電纜的制作方法
【專利摘要】一種電纜，包含一種或多種聚合物元件，用于減少串?dāng)_，所述電纜包括：多組非屏蔽式雙絞線對，每組雙絞線對是彼此絞合絕緣的導(dǎo)體線對，每組雙絞線對具有不同的絞距；護套，其包圍所述多組非屏蔽式雙絞線對，其中在所述多組非屏蔽式雙絞線對中具有最長絞距的非屏蔽式雙絞線對位于所述護套的中心，以便具有最長絞距的所述雙絞線對的軸與所述電纜的中心縱軸基本重合；以及多個緩沖元件，其設(shè)置在所述外套中的所述多組非屏蔽式雙絞線對之間的空隙中，其中所述緩沖元件是成型的聚合物結(jié)構(gòu)。
【專利說明】電纜
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電纜領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及用于通信電纜的填充部件。
【背景技術(shù)】
[0002]通信電纜大致分為兩種結(jié)構(gòu):光纖電纜和金屬導(dǎo)體電纜，每個都具有其獨特的一組構(gòu)造參數(shù)，這些參數(shù)影響電纜所承載傳輸?shù)耐ㄐ判盘柕馁|(zhì)量。
[0003]對于金屬導(dǎo)體電纜，一種典型的結(jié)構(gòu)是LAN(局域網(wǎng))電纜，其通常由包裹在護套內(nèi)的四對絞合的絕緣銅導(dǎo)體構(gòu)成。其它更大的電纜可以采用更多的導(dǎo)體對。
[0004]在這種類型的四對LAN電纜結(jié)構(gòu)中，除了防止外部環(huán)境干擾外，為了減少通過一個線對的信號之間的串?dāng)_以及通過同一 LAN電纜中相鄰線對的信號之間的串?dāng)_，將導(dǎo)體對進行絞合。而且，由于當(dāng)相鄰線對的導(dǎo)體彼此平行布置時，線對之間的信號干擾最強，因此線對以不同的比率(即以不同的絞距(lay length))彼此圍繞絞合，以使相鄰線對中的導(dǎo)體平行的情況達到最少?？梢蕴砑悠渌奈镔|(zhì)，例如帶、填充件或十字形填充件，以便進一步減少電纜中線對之間的串?dāng)_量。
[0005]例如，在現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)中，其中四組雙絞線對被包含在一個護套中，通常使用四種不同的絞距，四組雙絞線對中的每一組用一個絞距。這些變化的纏距(twisting rate)導(dǎo)致線對中的線彼此平行的情況減少，從而減少串?dāng)_。例如，在典型的緊湊方形/矩形布置的四組線對的電纜中，有六種不同的串?dāng)_組合需要解決，如圖1的現(xiàn)有技術(shù)所示(標(biāo)記為C1-C6)。
[0006]通常已知，多組線對的電纜中特定線對的絞距越短，則串?dāng)_降低量越大。然而，對于電纜的每段長度，越短的絞距明顯使用越多的線，所以限制了任意給定銅線雙絞線對中的絞距有多短。因此，理想的是，具有滿足期望的串?dāng)_閾值的盡可能最長的絞矩。
[0007]用于解決這種串?dāng)_問題的一個現(xiàn)有方式是隔離四組線對的LAN電纜中的最長絞矩的線對，使其等距于同一電纜中的其它三組線對，并且距離相鄰LAN電纜中的其它線對盡可能遠。例如，如美國專利號7，550，674所示，提供了多組非屏蔽式雙絞線對，每一組均設(shè)置不同的絞距。護套圍繞多組非屏蔽式雙絞線對，而且在多組非屏蔽式雙絞線對中具有最長絞距的非屏蔽式雙絞線對位于護套的中心，基本沿著電纜的中心縱向軸線。參見圖2的現(xiàn)有技術(shù)。
[0008]為了保持這種幾何形狀和它的有利電氣特征，緩沖元件環(huán)繞中心線對設(shè)置在外部線對之間。所述緩沖元件一般是聚合物，形成為實心、發(fā)泡或中空結(jié)構(gòu)，但是，也可以使用其他替代材料和結(jié)構(gòu)。這些緩沖元件的尺寸有利地基本等于雙絞線對的直徑，并且被用于沿著圖2所示的電纜長度保持規(guī)則的幾何形狀。
[0009]然而，需要緩沖元件保持電纜中的線對幾何形狀必然會導(dǎo)致在電纜中使用附加部件的缺點，這一直是電纜結(jié)構(gòu)中由于附加的尺寸、重量、成本和燃料負荷引起的缺陷(燃料負荷影響耐火測試中電纜結(jié)構(gòu)的耐火和煙霧性能)。
