專利名稱：多纖維光纜的制作方法
多纖維光纜相關申請的交叉參考本申請作為PCT國際專利申請于2009年3月27日遞交，在除美國外其他所有國 家的申請人是美國國內企業(yè)——ADC電信公司，只有在美國的申請人是美國公民Wayne M.Kachmar，該申請要求2008年3月28日遞交的申請?zhí)枮?1/040,164的美國臨時專利申 請和2009年3月26日遞交的申請?zhí)枮?2/411,756的美國實用專利申請的優(yōu)先權。
背景技術：
多纖維光纜典型地包括(1)多根光纖維(例如每根光纜包括12、24、48根光 纖維)；(2)環(huán)繞光纖維的緩沖層；(3)環(huán)繞緩沖層的加強層；以及(4)外部護套。光纖 維用于傳輸光信號。典型的光纖維包括被包層環(huán)繞的芯部，該包層由涂層保護。緩沖層 用于環(huán)繞并保護被涂敷的光纖維。加強層增加纖維光纜的機械強度以防止內層光纖維在 安裝期間和之后受到應力。外部護套還提供對化學損害的保護措施。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一個方面涉及到一種多纖維光纜裝置，其具有多個光纖維以及繞著所 述多個光纖維以相反雙螺旋配置設置的至少兩個纖維聚集元件。外部護套環(huán)繞所述纖維 聚集元件和所述多個光纖維。。上述發(fā)明內容部分僅以簡單的形式對一些概念進行介紹，進一步說明參見后面 的詳細說明部分。本部分內容不對要求保護的主體的關鍵特征或中心特征進行指定，也 不對要求保護的主體范圍進行限制。


圖1示出了根據本發(fā)明原理的具有示例性特點的多纖維光纜裝置的透視圖。圖2示出了適用于圖1的多纖維光纜裝置的光纖維的透視圖。圖3示出了適用于圖1的多纖維光纜裝置的外部護套的透視圖。圖4示出了根據本發(fā)明原理的具有示例性特點的雙光纜裝置的頂視圖。圖5示出了圖4中雙光纜裝置在5-5處的截面圖。圖6示出了根據本發(fā)明原理的制造通訊光纜的可選系統(tǒng)的示意圖。圖7示出了適用于與圖6的系統(tǒng)配合使用的十字頭的截面圖。
具體實施例方式下面將對所展示的本發(fā)明的示例性的特點結合附圖進行詳細說明。盡可能地， 對相同或相似的結構都使用相同的附圖標記。參見圖1，一種多纖維光纜裝置用附圖標記10表示。該多纖維光纜裝置10包 括用附圖標記11表示的纖維束，其具有用附圖標記12表示的多個光纖維。多纖維光纜 裝置10進一步還包括至少兩個纖維聚集元件14、加強層16以及外部護套18。在本實施
4例中，作為示例，纖維束11是由設置在多纖維光纜裝置10中的十二根光纖維12構成的 單組。多個光纖維12通過纖維聚集元件14保持在纖維束11中，下面將對此進行詳細說 明。參見圖2，其示出了多個光纖維12中的一根光纖維。每根光纖維12包括芯部 20。芯部20由諸如硅石材料的玻璃材料制成，其具有第一折射率。在本實施例中，芯 部20具有小于或等于lOiim的外徑D1。每根光纖維12的芯部20被包層22環(huán)繞，該包層也由例如硅石材料的玻璃材料 制成，該包層22具有小于芯部20的第一折射率的第二折射率。芯部20的第一折射率和 包層22的第二折射率之間的差值允許通過光纖維12傳輸的光信號被限制到芯部20。在 本實施例中，包層22具有小于或等于125iim的外徑D2。用附圖標記24表示的涂層環(huán)繞包層22。涂層24包括內層26和外層28。在本 實施例中，涂層24的內層26直接與包層22相接從而使內層26環(huán)繞包層22。內層26是 具有低彈性模量的聚合材料(如聚氯乙烯、聚乙烯、聚氨酯、聚丙烯、聚偏二氟乙烯、 乙烯醋酸乙烯酯、尼龍、聚酯或其他材料)。內層26采用低彈性模量是為了防止光纖維 12發(fā)生微彎曲。涂層24的外層28是具有比內層26更高彈性模量的聚合材料。在實施例中，涂 層24的外層28直接與內層26相接從而使外層28環(huán)繞內層26。