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具有單獨屏蔽雙扭線的高速數(shù)據(jù)電纜的制作方法

文檔序號:6846122閱讀:265來源:國知局
專利名稱:具有單獨屏蔽雙扭線的高速數(shù)據(jù)電纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及帶有單獨屏蔽雙扭線的一種數(shù)據(jù)電纜。
為控制NEXT,工業(yè)上使用具有單獨屏蔽雙扭線(twisted pairs)的數(shù)據(jù)電纜,ISTP。每個ISTP由用一種箔屏蔽纏繞單個雙扭線的一個單一雙扭線組成。箔屏蔽通常側(cè)向纏繞或“香煙包裝”式的折疊。在此使用的語句側(cè)向折疊和香煙包裝是可相互交換的。側(cè)向折疊是沿著單個雙扭線的長度縱向地延伸。盡管ISTP改進了電纜的NEXT性能并抵抗了其他的電子干擾,但該結(jié)構(gòu)能引起其他電纜的負面影響。特別是,由于應(yīng)用了一種單獨的屏蔽圍繞雙扭線,電纜的阻抗和回程損耗性能通常被降低。
通過使用的金屬導(dǎo)體的尺寸,絕緣材料的介電常數(shù),和兩個導(dǎo)體的中心距來確定一個非屏蔽雙扭線(UTP)的阻抗。由這些相同的因素影響一個ISTP的阻抗,但也受到纏繞它圓周的屏蔽所影響。當(dāng)今的各屏蔽具有在幾何上的各種變化。很小的幾何變化和整個屏蔽罩的間距可以急劇的影響電纜的阻抗。屏蔽罩通常由一種薄的金屬箔制造,可以起皺,位移,甚至打開。在整個制造,安裝和使用電纜的過程中,會出現(xiàn)不期望的起皺,位移和打開。起皺、位移和打開會導(dǎo)致阻抗變化的害的增加。增加的變化會影響其他的電纜參數(shù),比如回程損耗(RL)。由常規(guī)ISTP電纜引起的阻抗變化和有關(guān)的電纜性能的降低當(dāng)然是不期望的。
概述本發(fā)明期望提供具有多個單獨屏蔽雙扭線的一種電纜,該屏蔽罩雙扭線具有改進的抗變形性,而在常規(guī)設(shè)計的電纜上又增加了阻抗的穩(wěn)定性。為了提供具有改進的抗變形的ISTP,本發(fā)明提供具有多個單獨屏蔽雙扭線的一種電纜。每個單獨的屏蔽雙扭線包括一個屏蔽罩,該屏蔽罩包括具有第一表面和相對于第一表面的第二表面的多層。屏蔽罩具有第一縱向延伸端和第二縱向端。該屏蔽罩使用一種側(cè)向折疊或“香煙包裝”折疊圍繞著雙扭線的排列。側(cè)向纏繞的屏蔽罩的一部分被自身粘結(jié)。通過屏蔽罩本身的部分粘結(jié),屏蔽罩形成包圍雙扭線的一個半剛性管。作為變成更硬和更安全纏繞的結(jié)果,屏蔽罩保持了它的形狀并在制造過程或電纜使用過程中防止了屏蔽罩的位移或展開。此外,粘合的屏蔽罩結(jié)構(gòu)提供了屏蔽罩的抗起皺和變形的性能。改進的屏蔽罩的穩(wěn)定性的結(jié)果全面地減少了電纜中的阻抗變化。
按照上述的期望,高速數(shù)據(jù)電纜具有多個單獨的雙扭線。每個單獨的雙扭線具有圍繞第二絕緣導(dǎo)體扭絞的第一絕緣導(dǎo)體。電纜進一步具有多個屏蔽罩。多個屏蔽罩的每一個是圍繞著多個雙扭線的各個不同的一個排列。每個雙扭線是徑向地排列在圍繞它的屏蔽罩內(nèi),并且雙扭線是排列在屏蔽罩內(nèi),除了其他的多個雙扭線外。電纜還可以具有整體的屏蔽罩,通常是編織的結(jié)構(gòu),環(huán)繞著多個ISTP。電纜具有一個護套,它環(huán)繞著整體屏蔽罩和具有圍繞每個雙扭線排列的多個屏蔽罩。
