面特寫示意圖。十字頭304 包括具有中央通道350的尖頭348，中央通道350具有輸出端352且其中布置型管360，具 有外表面361、形成管內(nèi)部363的內(nèi)表面362、近(輸出)端364和遠端365。壓型部件370 位于輸出端352處的外表面361上。在實施例中，壓型部件370為突出如小塊或隆起。型 管內(nèi)部363具有在光纖組件80軸向穿過內(nèi)部363時可容納光纖組件80的大小。型管遠端 365中央與齒輪374嚙合，繼而由電動機(未示出)以使得型管360在通道350內(nèi)旋轉的方 式進行驅(qū)動。十字頭304還包括相對于尖頭348布置的模378以形成錐狀材料通道380，該材料 通道通常包圍中央通道350并具有與通道輸出端352處于同一平面中的輸出端382。材料 通道380連接到擠壓機內(nèi)部301以從其接收擠壓成形材料332，及在擠壓成形過程期間使擠 壓成形材料流過材料通道以形成電介質(zhì)鎧裝。在圖10的十字頭304實施例中，型管輸出端 365延伸到通道輸出端352之外，使得其上的壓型部件370鄰近材料通道輸出端382。在實 施例中，型管360和尖頭348合為一體以形成單一工具。在形成鎧裝光纖組件20時，擠壓成形材料(未示出)流過材料通道380并從材料 通道輸出端382流出。同時，光纖組件80通過型管內(nèi)部363饋送并從型管輸出端364離開 (因而通過尖頭348和模378)。其間，型管360經(jīng)齒輪374進行旋轉，使得壓型部件370在 擠壓成形材料流在光纖組件80周圍流動時使其改道(即成形)。隨著光纖組件80移過壓 型管輸出端364，壓型部件的圓周運動使擠壓成形材料流改向。壓型部件370的運動與光 纖組件80的線性運動組合形成鎧裝造型。型管360相對于光纖組件80的運動(其也可旋 轉)的旋轉速度控制鎧裝造型的節(jié)距。在其它所有條件一樣的情況下，壓型部件370的旋 轉速度越高導致鎧裝造型的節(jié)距越短。壓型部件370的大小和形狀特性至少部分控制賦予 電介質(zhì)鎧裝50的外表面52的具體鎧裝造型。盡管擠壓成形流主要在鎧裝內(nèi)部改向，但材 料液面降低使槽部分或完全移到鎧裝的外表面。當然，這種類型的擠壓成形配置可對電介 質(zhì)鎧裝的任何層使用。根據(jù)目前實施例的一部分，由單層電介質(zhì)材料形成鎧裝及省略外部光纜護套節(jié)約 了成本和處理時間。例如，形成如圖2和3中所示的光纜組件的鎧裝50的線速度可在12米/分的范圍內(nèi)。加套過程以24米/分的速度進行。因此，省略加套步驟使鎧裝形成過程 大約減少三分之一。用于形成鎧裝的電介質(zhì)材料可被著色以提供所希望的外觀，及鎧裝的 外部可適合印刷。有其它適當?shù)姆椒捎糜谛纬涉z裝造型。作為例子，圖11示意性地示出了初始擠 壓成形為光滑表面的管(即具有右側所示的光滑外表面)的電介質(zhì)鎧裝50。其后，在硬化 之前，通過在層內(nèi)應用(如按壓)變形件402 (如小塊或指狀體)而在光滑表面的管中形成 外表面52的鎧裝造型54，以使外表面52以與車床中使用的類似方式成形。在該例子中，變 形件402可簡單地將材料從筋蹼向帶改向，或其可從電介質(zhì)鎧裝50完全去除材料。在一實 施例中，變形件402靜止不動及組件20旋轉，而在另一實施例中，變形件402在電介質(zhì)鎧裝 50軸向前進時在其周圍旋轉。在又一實施例中，電介質(zhì)鎧裝50和變形件402均旋轉。變形 件402也可組合在擠壓成形工具(模)中。圖12為與圖10中所示類似的另一示例性十字頭實施例304’的示意截面特寫圖。 在圖12中，尖頭348和模378構造成使得中央通道350與穿過其流動擠壓成形材料的材料 通道組合。