КОМПОЗИТНАЯ ПЛЕНКА ДЛЯ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОГО КАБЕЛЯ

РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
[0001] Данная заявка испрашивает приоритет по предварительной заявке США № 61/921755, поданной 30 декабря 2013, которая включена во всей полноте в настоящую заявку путем ссылки.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Аспекты настоящего раскрытия относятся, в общем, к кабелям, таким как волоконно-оптические кабели, которые могут служить опорой и носителем для оптических волокон, а также других компонентов кабеля. Конкретнее, аспекты настоящего раскрытия относятся к пленке для связывания элементов кабеля, таких как буферные трубки, намотанные вокруг центрального силового элемента в сердцевине волоконно-оптического кабеля.
[0003] В волоконно-оптических кабелях со свободной укладкой волокон в трубке обычно используются попеременно скрещивающиеся связующие пряжи, которые навиты в виде противонаправленных спиралей вокруг сердцевины кабеля, чтобы ограничить движение скрученных буферных трубок, содержащих оптические волокна, в особенности в случае вариантов размещения буферных трубок, которые включают в себя схемы намотки буферных трубок с чередованием противоположных направлений, когда направление укладки буферных трубок периодически изменяется на противоположное вокруг (прямого) центрального силового элемента вдоль длины сердцевины. Центральный силовой элемент обычно представляет собой стержень из жесткого материала. Буферные трубки обычно представляют собой цилиндрические трубки (с внешним диаметром обычно от 2 до 3 мм), которые содержат оптические волокна. С помощью смазки может быть блокировано проникновение воды в открытое пространство внутри буферной трубки. В других типах обычных кабелей и компонентах кабелей могут использоваться связующие пряжи, такие как пучки микромодульных и плотно обжатых буфером волокон.
[0004] Заявители обнаружили, что скрученные буферные трубки и другие подобные им компоненты кабеля, в особенности таковые, скрученные по схеме намотки с чередованием противоположных направлений, функционируют как нагруженная двойная пружина кручения с тенденцией к разматыванию и, соответственно, растягиванию вдоль длины кабеля. Связующие пряжи ограничивают движение скрученных компонентов при изменениях направления. Однако связующие пряжи могут вносить искажения или приводить к накоплению напряжений в скрученных компонентах, когда связующие пряжи проходят над соответствующими компонентами, что потенциально может приводить к затуханию сигнала в оптических волокнах, обмотанных пряжей. Уровень затухания является функцией натяжения в нитях связующей пряжи, которое само может являться функцией - среди других переменных параметров - числа, расположения, структуры и материалов компонентов. Существует потребность в связующей системе, которая обеспечивает возможность более быстрого производства кабелей, уменьшает потенциал затухания сигнала в оптических волокнах в кабелях, как, например, за счет недопущения сосредоточенной нагрузки на скрученных компонентах, и/или обеспечивает возможность эффективного производства таких кабелей с большой и непрерывной длиной.
Из уровня техники известен волоконно-оптический кабель, содержащий трубку, блок оптического волокна, расположенный в трубке, слой водозащитного материала, покрывающий внутреннюю сторону трубки. Кроме того, вокруг водозащитной ленты расположена стальная лента с покрытием. Стальной провод накручен вокруг стальной ленты с покрытием, а затем вся сердцевина покрыта внешней оболочкой из полиэтилена (заявка US 2009/016687, G02B 6/02, 15.01.2009). Упомянутый кабель является наиболее близким к заявляемому техническому решению.
Общими для известного волоконно-оптического кабеля и заявляемого технического решения являются следующие признаки: наличие элемента сердцевины, который содержит оптическое волокно (блок оптического волокна), и трубку, окружающую оптическое волокно.
Предложенный кабель, в отличие от известного, содержит двухслойную композитную пленку, которая окружает элементы сердцевины и обеспечивает нескручивающую связующую систему для обеспечения возможности более быстрого производства кабеля и уменьшения потенциала затухания сигнала в оптических волокнах кабеля, который может быть вызван сосредоточенной нагрузкой на скрученных элементах.
Достигаемым техническим результатом является обеспечение возможности более быстрого производства кабелей, уменьшение потенциала затухания сигнала в оптических волокнах в кабелях.
СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
[0005] Некоторые варианты осуществления относятся к волоконно-оптическому кабелю, который включает в себя элементы сердцевины, композитную пленку, окружающую элементы сердцевины, и оболочку, окружающую композитную пленку. Элементы сердцевины включают в себя одно или более оптических волокон и по меньшей мере одну трубку, окружающую одно или более оптических волокон. Композитная пленка включает в себя первый слой, прилегающий ко второму слою, где композиция второго слоя отличается от композиции первого слоя. Композитная пленка является относительно тонкой, имея среднюю толщину по 10-метровой длине кабеля, которая меньше, чем половина средней толщины оболочки по 10-метровой длине. В некоторых вариантах осуществления композитная пленка представляет собой связующее для элементов сердцевины. В некоторых вариантах осуществления порошковые частицы, такие как частицы суперабсорбирующего полимера, прикреплены к композитной пленке.
[0006] Дополнительные признаки и преимущества изложены в нижеследующем подробном описании и отчасти будут вполне очевидны специалистам в данной области из описания или будут поняты при практической реализации вариантов осуществления, приведенных в письменном описании и прилагаемой формуле полезной модели, а также проиллюстрированных на прилагаемых чертежах. Следует понимать, что как вышеприведенное общее описание, так и нижеследующее подробное описание являются лишь иллюстративными и предназначены обеспечить обзор или рамки для понимания природы и характера формулы полезной модели.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0007] Прилагаемые чертежи включены для того, чтобы обеспечить дополнительное понимание, и введены в данное описание, составляя его часть. Чертежи иллюстрируют один или более вариантов осуществления и вместе с подробным описанием служат для пояснения принципов и функционирования различных вариантов осуществления. В силу этого раскрытие станет понятнее из нижеследующего подробного описания, сопровождающегося прилагаемыми фигурами, среди которых:
[0008] На Фиг. 1 приведен вид в поперечном разрезе волоконно-оптического кабеля согласно одному иллюстративному варианту осуществления.
[0009] На Фиг. 2 приведена схематичная диаграмма волоконно-оптического кабеля согласно одному иллюстративному варианту осуществления.
[0010] На Фиг. 3 приведен вид сбоку в поперечном разрезе композитной пленки, экструдируемой вокруг сердцевины согласно одному иллюстративному варианту осуществления.
[0011] На Фиг. 4 приведен вид сбоку в поперечном разрезе порошковых частиц, прикрепляющихся к композитной пленке согласно одному иллюстративному варианту осуществления.
[0012] На Фиг. 5 приведено цифровое изображение образца скрученных элементов согласно одному иллюстративному варианту осуществления, обмотанных вокруг центрального силового элемента, причем центральный силовой элемент выступает за их концы, так что образец выполнен с возможностью испытания на вытягивание для измерения силы связывания.
[0013] На Фиг. 6 приведено цифровое изображение образца из Фиг. 5 в стенде для испытания на вытягивание согласно одному иллюстративному варианту осуществления, причем центральный силовой элемент закреплен в зажим, а аппарат для испытания на растяжение выполнен с возможностью вытягивания скрученных элементов вдоль оси вверх относительно центрального силового элемента для того, чтобы определить силу связывания.
[0014] На Фиг. 7 приведено цифровое изображение сердцевины скрученных элементов, связанных пленкой согласно другому иллюстративному варианту осуществления.
[0015] На Фиг. 8 приведено цифровое изображение сердцевины из Фиг. 7 с пленкой, оторванной с конца сердцевины с высвобождением скрученных элементов и центрального силового элемента.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[0016] Перед тем как обратиться к нижеследующему подробному описанию и чертежам, которые подробно иллюстрируют служащие примером варианты осуществления, следует понимать, что изложенная в настоящей полезной модели технология не ограничена деталями или методологией, изложенными в подробном описании или иллюстрированными на фигурах. Например, как будет понятно специалистам обычной квалификации в данной области, признаки и особенности, связанные с вариантами осуществления, проиллюстрированными на одной из фигур или описанными в тексте касательно одного из вариантов осуществления, вполне могут быть применены к другим вариантам осуществления, проиллюстрированным в другой из фигур и/или описанным где-либо в другом месте текста.