多個屏蔽罩的每個用一種側(cè)向折疊排列。每個屏蔽罩具有第一縱向延伸端和第二縱向延伸端。第一表面形成第一和第二縱向延伸端的一個表面。第二表面也形成所述第一和第二縱向延伸端的一個表面。第一表面與第二表面相對。第一縱向延伸端的一部分被粘合到所述第二縱向延伸端的一部分。
在一個實施例中,粘合部分包括形成第一縱向延伸端的表面的第一表面的一部分,和形成第二縱向延伸端表面的一部分的第二表面的一部分。
在另一個實施例中,粘合部分包括形成第一縱向延伸端的一個表面的第一表面的一部分,和形成第二縱向延伸端一部分的第一表面的一部分。
通過具體的結(jié)合附圖,本發(fā)明的這些和其他的特征對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的。然而,出于清楚的表示本發(fā)明,附圖和細節(jié)的描述僅僅是為了示例目的,而不是在于限定本發(fā)明。
圖2a-2e顯示一個本發(fā)明單獨屏蔽雙扭線的可替換實施例的側(cè)向橫截面視圖。
圖3a顯示一個放大的頂端以及沿著它的側(cè)向和縱向長度,部分未纏繞的屏蔽罩部分的側(cè)視圖。
圖3b顯示圖2d中所示單獨屏蔽雙扭線的可替換實施例的一個部分側(cè)向剖視圖。
圖3c顯示一個屏蔽雙扭線的一個替換實施例的部分側(cè)向剖視圖。
圖4a-4d以簡圖格式公開了制造本發(fā)明單獨屏蔽雙扭線的可替換的方法。詳述參考

圖1,我們看到具有作為本發(fā)明主題的多個單獨屏蔽雙扭線15a,15b,15c,15d的一個數(shù)據(jù)電纜的橫截面視圖。電纜包括一個護套17。該護套可以是PVC,一種含氟聚合物或其他類型的材料。顯示結(jié)構(gòu)中的護套大約0.020英寸厚。護套內(nèi)部徑向地放置的是一種整體編織的金屬屏蔽罩19。編織的屏蔽罩提供40%和65%之間的覆蓋面積。編織物內(nèi)部徑向地放置的是本發(fā)明的四個單獨的屏蔽雙扭線。
在所示的電纜中,所有四個單獨的屏蔽雙扭線是相同的。圖2a公開了圖1所示的放大的一個單獨屏蔽雙扭線15a。單獨屏蔽雙扭線15a具有一個單一的雙扭線20和一個單一的側(cè)向折疊的屏蔽罩22。雙扭線具有被第一絕緣體23a包圍的第一導(dǎo)體23。雙扭線具有被第二絕緣體24a包圍的第二導(dǎo)體24。第一絕緣導(dǎo)體23,23a和第二絕緣導(dǎo)體24,24a沿著每個導(dǎo)體的縱向長度在彼此的周圍扭絞。第一和第二絕緣體在第一和第二絕緣體彼此相互接觸的地方可以被粘合??梢杂谜澈蟿┱澈?。可以通過一種通常的無縫網(wǎng)板粘合(未示出)。通常,第一和第二絕緣體是相同的。絕緣體可是一種含氟聚合物或聚烯烴,比如氟化的乙烯丙烯,聚乙烯,或者聚丙烯。雙扭線的第一和第二導(dǎo)體也是相同的。公開的導(dǎo)體是28-22AWG之間。導(dǎo)體可以是多芯的或?qū)嵭牡摹?br> 單一的屏蔽罩22包圍著單一的雙扭線20。如圖2a所示,屏蔽罩至少具有三個不同的層。形成第一表面的第一層27由鋁構(gòu)成。該層一般在0.0003-0.003英寸之間。