型管360的一部分位于尖頭348的內(nèi)部區(qū)域349中，而型管的近端部分位于通 道350內(nèi)使得壓型部件370位于中央通道350內(nèi)并鄰近通道輸出端352。該幾何結構使能 控制擠壓成形材料流，同時限制模378內(nèi)的擠壓成形材料332。在與圖11中所示類似的另一實施例中，如圖13和14所示，電介質(zhì)鎧裝使用電介 質(zhì)擠壓成形材料332初始擠壓成形為光滑表面的管(即具有右側所示的光滑外表面)。其 后，在硬化之前，通過應用(如按壓)具有一個或多個部件404的變形件402 (如一組齒輪) 而形成外表面52的鎧裝造型54，一個或多個部件404壓入電介質(zhì)鎧裝以成形外表面52。圖 14示出了具有外緣403的滾筒型變形件402的實施例的立體圖，部件404形成在外緣403 中。在該實施例中，圖13的變形件402可按兩個、三個、四個或更多個的組形成以成形所希 望的鎧裝造型。滾筒型變形件404在電介質(zhì)鎧裝硬化之前在其外表面52上滾動以壓印鎧 裝造型的部件404。變形件402可將擠壓成形材料332擠壓靠向光纖組件30以消除自由空間100。變 形件402還可以保持所希望的自由空間100量的方式擠壓靠向電介質(zhì)鎧裝50。圖15為使 用兩個滾筒型變形件將所希望的鎧裝造型壓印在電介質(zhì)鎧裝內(nèi)的正視圖。例 3如圖2中所示的光纖組件具有約7. 4mm的總平均外徑，考慮截面中有一些橢圓變 形，帶厚度為1. 1mm，筋蹼厚度為0.8mm，中值間隔A R為0. 38mm，核心組件外徑為4.45mm， 在核心組件中具有6根光纖。例 4如圖2中所示的光纖組件具有約8. 2mm的總平均外徑，考慮截面中有一些橢圓變 形，帶厚度為1. 1mm，筋蹼厚度為0. 8mm，中值間隔A R為0. 40mm，核心組件外徑為5. 2mm，在 核心組件中具有12根光纖。例 5如圖2中所示的風道級光纖組件具有約10. 5mm的總平均外徑，考慮截面中有一 些橢圓變形，帶厚度為1.3mm，筋蹼厚度為0.9mm，中值間隔A R為0. 40mm，核心組件外徑為 6. 65mm，在核心組件中具有24根光纖。
很顯然，如果對本發(fā)明的修改和變化在所附權利要求的范圍內(nèi)，則本發(fā)明覆蓋這 些修改和變化。
權利要求
一種鎧裝光纖組件，包括具有至少一光纖和護套的光纖組件；及包圍光纖組件并具有內(nèi)表面和外表面的單層電介質(zhì)鎧裝，該電介質(zhì)鎧裝具有鎧裝造型，鎧裝造型具有外徑，其中所述電介質(zhì)鎧裝的外表面形成鎧裝光纖組件的外表面；及所述電介質(zhì)鎧裝的內(nèi)表面接觸所述護套。
2.根據(jù)權利要求1的鎧裝光纖組件，其中所述鎧裝光纖組件在光纖組件和電介質(zhì)鎧裝 的內(nèi)表面之間的中值間隔在約0. 1-1. 5mm的范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權利要求1或2的鎧裝光纖組件，其中所述電介質(zhì)鎧裝由環(huán)形截面的電介質(zhì)材 料組成。
4.根據(jù)權利要求3的鎧裝光纖組件，其中所述鎧裝包括聚氯乙烯。
5.根據(jù)權利要求4的鎧裝光纖組件，其中所述鎧裝具有65或更大的肖氏D硬度。
6.根據(jù)權利要求5的鎧裝光纖組件，其中所述鎧裝造型具有在約5mm和約30mm之間的 節(jié)距P及在所述節(jié)距P的約20%和80%之間的槽深。
7.根據(jù)權利要求6的鎧裝光纖組件，其中所述鎧裝光纖組件具有低于150kg/km的重量。
8.根據(jù)權利要求7的鎧裝光纖組件，其中所述鎧裝具有約1200MPa或更大的彈性模量。