[0010]這些緩沖元件的另一個問題是，它們緊鄰它們所分離的線對，這干擾了信號的電磁場，并且降低了通過線對的傳輸信號的有效性，因為構(gòu)造它們所用的聚合物結(jié)構(gòu)引起的有害介電性能。盡管使用于制造這些緩沖元件的聚合物發(fā)泡是一種可能的解決方案并且在理論上可以改進電氣性能，但是發(fā)泡通常是非優(yōu)選的選擇，因為其相對于實心斷面擠出成型增加了加工/擠出成型的難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本結(jié)構(gòu)通過提供低成本和有效的緩沖元件以保持通信/LAN電纜中的雙絞線對的合適空間幾何形狀，而不需要使用發(fā)泡聚合物，從而克服了現(xiàn)有技術(shù)的某些缺陷。
[0012]這種改進的緩沖元件被成型(profiled)為沿著電纜長度的任意點保持足夠的橫截面直徑，而同時利用成型的形狀顯著地減少了聚合物消耗。此外，緩沖元件的成型的形狀包括明顯氣隙，該氣隙減小了對臨近緩沖元件的線對中的信號的整體負介電效應(yīng)。
[0013]為此，本結(jié)構(gòu)涉及一種電纜，其包含一種或多種聚合物元件，用于減少串?dāng)_。電纜包括多組非屏蔽式雙絞線對，其中的每一組為絕緣的相互絞合的導(dǎo)體對，每組具有不同的絞距。護套圍繞所述多組非屏蔽式雙絞線對，其中在多組非屏蔽式雙絞線對中具有最長絞距的非屏蔽式雙絞線對位于護套的中心，以便具有最長絞距的雙絞線對的軸線基本與電纜的中心縱向軸線重合。
[0014]多個緩沖元件被設(shè)置在護套中的所述多組非屏蔽式雙絞線對之間的空隙中，其中緩沖元件是成型的聚合物結(jié)構(gòu)。
[0015]在另一種結(jié)構(gòu)中，提供了一種電纜，含有一種或多種聚合物元件，用于減小串?dāng)_，該電纜具有多組非屏蔽式雙絞線對，其中的每一個為絕緣的相互絞合的導(dǎo)體對，多組非屏蔽式雙絞線對具有不同的絞距。提供了中心間隔元件，在其周圍設(shè)置非屏蔽式雙絞線對。一個或多個外圍間隔元件被設(shè)置在非屏蔽式雙絞線對中，以保持非屏蔽式雙絞線對的間隔。
[0016]護套設(shè)置為環(huán)繞所述多組非屏蔽式雙絞線對以及中心和外圍間隔元件，其中所述間隔元件是成型的聚合物結(jié)構(gòu)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]通過下列描述和附圖，可以最佳地理解本發(fā)明，其中:
[0018]圖1-2示出了現(xiàn)有技術(shù)的LAN電纜結(jié)構(gòu)；
[0019]圖3示出了根據(jù)一個實施例的通信電纜的基本部件，該實施例使用現(xiàn)有技術(shù)的幾何形狀/結(jié)構(gòu)作為模型；
[0020]圖4A示出了根據(jù)一個實施例的通信電纜的成型的緩沖元件；
[0021]圖4B示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的通信電纜的成型的緩沖元件；
[0022]圖5示出了根據(jù)一個實施例的具有圖4A的緩沖元件的通信電纜；
[0023]圖6A和6B示出了根據(jù)一個實施例的通信電纜的鰭狀緩沖元件；
[0024]圖7示出了根據(jù)一個實施例的具有圖6A和6B的緩沖元件的通信電纜；
[0025]圖8A和SB示出了根據(jù)一個實施例的通信電纜的鰭狀緩沖元件；
[0026]圖9示出了根據(jù)一個實施例的具有圖8A和8B的緩沖元件的通信電纜；
[0027]圖1OA和IOB示出了根據(jù)一個實施例的通信電纜的鰭狀緩沖元件；
[0028]圖11示出了根據(jù)一個實施例的具有圖1OA和IOB的緩沖元件的通信電纜；[0029]圖12示出了根據(jù)一個實施例的通信電纜的成形(shaped)緩沖元件；
[0030]圖13示出了根據(jù)一個實施例的具有圖12的緩沖元件的通信電纜；
[0031]圖14示出了根據(jù)一個實施例的通信電纜的成形緩沖元件；
[0032]圖15示出了根據(jù)一個實施例的具有圖14的緩沖元件的通信電纜；
[0033]圖16示出了現(xiàn)有技術(shù)中代表性的二十五組(25)線對的電纜；以及