[0017] Если обратиться к Фиг. 1, то кабель в форме волоконно-оптического кабеля 110 может представлять собой размещаемый вне зданий кабель со свободной укладкой волокон в трубке, размещаемый внутри зданий кабель с огнестойкими/огнеупорными свойствами, размещаемый внутри/вне зданий кабель или может относиться к другому типу кабеля, такому как кабель для взаимного соединения информационных центров, содержащий микромодули, либо гибридный волоконно-оптический кабель, включающий в себя проводящие элементы. Согласно одному иллюстративному варианту осуществления кабель 110 включает в себя сердцевину 112 (например, подсборку, микромодуль), которая может быть размещена в центре кабеля 110 или где-либо еще и может представлять собой единственную сердцевину кабеля 110 или одну из нескольких сердцевин. Согласно одному иллюстративному варианту осуществления сердцевина 112 кабеля 110 включает в себя элементы 114 сердцевины.
[0018] В некоторых вариантах осуществления элементы 114 сердцевины включают в себя трубку 116, такую как буферная трубка, окружающая по меньшей мере одно оптическое волокно 118, плотный буфер, окружающий оптическое волокно, или другую трубку. Согласно одному иллюстративному варианту осуществления трубка 116 может содержать два, четыре, шесть, двенадцать, двадцать четыре или другое число оптических волокон 118. В предусматриваемых вариантах осуществления элементы 114 сердцевины дополнительно или альтернативно включают в себя трубку 116 в форме диэлектрического изолятора, окружающего проводящий провод или провода, как, например, в случае гибридного кабеля.
[0019] В некоторых вариантах осуществления трубка 116 дополнительно включает в себя водоблокирующий элемент, такой как гель (например, смазку, гель на нефтяной основе) или абсорбирующий полимер (например, частицы или порошок суперабсорбирующего полимера). В некоторых таких вариантах осуществления трубка 116 включает в себя пряжу 120, несущую суперабсорбирующий полимер (например, пропитанную им), такую как по меньшей мере одна водоблокирующая пряжа 120, по меньшей мере две такие пряжи или по меньшей мере четыре такие пряжи на трубку 116. В других предусматриваемых вариантах осуществления трубка 116 включает в себя суперабсорбирующий полимер без отдельного носителя, как, например, когда суперабсорбирующий полимер является незакрепленным или прикрепленным к внутренним стенкам трубки. В некоторых таких вариантах осуществления частицы суперабсорбирующего полимера частично внедрены в стенки трубки 116 (внутренние и/или внешние стенки трубки) или связаны с ними с помощью адгезива. Например, частицы суперабсорбирующего полимера могут быть пневматически распылены на стенки трубки 116 в ходе экструзии трубки 116 и внедрены в трубку 116, пока трубка 116 является клейкой, как, например, на выходе из экструзионных процессов.
TM
[0020] Согласно одному иллюстративному варианту осуществления оптическое волокно 118 трубки 116 представляет собой стеклянное оптическое волокно, имеющее волоконно-оптическую сердцевину, окруженную оболочкой (на Фиг. 1 показанной как круг, окружающий точку). Некоторые такие стеклянные оптические волокна могут также включать в себя одно или более полимерных покрытий. Оптическое волокно 118 трубки 116 представляет собой в некоторых вариантах осуществления одномодовое оптическое волокно, многомодовое оптическое волокно в других вариантах осуществления, оптическое волокно с множеством сердцевин в других вариантах осуществления. Оптическое волокно 118 может быть устойчивым к изгибу (например, нечувствительным к изгибу оптическим волокном, таким как оптическое волокно CLEARCURVE, производимое Corning Incorporated, Корнинг, Нью-Йорк). Оптическое волокно 118 может быть покрыто цветным покрытием и/или заключено в плотный буфер. Оптическое волокно 118 может представлять собой одно из нескольких оптических волокон, совместно выровненных и связанных с формированием ленточной волоконной формы.