9.根據(jù)權利要求8的鎧裝光纖組件，其中所述電介質(zhì)鎧裝具有在7-15mm范圍內(nèi)的外徑。
10.根據(jù)權利要求9的鎧裝光纖組件，其中所述鎧裝具有連續(xù)環(huán)形截面。
11.根據(jù)權利要求10的鎧裝光纖組件，其中所述鎧裝為單一、連續(xù)及均勻的電介質(zhì)材料層。
12.一種鎧裝光纖組件，包括 具有至少一光纖和護套的光纖組件；及包圍光纖組件的單層電介質(zhì)鎧裝，該電介質(zhì)鎧裝由具有鎧裝造型和連續(xù)環(huán)形截面的剛 性聚氯乙烯層組成，聚氯乙烯層至少具有300，000psi的拉伸模量，其中所述護套接觸所述 電介質(zhì)鎧裝。
13.根據(jù)權利要求12的鎧裝光纖組件，其中所述電介質(zhì)鎧裝具有在7-15mm范圍內(nèi)的外徑。
14.根據(jù)權利要求12或13的鎧裝光纖組件，其中所述鎧裝光纖組件在光纖組件和電介 質(zhì)鎧裝的內(nèi)表面之間的中值間隔在約0. 1-1. 5mm的范圍內(nèi)。
15.根據(jù)權利要求14的鎧裝光纖組件，其中所述鎧裝造型具有在約5mm和約30mm之間 的節(jié)距P及在所述節(jié)距P的約20%和80%之間的槽深。
16.一種鎧裝光纖組件，包括 具有至少一光纖的光纖組件；及包圍光纖組件的單層電介質(zhì)鎧裝，該電介質(zhì)鎧裝包括具有鎧裝造型和連續(xù)環(huán)形截面的 電介質(zhì)層，其中護套接觸所述電介質(zhì)鎧裝；及所述鎧裝造型具有在約5mm和約30mm之間的節(jié)距P及在所述節(jié)距P的約20%和80%之間的槽深。
17.根據(jù)權利要求16的鎧裝光纖組件，其中所述鎧裝為單一、連續(xù)及均勻的電介質(zhì)材料層。
18.一種鎧裝光纖組件，包括 具有至少一光纖和護套的光纖組件；及包圍光纖組件并具有內(nèi)表面和外表面的連續(xù)環(huán)形截面單層電介質(zhì)鎧裝，該電介質(zhì)鎧裝 具有鎧裝造型，鎧裝造型具有在7-15mm范圍內(nèi)的外徑及在55-64范圍內(nèi)的肖氏D硬度，其 中所述鎧裝光纖組件在光纖組件和電介質(zhì)鎧裝的內(nèi)表面之間的中值間隔在約0. 1-1. 5mm 的范圍內(nèi)；所述電介質(zhì)鎧裝的外表面形成鎧裝光纖組件的外表面；及 所述電介質(zhì)鎧裝的內(nèi)表面接觸所述護套。
19.根據(jù)權利要求18的鎧裝光纖組件，其中所述鎧裝造型具有在約5mm和約30mm之間 的節(jié)距P及在所述節(jié)距P的約20%和80%之間的槽深。
20.根據(jù)權利要求18或19的鎧裝光纖組件，其中所述鎧裝包括聚氯乙烯。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鎧裝光纖組件，包括具有至少一光纖和護套的光纖組件；及包圍光纖組件并具有內(nèi)表面和外表面的單層電介質(zhì)鎧裝，該電介質(zhì)鎧裝具有鎧裝造型，鎧裝造型具有外徑，其中所述電介質(zhì)鎧裝的外表面形成鎧裝光纖組件的外表面；及所述電介質(zhì)鎧裝的內(nèi)表面接觸所述護套。本發(fā)明的鎧裝光纖組件可從壓擠載荷引起的變形恢復。另外，本發(fā)明鎧裝光纖組件可具有任何適當?shù)娜紵?或煙霧等級以滿足計劃使用空間的要求。另外，本發(fā)明組件更輕便及制作成本更低。
文檔編號G02B6/44GK101876733SQ20101017018
公開日2010年11月3日 申請日期2010年4月30日 優(yōu)先權日2009年4月30日
發(fā)明者G·B·伯勒爾, J·L·格林伍德三世, K·A·格里爾, K·D·斯蘭, W·B·尼科爾森 申請人:康寧光纜系統(tǒng)有限公司