外層28采用更高彈性模 量是為了在加工過程中對光纖維12機械地保護并保持形狀。在實施例中，外層28具有 小于或等于250 u m的外徑D3。本實施例中，光纖維12被制造成減小光纖維12對微彎曲或宏彎曲的敏感度(后 文稱作“彎曲不敏感”)。示例性的彎曲不敏感光纖12在公開號為2007/0127878和 2007/0280615的美國專利申請中有詳細描述，在此這兩份文件整體引用作參考。一種 適用于本發(fā)明的多纖維光纜10的示例性彎曲不敏感光纖維12可從Draka Comteq公司以 BendBright XS商品名稱獲得。再參照圖1，多個光纖維12聚集在纖維束11中并且同心地布置在多纖維光纜裝 置10的外部護套18中。多纖維光纜裝置10的纖維聚集元件14圍繞多個光纖維12布 置。纖維聚集元件14將光纖維12聚集在纖維束11中并且將光纖維12保持在該組中。纖維聚集元件14沿著光纖維12的長度以大體相反雙螺旋配置圍繞多個光纖維12 布置。纖維聚集元件14環(huán)繞多個光纖維12的相反雙螺旋配置確保在制造多纖維光纜裝 置10的過程中將光纖維12固定在一起。在本實施例中，纖維聚集元件14采用材料帶， 該材料可以是但不限于棉線。本實施例中，纖維聚集元件14包括第一纖維聚集元件14a和第二纖維聚集元件 14b。第一和第二纖維聚集元件14a、14b沿著多個光纖維12長度以大體相反雙螺旋配置 緊繞著多個光纖維12設置。通過緊繞著多個光纖維12設置的第一和第二纖維聚集元件 14a、14b，在第一和第二光纖維聚集元件14a、14b與多個光纖維12之間沒有中間層。在相反雙螺旋配置中，第一纖維聚集元件14a以第一方向環(huán)繞光纖維12的長度 形成螺旋，第二纖維聚集元件14b以與第一方向相反的第二方向環(huán)繞光纖維12的長度形 成螺旋。在本實施例中，第一方向是順時針方向而第二方向是逆時針方向。第一和第二 纖維聚集元件14a、14b圍繞多個光纖維12的相反雙螺旋配置使多個光纖維聚攏并保持在纖維束11中。多纖維光纜裝置10的加強層16適合于防止軸向拉伸負載施加于光纖維12上。 加強層16可以包括紗線、纖維、絲、帶、薄膜、環(huán)氧樹脂、細絲或其他結構。在一個實 施例中，加強層包括沿著光纖整個長度縱向延伸的芳綸紗(例如Kevlar紗線)。加強層 16環(huán)繞具有多個光纖維12的纖維束11和纖維聚集元件14，從而使加強層16直接與纖維 聚集元件14相鄰接。盡管在加強層16與纖維聚集元件14之間可能存在空間或間隙，但 是加強層16與纖維聚集元件14之間沒有布置中間層(即緩沖層)或涂層。盡管多纖維光纜裝置10在加強層16與第一、第二纖維聚集元件14a和14b之間 不包括中間層(即緩沖層)，但該至少兩個纖維聚集元件14以及彎曲不敏感光纖維12相 配合以將多個光纖維12聚集在一起以便制造，并且防止光纖維12由于多纖維光纜裝置10 的微彎曲或宏彎曲而遭受衰減損失。多纖維光纜裝置10的外部護套18環(huán)繞加強層16從而使外部護套18直接與加強 層16相鄰接。外部護套18包括基部材料30，基部材料30是熱塑性材料。在一個實施 例中，基部材料30是例如低煙無鹵聚烯烴和聚碳酸酯的低煙無鹵材料。在另一個實施例 中，基部材料30是傳統(tǒng)熱塑性材料，例如聚乙烯、聚丙烯、聚乙丙烯、共聚物、聚苯乙 烯、苯乙烯共聚物、聚氯乙烯、聚酰胺(尼龍)以及例如聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚醚醚 酮、聚亞苯基硫醚、聚醚酰亞胺、聚對苯二甲酸丁二酯這樣的聚酯材料，以及其他熱塑 性材料。在本實施例中，外部護套18具有小于或等于4mm的外徑D4。在另一個實施例 中，外部護套18具有小于或等于3.5_、或者小于或等于3mm的外徑D4。在另外一 個實施例中，外部護套18的外徑D4在大約2mm到4mm、大約2.5mm到4mm以及大約 3mm到4mm的范圍內?