[0021] Согласно одному иллюстративному варианту осуществления сердцевина 112 кабеля 110 включает в себя в дополнение к трубке 116 множество дополнительных элементов сердцевины (например, вытянутых элементов, простирающихся в продольном направлении через кабель 110), как, например, по меньшей мере три дополнительных элемента сердцевины, по меньшей мере пять дополнительных элементов сердцевины. Согласно одному иллюстративному варианту осуществления множество дополнительных элементов сердцевины включает в себя по меньшей мере один из следующих элементов: стержень-наполнитель 122 и/или дополнительную трубку 116ʹ. В других предусматриваемых вариантах осуществления элементы 114 сердцевины могут также или альтернативно включать в себя прямые или скрученные проводящие провода (например, медные или алюминиевые провода) или другие элементы. В некоторых вариантах осуществления все элементы сердцевины имеют примерно одинаковый размер и форму поперечного сечения (см. Фиг. 1), как, например, все являются круглыми и имеют диаметры в пределах 10% диаметра самого крупного из элементов 114 сердцевины. В других вариантах осуществления элементы 114 сердцевины могут иметь разный размер и/или форму.
[0022] Если теперь обратиться к Фиг. 1 и 2, то можно видеть, что кабель 110 включает в себя пленку (например, мембрану, кожух), показанную как окружающая сердцевину 112 композитная пленка 126 (например, многослойная пленка), находящаяся с внешней стороны некоторых или всех элементов 114 сердцевины. Композитная пленка 126 сформирована из двух или более слоев, которые могут отличаться друг от друга своими композициями, как дополнительно описано ниже. Трубка 116 и множество дополнительных элементов 116ʹ, 122 сердцевины по меньшей мере частично обездвижены (то есть, удерживаются на месте) и непосредственно или опосредованно связаны друг с другом композитной пленкой 126. В некоторых вариантах осуществления композитная пленка 126 непосредственно контактирует с элементами 114 сердцевины. Например, натяжение T в композитной пленке 126 (см. также Фиг. 2A) может удерживать элементы 114 сердцевины около центрального силового элемента 124 и/или около друг друга. Нагрузка композитной пленки 126 может дополнительно увеличивать межповерхностную нагрузку (например, трение) между элементами 114 сердцевины в отношении друг друга и других компонентов кабеля 110, тем самым ограничивая движение элементов 114 сердцевины. В предусматриваемых вариантах осуществления пленка представляет собой единственный слой.
[0023] Согласно одному иллюстративному варианту осуществления композитная пленка 126 включает в себя полимерный материал (например, сформирована из, сформирована главным образом из, содержит некоторое количество полимерного материала), такой как один или более слоев полиэтилена (например, полиэтилена низкой плотности, полиэтилена средней плотности, полиэтилена высокой плотности), полипропилена, полиуретана или других полиолефиновых материалов или других полимеров, таких как полиамиды (например, нейлон). В некоторых вариантах осуществления индивидуальный(е) слой(и) композитной пленки 126 включает в себя по меньшей мере 70% по массе полиэтилена или другого такого из вышеназванных полимеров и может дополнительно включать в себя стабилизаторы, инициаторы образования зародышей, наполнители, антипиреновые добавки, армирующие элементы (например, рубленые волокна стеклопластика) и/или сочетания некоторых или всех таких дополнительных компонентов или другие компоненты.
[0024] Согласно одному иллюстративному варианту осуществления один или более слоев композитной пленки 126 формируют из материала, имеющего модуль Юнга, равный 3 гигапаскалям (ГПа) или менее, тем самым обеспечивая композитной пленке 126 относительно высокую эластичность или упругость, так что композитная пленка 126 может приспосабливаться к форме элементов 114 сердцевины и не слишком искривлять элементы 114 сердцевины, тем самым уменьшая вероятность затухания сигнала в оптических волокнах 118, соответствующих элементам 114 сердцевины. В других вариантах осуществления композитная пленка 126 включает в себя один или более слоев, сформированных из материала, имеющего модуль Юнга, равный 5 ГПа или менее, 2 ГПа или менее, или другую эластичность, которая не может быть относительно высокой.