形成第二表面的第二層29包括乙烯丙烯酸共聚物,EAA。EAA在0.0003-0.001英寸厚度之間。EAA通常用作粘接層。第三層31聚酯在第一和第二層之間。第三層31在0.0003-0.001英寸之間。第三層31是用于屏蔽罩或絕緣帶的強度層。盡管已經(jīng)示出了一種具體的屏蔽帶具有一種特定的粘合劑,但具有其他粘合劑的其它帶子也可以使用。例如,第一層可以是銅,銀或其它導(dǎo)電金屬;第二層,即粘接層,可以是任何幾種共聚物或聚烯烴,比如EBA,EVA,EVS,EVSBA或者甚至LDPE。第三層可以是含氟聚合物或聚烯烴,比如聚酯,聚丙烯或聚乙烯。
圖3a中所示的屏蔽罩22具有第一縱向延伸端33和第二縱向延伸端35。第一和第二端沿屏蔽罩縱向軸線41的整個長度延伸。第一和第二縱向延伸端是鄰近的并由屏蔽罩的縱向軸線41劃分。第二表面29形成第一和第二縱向延伸端的一個表面。此外,第一表面27也形成第一和第二縱向延伸端的一個表面。返回到圖2a,屏蔽罩22用一種側(cè)向或“香煙包裝”折疊圍繞著雙扭線20排列。在此使用的語句“側(cè)向折疊”和“香煙包裝”是可互換的。語句包括非限制的,由主要折疊形成的屏蔽罩是沿著屏蔽罩的側(cè)向?qū)挾龋皇茄刂帘握值目v向長度41。當(dāng)沿著它的側(cè)向?qū)挾葒@雙扭線時,帶子的幾何形狀形成一個重疊部分43,該重疊部分43沿雙扭線的縱向長度延伸。重疊部分43和雙扭線的縱向軸線平行并沿著扭絞線的縱向軸線不是螺旋形的,如果包括多個ISTP的電纜由一種行星軌道作用共同擰成纜(捆成一束)。行星軌道作用意味著當(dāng)它們被共同扭絞時多個ISTP不經(jīng)受扭矩。重疊部分43將和雙扭線的縱向軸線平行并還螺旋地圍繞著雙扭線的縱向軸線,如果包括多個ISTP的電纜通過使用常規(guī)的單股或雙股扭絞作用被共同擰成纜。單的或雙的扭絞捆綁作用意味著在共同扭絞多個ISTP的過程中,引起單獨的ISTP的扭矩。在電纜制造工業(yè)中通常使用這兩種方法,而且任何一種方法可以用于本發(fā)明的制造過程。
在屏蔽重疊部分43的區(qū)域中,第二表面29面對第一表面27。第一縱向延伸邊緣44面向順時針方向;第二縱向邊緣44a面向逆時針方向。在重疊部分43的區(qū)域中,形成第二縱向延伸端的第二表面29的部分被粘結(jié)到形成第一縱向延伸端一個表面的第一表面27的部分。重疊部分43的弓形長度可以變化。圖2b顯示了一個重疊部分,它的弓形長度大于圖2a中所示的重疊部分。
應(yīng)該注意的是,盡管圖2a公開的徑向外層的一個屏蔽罩是鋁層。但屏蔽罩可以具有許多不同的構(gòu)造。例如,鋁層可以處于EAA和聚酯層之間。在這種構(gòu)造中,EAA層將是徑向的最外層。可替換的,聚酯層可以是徑向的最外層,EAA層徑向地向內(nèi),且鋁層在中間。重疊部分可以具有如圖2a所示的第一端的徑向向外的第二端,或者是第一端徑向向內(nèi)的第二端。還有其他的排列,下面討論可使用的其中的一些排列。
圖2c顯示了一個單獨屏蔽雙扭線的可替換實施例。單獨的屏蔽雙扭線利用一個雙扭線和一個屏蔽罩,與圖2a中的雙扭線和屏蔽罩相同。然而,圖2c中的側(cè)向折疊屏蔽罩22具有與圖2a中的側(cè)向折疊的屏蔽罩不同的排列。在圖2c中,第一縱向延伸邊緣44與第二縱向延伸邊緣44a不重疊。相反,沿著它的縱向長度朝著靠近第二縱向延伸端邊緣44a排列第一縱向延伸端44以側(cè)向折疊屏蔽罩22。屏蔽罩被側(cè)向折疊使第一縱向延伸端33的第二表面29與第二縱向延伸端35的第二表面29接觸。接觸的表面被粘結(jié)一起。粘結(jié)部分43a接著被側(cè)向折疊在屏蔽罩的一個鄰近部分45上。