，F(xiàn)在參見圖3，所示出的是外部護套18的實施例，外部護套18包括設置在基部 材料30中的多個減縮材料32。外部護套18的基部材料30中的減縮材料32用于防止擠 縮。申請?zhí)枮?1/039122的美國專利申請記載了在外部護套的基部材料中使用的一種示 例性的減縮材料，在此引用其全文作為參考。在一個實施例中，減縮材料32是液晶聚合物(LCP)。適用于多纖維光纜裝置10 的液晶聚合物的例子記載于公開號為3991014、4067852、4083829、4130545、4161470、 4318842和4468364的美國專利申請中，在此引用全文作為參考。為了促進多纖維光纜裝置10的靈活性，減縮材料32的密集度相對于基部材料 30較小。在一個實施例中，僅作為示例，減縮材料32不到外部護套18的總重量的大 約10%。另一個實施例中，僅作為示例，減縮材料32不到外部護套18的總重量的大約 5%。。另一個實施例中，減縮材料32不到外部護套18的總重量的大約2%。。另一個 實施例中，減縮材料32不到外部護套18的總重量的大約1.9%、不到大約1.8%、不到大 約1.7%、不到大約1.6%、不到大約1.5%、不到大約1.4%、不到大約1.3%、不到大約 1.2%,不到大約1.1%或不到大約1%。參見圖4和圖5，其示出了一個雙光纖裝置，用附圖標記40表示。在本實施例 中，雙光纖裝置40包括第一端42和相反設置的第二端44。雙光纖裝置40包括第一多纖維光纜裝置46和第二多纖維光纜裝置48。第一和第二多纖維光纜裝置46和48都包括多個光纖維12、至少兩個纖維聚集元件14和加強層 16。第一和第二多纖維光纜裝置46和48的光纖維12、纖維聚集元件14和加強層16 被外部護套50環(huán)繞。外部護套50包括圍繞第一多纖維光纜裝置46的第一部分52和圍 繞第二多纖維光纜裝置48的第二部分54。在本實施例中，外部護套50進一步包括將外 部護套的第一部分52連接于第二部分54的連接部56。在所述實施例中，外部護套50的連接部56將第一和第二多纖維光纜裝置46和 48隔開距離W。連接部56的厚度比外部護套50的第一或第二部分52、54的外徑薄。 連接部56變薄有利于通過撕或者切割的方式分開第一和第二多纖維光纜裝置。在本實施例中，第一和第二多纖維光纜裝置46和48的第一和第二端42/44都包 括多個多纖維連接器58。在美國專利申請5214730中記載了示例性的多纖維連接器58， 在此引用做參考。在本實施例中，至少一個多纖維連接器58固定于第一和第二多纖維光纜裝置 46、48的第一和第二端42和44上。在第一和第二多纖維光纜裝置46、48的每端的加強 部件16固定到多纖維連接器58上。在一個實施例中，加強部件16卷壓到加強部件16 上。參見圖6，其示出了用于制造多纖維光纜裝置10的系統(tǒng)200的示意圖。系統(tǒng)200 包括十字頭，用附圖標記202表示，其用來接收來自擠壓機204的熱塑性材料。送料斗 206用于將材料輸送到擠壓機204中。第一傳輸機208將基部材料30輸送至送料斗206。 第二傳輸機210將減縮材料32輸送至送料斗206。擠壓機204由加熱系統(tǒng)212加熱，該 加熱系統(tǒng)可以包括一或多個加熱部件，用于將擠壓機以及十字頭202的一些部位加熱到 所需的加工溫度。多個光纖維12從進給輥214輸送至十字頭202。第一和第二纖維聚集元件14a、14b分別設置在第一和第二供給輥216a、216b上 (如圖6中剖面圖所示)。第一供給輥216a包括第一纖維聚集元件14a，第二供給輥216b 包括第二纖維聚集元件14b。在本實施例中，多個光纖維12從第一供給輥216a的中心 穿過。當多個光纖維12從第一供給輥216a的中心穿過時，第一供給輥216a保持靜止。 