[0034]圖17示出了根據(jù)另一實施例的具有成型緩沖元件的通信電纜。
【具體實施方式】
[0035]在本發(fā)明的一個實施例中，示出了使用附圖3的現(xiàn)有技術(shù)作為示例性結(jié)構(gòu)模型，提供一電纜10，具有在外部擠出成型護套14中的四組非屏蔽式銅線的雙絞線對12a-12d。
[0036]為了說明本發(fā)明的顯著特征，電纜10被示出為具有四組雙絞線對12。然而，本發(fā)明不限于這方面。本發(fā)明也可以如期望地應(yīng)用于具有更多或更少數(shù)量的雙絞線對12的電纜。
[0037]雙絞線對12a_12d被描述為銅，但是任何期望的導(dǎo)電金屬都可以被期望地替代。此外，線對12中的銅被涂覆有典型的聚合物涂層，諸如PE (聚乙烯)或FEP (聚全氟乙丙烯)或基于所期望的成本或防火安全標(biāo)準(zhǔn)的其他絕緣體。護套14也是擠出成型的聚合物，由PVC(聚氯乙烯)或FRPVC(阻燃PVC)或其它這樣的聚合物組合物形成。
[0038]對于標(biāo)準(zhǔn)的四組線對的電纜，雙絞線對12a_12d中的每一組具有不同比率的扭轉(zhuǎn)絞合，從而導(dǎo)致不同的絞距。在當(dāng)前示例中，雙絞線對12a被假定為具有最短的絞距，而且線對12d具有最長的絞矩。例如，典型的電纜10可以采用范圍為0.3"至0.55" (0.3〃、0.325"、0.35"和0.55")的絞距。顯然，雙絞線對12的這些絞距僅是示例性的，本發(fā)明同樣適用于任何期望的絞距，這取決于期望的串?dāng)_容許度和期望的機械(重量等)規(guī)格。
[0039]如圖3所示，線對12a_12d被布置為具有三個輻條的輪結(jié)構(gòu)，其中具有最長的絞矩的線對12d基本上沿電纜10的中心縱軸布置在中心位置。具有較短絞距的三個線對12a-12c彼此分開設(shè)置，向外朝向護套14的內(nèi)徑。理想地，線對12a_12c大致呈120°分隔布置。
[0040]在本發(fā)明的一個實施例中，緩沖元件16圍繞中心線對12d布置，并分別設(shè)置在線對12a、12b和12c之間。如下面詳細描述，緩沖元件16通常使用特殊形狀由聚合物形成，以同時保持線對12a-12d的幾何形狀，同時減少聚合物用量，并使開口空間/空氣的量最大化以減少線對12a-12d中的信號的任何介電干擾。
[0041 ] 聚合物含量的降低可通過弓I入成型/成形緩沖元件16而實現(xiàn)，如將在下面更詳細地描述。成型緩沖元件16的形狀可以是不同的，但是不管形狀如何，應(yīng)當(dāng)保持其結(jié)構(gòu)完整性以抵抗電纜10的坍塌、彎曲、拉伸和正常的機械損傷。通常，用于緩沖元件16的聚合物材料可選自，但不限于，高溫材料，例如FEP、PTFE, PFA, ETFE等，以及低溫材料，諸如PVC、FRPVC, PE、FRPE, PP、FRPP, LSZH 化合物等。
[0042]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向本發(fā)明的細節(jié)，替換圖3所示的現(xiàn)有技術(shù)緩沖元件，用于緩沖元件16的斷面形狀在圖4A中示出，其中相比于如圖4B所示的現(xiàn)有技術(shù)緩沖元件，提供了一種成型的緩沖元件16。如圖4B所示,現(xiàn)有技術(shù)的常見緩沖元件(4組線對的LAN電纜,如圖2所示)可具有0.035"的ID (內(nèi)徑)和0.070"的OD (外徑)。圖4A示出了本緩沖元件16具有八個⑶溝槽20，除此之外具有相同的ID和OD。
[0043]在圖4A中，示例性的緩沖元件16形成為中空結(jié)構(gòu)，具有設(shè)置為基本等距圍繞外圓周的八個⑶溝槽20，圖4A給出了溝槽20的尺寸。
[0044]如圖4A所示，示例性的溝槽20寬度為0.004"，其中壁深0.0175"，溝槽20的深度是0.0125"。槽與壁的比率為0.71，這大致減少了 20%的表面積。
[0045]給定如圖4A所公開的溝槽20的尺寸和形狀，下表表示圖4A結(jié)構(gòu)相比于圖4B的現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)減小了重量的優(yōu)點。表1還示出了可以通過對緩沖元件16進行某些改進而實現(xiàn)的重量的減小，該改進是通過在圖4A所示的八個(8)溝槽上再加1-3個額外的溝槽20。