圖2d顯示了一個單獨屏蔽雙扭線的另一個實施例。除了屏蔽罩的結(jié)構(gòu)和纏繞的屏蔽罩的排列。圖2d中的實施例與圖2a中的相同。如圖3b所示,屏蔽罩22a具有是EAA的第一層47a,是鋁的第二層47b和是聚酯的第三層47c。返回到圖2d,在該結(jié)構(gòu)中,縱向延伸邊緣不重疊。屏蔽罩被側(cè)向折疊使第一縱向延伸端33的第一層47a與第二縱向延伸端35的第一層47a接觸。然后接觸層被粘結(jié)。粘結(jié)部分43b接著徑向地向著屏蔽罩的一個相鄰部分折疊。
圖3c顯示了可替換圖3a和3b所示的屏蔽罩構(gòu)造。該屏蔽罩具有第一鋁層49a,第二聚酯層49b,第三鋁層49c和第四EAA層49d。
圖2e顯示了屏蔽罩構(gòu)造的另一個實施例。EAA層29a沒有形成覆蓋第一33和第二35縱向延伸端的一個表面。而僅僅覆蓋第二縱向延伸端的一部分43e。它僅覆蓋粘結(jié)到第一端33的第二端35的部分43e。在部分43e上的鋁層處于EAA層29e和聚酯層31a之間。第一和第二縱向延伸端包括鋁層和聚酯層。
參考圖4a,我們看到制造本發(fā)明單獨屏蔽雙扭線所公開的一種裝置的簡圖。單個雙扭線20與屏蔽罩同時通過一個金屬成形/加熱裝置51。金屬成形裝置圍繞著雙扭線側(cè)向纏繞屏蔽罩并粘結(jié)屏蔽罩以形成ISTP 15a。金屬成形/加熱裝置被加熱在220F-400F之間以便完成粘接。連接到金屬成形裝置的是一個溫度傳感器53和一個加熱器55。一個控制器57與加熱器和溫度傳感器連接。通過由電纜制造設(shè)備的一個輔助設(shè)備產(chǎn)生的張力,使雙扭線和屏蔽罩被傳送通過加熱成形裝置,比如擠壓生產(chǎn)線或纜車的絞盤。
作為另一個可替換的方法,如圖4b所示,通過多個金屬成形/加熱裝置51的同時工作,多個ISTP可以被相互扭絞成一個完整的電纜。
圖4c中顯示了形成單獨屏蔽雙扭線的一個可替換方法。在該可替換方法中,一個高溫小球箱63用于粘結(jié)屏蔽罩本身??商鎿Q裝置具有的第一部分63a,它圍繞雙扭線側(cè)向折疊屏蔽罩。在裝置第二部分63b中的屏蔽罩用高溫小球使其本身粘結(jié)。用熱空氣加熱器63c加熱小球。
可以不使用熱空氣或一個電加熱元件,所描述的每個裝置可以使用一個紅外線加熱器65(圖4d)。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說,本發(fā)明的其他實施例以及等同的方案將是顯而易見的,并且它并不意在具體限制本發(fā)明的范疇,而只是提供本發(fā)明一個實施例的一個例子。
權(quán)利要求