但第一纖維聚集元件14a在第一方向217a上(如圖6中虛線箭頭所示)從靜止的第一供 給輥216a上解繞，使得第一纖維聚集元件14a以大體螺旋配置的方式圍繞多個光纖維12 布置。本實施例中，第一方向217a是順時針方向。本實施例中，多個光纖維12和第一纖維聚集元件14a隨后穿過第二供給輥216b 的中心。當多個光纖維12和第一纖維聚集元件14a穿過第二供給輥216b的中心時，第 二供給輥216b保持靜止。但第二纖維聚集元件14b在第二方向217b上(如圖6中虛線 箭頭所示)從靜止的第二供給輥216b上解繞。本實施例中，第二方向217b是逆時針方 向。本實施例中，第一和第二纖維聚集元件14a、14b以大體相反雙螺旋配置方式環(huán)繞光 纖維12定向。水槽218設置在十字頭202的下游位置用來對從十字頭202出來的擠壓產品進行 冷卻。冷卻后的最終產品存儲在由驅動機構222驅動旋轉的卷繞輥220上?？刂破?24 協(xié)調系統(tǒng)200的各個不同部件的運行。在系統(tǒng)200運行時，基部材料30和減縮材料32分別通過第一和第二傳輸機208、210輸送到送料斗206?？刂破?24優(yōu)選地控制輸送到送料斗206的基部材料30和 減縮材料32的比例。在一個實施例中，減縮材料32占輸送到送料斗106的總材料按照 重量不到2%。在其他實施例中，減縮材料32所占重量不到大約1.4%。材料受到重力作用從送料斗206落入擠壓機204中。在擠壓機204中，對材料 進行混合、粉碎和加熱。在一個實施例中，材料被加熱到高于基部材料30的熔點但低于 減縮材料32的熔點的溫度。該溫度優(yōu)選地足夠高到可以軟化減縮材料32，從而使減縮材 料32可以使用并進行擠壓。擠壓機204由加熱系統(tǒng)212加熱。擠壓機204也用于將材 料傳輸至十字頭202，并且提供壓力以推動材料穿過十字頭202?，F(xiàn)在參見圖7，所述擠壓機204包括擠壓機筒240和設置在擠壓機筒240中的螺 旋鉆式擠壓機螺桿242。可以在擠壓機204出口端設置擠壓機篩網244。擠壓機篩網244 可以阻止用于擠壓的太大材料塊從擠壓機輸送到十字頭202。十字頭202包括材料輸入保護罩部件300，其接收來自擠壓機204的熱塑性材 料。十字頭202還包括頂端部302和擠壓模304。頂端部302限定內通道306，通過該 內通道輸送多個光纖維12和至少一個纖維聚集元件14。擠壓模304限定環(huán)形擠壓通道 308，環(huán)形擠壓通道308環(huán)繞頂端部302外部。十字頭202限定用于將熱塑性材料輸送到 環(huán)形擠壓通道308的環(huán)形通路。在十字頭202內部，熱塑性材料的流動方向與擠壓機204 的流向成90度以與纖維束對齊。在十字頭202內部，擠壓機204提供的材料優(yōu)選地維持在高于基部材料30的熔 點但低于減縮材料32的熔點的溫度。當熱塑性材料通過環(huán)形擠壓通道308被擠壓時，基 部材料30和減縮材料32被延展。延展使減縮材料32再成形為細長的纖維32，該纖維 32具有與多纖維光纜裝置10的縱向軸線基本對齊的長度。隨后該經擠壓的多纖維光纜裝 置10在水槽218中進行冷卻和成形。擠壓工序可以是壓力或半壓力擠壓工序，在該工序 中產品成所需形狀離開十字頭202，或者是環(huán)形擠壓工序，在該工序中產品在擠壓后被拉 出。冷卻后，產品被收集在卷繞輥上。
權利要求
1.一種多纖維光纜裝置，其包括包括多個光纖維的纖維束，每根光纖維包括芯部、環(huán)繞所述芯部的包層、以及環(huán)繞 所述包層的涂層；沿著所述光纖維的長度以大體螺旋配置繞著所述多個光纖維設置的第一纖維聚集元件；繞著所述多個光纖維設置的第二纖維聚集元件，其中，所述第一和第二纖維聚集元 件以大體相反雙螺旋配置繞著所述多個光纖維配置； 環(huán)繞所述纖維聚集元件的加強層；以及 環(huán)繞所述加強層的外部護套。