[0046]重量減小實例表1
[0047]
【權(quán)利要求】
1.一種電纜，包含一種或多種聚合物元件，用于減少串?dāng)_，所述電纜包括: 多組非屏蔽式雙絞線對，每組雙絞線對是彼此絞合絕緣的導(dǎo)體線對，每組雙絞線對具有不同的絞距； 護套，其包圍所述多組非屏蔽式雙絞線對，其中在所述多組非屏蔽式雙絞線對中具有最長絞距的非屏蔽式雙絞線對位于所述護套的中心，以便具有最長絞距的所述雙絞線對的軸與所述電纜的中心縱軸基本重合；以及 多個緩沖元件，其設(shè)置在所述外套中的所述多組非屏蔽式雙絞線對之間的空隙中，其中所述緩沖元件是成型的聚合物結(jié)構(gòu)。
2.權(quán)利要求1的電纜，其中，所述緩沖元件是圓形的緩沖元件，在所述緩沖元件的外表面上具有多個溝槽。
3.權(quán)利要求2的電纜，其中，所述多個溝槽是圍繞所述緩沖元件的所述外表面圓周均勻間隔開地布置的八個溝槽。
4.權(quán)利要求1的電纜，其中，所述電纜保持四組非屏蔽式雙絞線對，每組雙絞線對具有不同的絞距，所述四組雙絞線對中的具有最長絞距的雙絞線對是所述位于中心的非屏蔽式雙絞線對。
5.權(quán)利要求4的電纜，其中，三組非最長絞距的非屏蔽式雙絞線對沿著所述護套的內(nèi)徑遠離所述電纜的中心定位，并設(shè)置成基本以120度彼此分隔。
6.權(quán)利要求5的電纜，其中，所述電纜具有三個緩沖元件。
7.權(quán)利要求6的電纜，其中，所述三個緩沖元件被設(shè)置為用于將所述三個非最長絞距的非屏蔽式雙絞線對保持成所述基本以120`度彼此分隔。
8.權(quán)利要求1的電纜，其中，所述緩沖元件是鰭狀緩沖元件。
9.權(quán)利要求8的電纜，其中，所述鰭狀緩沖元件為每一緩沖元件具有兩個、三個或四個鰭。
10.權(quán)利要求1的電纜，其中，所述緩沖元件是成形緩沖元件。
11.權(quán)利要求10的電纜，其中，所述成形緩沖元件是星形或三角形緩沖元件。
12.權(quán)利要求1的電纜，其中，所述緩沖元件是基于圓形而成型的緩沖元件，相對于具有相同外徑的純圓形緩沖元件，提供了基本13% -24%的重量減小。
13.權(quán)利要求1的電纜，其中，所述緩沖元件是鰭狀緩沖元件，相對于具有相同外徑的純圓形緩中元件，其提供了基本59% -66%的重量減小。
14.權(quán)利要求1的電纜，其中，所述緩沖元件是成形的緩沖元件，相對于具有相同外徑的純圓形緩沖元件，其提供了基本43% -55%的重量減小。
15.權(quán)利要求1的電纜，其中，所述緩沖元件被設(shè)置為螺旋扭轉(zhuǎn)形式，絞距大致為1.00"，但是絞距范圍能夠從0.010"至10.00"。
16.權(quán)利要求1的電纜，其中，所述緩沖元件是鰭狀緩沖元件，相對于具有相同外徑的純圓形緩沖元件，其提供了基本83% -86%的表面積減小。
17.權(quán)利要求1的電纜，其中，所述緩沖元件由發(fā)泡聚合物制成。
18.一種用于減小串?dāng)_的電纜，所述電纜包括: 多組非屏蔽式雙絞線對，每組雙絞線對是彼此絞合絕緣的導(dǎo)體線對，所述多組非屏蔽式雙絞線對具有不同的絞距；中心間隔元件，所述非屏蔽式雙絞線對設(shè)置在所述中心間隔元件周圍； 一個或多個外圍間隔元件，其設(shè)置在所述非屏蔽式雙絞線對中，以保持所述非屏蔽式雙絞線對的間隔；以及 護套，其包圍所述多組非屏蔽式雙絞線對以及中心和外圍間隔元件，其中所述間隔元件是成型的聚合物結(jié)構(gòu)。
19.權(quán)利要求18的電纜，其中，所述緩沖元件是圓形的緩沖元件，其在所述緩沖元件的外表面上具有多個溝槽。
20.權(quán)利要求18的 電 纜，其中，所述間隔元件為鰭狀的間隔元件。
【文檔編號】H01B7/17GK103531282SQ201310332621
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月2日
【發(fā)明者】G·赫夫納, Q·姜, J·凱勒, K·佩雷沃斯尼克, F·瓊, P·克魯施爾 申請人:尼克桑斯公司