1.一種高速數(shù)據(jù)電纜包括多個單獨的雙扭線,每個單獨的雙扭線包括圍繞第二絕緣導(dǎo)體扭絞的第一絕緣導(dǎo)體;多個屏蔽罩,所述的多個屏蔽罩的每一個屏蔽罩圍繞著所述多個雙扭線的各個不同的一雙扭線排列,所述屏蔽罩內(nèi)每個雙扭線是徑向地圍繞著屏蔽罩排列,并且在里面排列,除了所有其他的所述多個雙扭線外;所述多個屏蔽罩的徑向地向外的一個護套,所述護套圍繞所述多個屏蔽罩,和其中所述多個屏蔽罩的每個是圍繞著所述多個雙扭線的所述不同的一雙扭線排列,具有一側(cè)向折疊,和其中所述多個屏蔽罩的每個具有第一縱向延伸端和第二縱向延伸端,和其中所述第一縱向延伸端的一部分被粘結(jié)到所述第二縱向延伸端的一部分,所述粘結(jié)部分形成一個縱向延伸粘結(jié)部分。
2.權(quán)利要求1的高速數(shù)據(jù)電纜,其中所述多個屏蔽罩的每個進一步包括一個第一表面和一個與第一表面相對的第二表面,和其中第一表面形成第一和第二縱向延伸端的一個表面,和其中所述第二表面形成所述第一和第二縱向延伸端的一個表面,和其中所述粘結(jié)部分包括形成所述第一縱向延伸端一部分表面的第一表面的一部分,和形成所述第二縱向延伸端一部分表面的第二表面的一部分。
3.權(quán)利要求1的高速數(shù)據(jù)電纜,其中屏蔽罩進一步包括形成第一縱向延伸端和第二縱向延伸端的一個表面的第一表面,相對于第一表面的一個第二表面,第二表面形成第一縱向延伸端和第二縱向延伸端的一個表面,和其中粘結(jié)部分包括形成第一縱向延伸端一部分表面的第一表面的一部分,和形成第二縱向延伸端一部分表面的第一表面的一部分。
4.權(quán)利要求2的高速數(shù)據(jù)電纜,其中粘結(jié)部分是徑向地向外的一個屏蔽罩的相鄰部分,并且所述粘結(jié)部分重疊所述相鄰部分。
5.權(quán)利要求3的高速數(shù)據(jù)電纜,其中粘結(jié)部分是徑向地向內(nèi)的一個屏蔽罩的相鄰部分,并且所述的粘結(jié)部分徑向地向內(nèi)重疊屏蔽罩的相鄰部分。
6.權(quán)利要求2的高速數(shù)據(jù)電纜,其中所述第一表面是一種粘接劑。
7.權(quán)利要求3的高速數(shù)據(jù)電纜,其中所述第一表面是一種粘接劑。
8.權(quán)利要求6的高速數(shù)據(jù)電纜,其中所述第二表面是鋁。
9.權(quán)利要求7的高速數(shù)據(jù)電纜,其中第二表面是鋁。
10.權(quán)利要求2的高速數(shù)據(jù)電纜,其中屏蔽罩包括一個鋁層,一個強度層,和一個粘接劑層,和其中所述粘接劑形成所述第一表面和所述鋁形成所述第二表面。
11.權(quán)利要求2的高速數(shù)據(jù)電纜,其中屏蔽罩包括一個第一鋁層,一個第二鋁層,在所述第一和第二鋁層之間的一個強度層,和一個粘接劑層,所述第二鋁層在所述粘接劑層和所述強度層之間,粘接劑層形成第一表面,第一鋁層形成第二表面。
全文摘要
一種高速數(shù)據(jù)電纜,具有單獨的屏蔽雙扭線(15a,15b,15c,15d)。每個屏蔽罩排列成用一種側(cè)向折疊圍繞著一個雙扭線。每個屏蔽罩具有一個第一和第二縱向延伸端。第一和第二端彼此粘結(jié)。
文檔編號H01B11/10GK1371518SQ00812189
公開日2002年9月25日 申請日期2000年8月24日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月31日
發(fā)明者賈森·斯戴普斯 申請人:貝爾頓電報電纜公司
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