2.如權利要求1所述的多纖維光纜裝置，其特征在于，所述纖維束同心地設置在所述 外部護套中。
3.如權利要求2所述的多纖維光纜裝置，其特征在于，所述多個光纖維中的每個是彎 曲不敏感光纖維。
4.如權利要求1所述的多纖維光纜裝置，其特征在于，所述纖維束包括十二根光纖維。
5.如權利要求1所述的多纖維光纜裝置，其特征在于，所述涂層的外徑小于或等于大 約 250 μ m。
6.如權利要求5所述的多纖維光纜裝置，其特征在于，所述外部護套的外徑小于或等 于大約3mmο
7.如權利要求1所述的多纖維光纜裝置，其特征在于，所述外部護套是具有基部材料 和減縮材料的熱塑性材料混合物，所述減縮材料在所述熱塑性材料混合物中按重量計小 于或等于大約2%。
8.如權利要求7所述的多纖維光纜裝置，其特征在于，所述基部材料是低煙無鹵材料。
9.如權利要求8所述的多纖維光纜裝置，其特征在于，所述減縮材料是液晶聚合物。
10.如權利要求9所述的多纖維光纜裝置，其特征在于，所述減縮材料在所述熱塑性 材料混合物中按重量計小于或等于大約1.4%。
11.如權利要求1所述的多纖維光纜裝置，其特征在于，所述纖維聚集元件是材料帶。
12.如權利要求11所述的多纖維光纜裝置，其特征在于，所述材料帶是棉線。
13.—種雙光纖裝置，其包括 第一多纖維光纜裝置，包括第一多個光纖維，所述第一多個光纖維中的每根纖維包括芯部、環(huán)繞所述芯部的包 層、以及環(huán)繞所述包層的涂層；第一多個纖維聚集元件，所述第一多個纖維聚集元件沿著所述光纖維的長度以大體 相反雙螺旋配置繞著所述多個光纖維設置； 環(huán)繞所述纖維聚集元件的第一加強層； 第二多纖維光纜裝置，包括第二多個光纖維，所述第二多個光纖維中的每根纖維包括芯部、環(huán)繞所述芯部的包層、以及環(huán)繞所述包層的涂層；第二多個纖維聚集元件，所述第二多個纖維聚集元件沿著所述光纖維的長度以大體 相反雙螺旋配置繞著所述多個光纖維設置；環(huán)繞所述纖維聚集元件的第二加強層；以及環(huán)繞所述第一和第二多纖維光纜裝置的外部護套，其中，所述外部護套包括將所述 第一多纖維光纜裝置連接到所述第二多纖維光纜裝置的材料連接部。
14.如權利要求13所述的雙光纖裝置，其特征在于，所述外部護套包括具有基部材料 和減縮材料的熱塑性材料混合物，其中，所述減縮材料在所述熱塑性材料混合物中按重 量計小于或等于大約1.4%。
15.如權利要求14所述的雙光纖裝置，其特征在于，所述基部材料是低煙無鹵材料。
16.如權利要求13所述的雙光纖裝置，其特征在于，所述第一和第二多個光纖維中的 每個是多個彎曲不敏感光纖維。
17.如權利要求16所述的雙光纖裝置，其特征在于，所述第一和第二多個纖維聚集元 件是棉線。
18.一種制造多纖維光纜裝置的方法，包括在擠壓機中混合基質材料；繞著多個光纖維沿著第一方向解繞第一纖維聚集元件，使得所述第一纖維聚集元件 以大體螺旋配置繞著所述多個光纖維定向；繞著所述多個光纖維沿著與第一方向相反的第二方向解繞第二纖維聚集元件，使得 所述第一和第二纖維聚集元件以相反雙螺旋配置定向；輸送所述多個光纖維以及所述第一和第二纖維聚集元件通過通道；以及擠壓基部材料通過擠壓模以形成外部護套。
19.如權利要求18所述的加工多纖維光纜裝置的方法，其特征在于，所述第一和第二 纖維聚集元件是棉線。
20.如權利要求19所述的加工多纖維光纜裝置的方法，其特征在于，所述多個光纖維 中的每個是彎曲不敏感光纖維。
全文摘要
一種多纖維光纜裝置包括多個光纖維以及繞著所述多個光纖維以相反雙螺旋配置設置的至少兩個纖維聚集元件。外部護套環(huán)繞所述纖維聚集元件和所述多個光纖維。
文檔編號G02B6/44GK102016673SQ200980114538
公開日2011年4月13日 申請日期2009年3月27日 優(yōu)先權日2008年3月28日
發(fā)明者W·M·卡其馬 申請人:Adc電信公司