[0025] Согласно одному иллюстративному варианту осуществления композитная пленка 126 является тонкой, такой что ее индивидуальные слои, и/или ее два или более слоев, и/или вся композитная пленка 126 имеют толщину 0,5 мм или менее (например, толщину примерно 20 мил или менее, где ʺмилʺ представляет собой 1/1000 дюйма (0,025 мм)). В некоторых таких вариантах осуществления композитная пленка 126 имеет толщину 0,2 мм или менее (например, примерно 8 мил или менее), такую как более 0,05 мм и/или менее 0,15 мм. В некоторых вариантах осуществления композитная пленка 126 имеет толщину в диапазоне от 0,4 до 6 мил (от 0,01 до 0,15 мм) или другую толщину. В предусматриваемых вариантах осуществления композитная пленка 126 может иметь толщину более 0,5 мм и/или менее 1,0 мм. В некоторых случаях композитная пленка 126, например, имеет приблизительно толщину обычного мешка для мусора. Толщина композитной пленки 126 может быть меньше одной десятой максимального размера кабеля в поперечном сечении, как, например, меньше одной двадцатой, меньше одной пятидесятой, меньше одной сотой, тогда как в других вариантах осуществления композитная пленка 126 может иметь другой размер относительно поперечного сечения кабеля. В некоторых вариантах осуществления при сравнении толщин, выраженных в значениях среднего поперечного сечения, оболочка 134 толще, чем композитная пленка 126, как, например, по меньшей мере в два раза толще композитной пленки 126, по меньшей мере в десять раз толще композитной пленки 126, по меньшей мере в двадцать раз толще композитной пленки 126. В других предусматриваемых вариантах осуществления кабель с композитной пленкой 126 может не требовать наличия оболочки или иметь оболочку, как, например, нейлоновый поверхностный слой толщиной 0,4 мм или менее, экструдированный поверх полиэтиленового внутреннего слоя пленки толщиной 0,5 мм или менее.
[0026] Толщина композитной пленки 126 может быть неодинаковой вокруг связанных скрученных элементов 114. Заявители обнаружили некоторое смещение материала композитной пленки 126 в ходе изготовления. Например, ремни 322 (например, звенья конвейерной ленты, звенья гусеничной ленты) гусеничного устройства 320, показанные на Фиг. 4, действуют сжимающими силами на композитную пленку 126, что может в некоторой степени сплющивать композитную пленку 126 на ее противоположных сторонах по мере того, как композитная пленка 126 затвердевает и сжимается, удерживая скрученные элементы 114 у центрального силового элемента 124. Таким образом, в контексте настоящей заявки ʺтолщинаʺ композитной пленки 126 и ее индивидуальных слоев представляет собой среднюю толщину вокруг периферии поперечного сечения. Например, в некоторой степени сплющенные участки композитной пленки 126 могут быть по меньшей мере на 20% тоньше прилегающих участков композитной пленки 126 и/или средней толщины композитной пленки 126.
[0027] Использование относительно тонкой композитной пленки 126 и соответственно ее тонких слоев обеспечивает возможность быстрого охлаждения (например, в течение порядка миллисекунд, как дополнительно обсуждается в контексте способа производства 310, проиллюстрированного на Фиг. 4) композитной пленки 126 в ходе изготовления и тем самым дает возможность композитной пленке 126 быстро начать удерживать на месте элементы 114 сердцевины, как, например, в конкретной конфигурации скручивания, облегчая производство. Напротив, охлаждение может быть слишком медленным для того, чтобы предотвращать движение скрученных элементов сердцевины, когда экструдируют полную или обычную оболочку поверх сердцевины без связующих пряж (или пленки); или даже когда экструдируют относительно тонкую пленку, не используя гусеничное устройство (например, гусеничное устройство 320, показанное на Фиг. 4, иногда называемое ʺгусеницейʺ), либо другое вспомогательное устройство. Однако предусматривается, что в некоторых вариантах осуществления такие кабели включают в себя раскрытую здесь технологию (например, совместно экструдированные элементы доступа, внедренный набухающий в воде порошок и так далее). После нанесения композитной пленки 126 способ производства дополнительно может включать в себя нанесение более толстой оболочки 134 снаружи композитной пленки 126, улучшая тем самым эксплуатационную надежность кабеля 110 и/или его стойкость к воздействию погодных условий. В других предусматриваемых вариантах осуществления сердцевина 112, окруженная пленкой 114, может быть использована и/или сбыта как конечный продукт (см., в общем, Фиг. 2).
[0028] Если по-прежнему обратиться к Фиг. 1, то можно видеть, что кабель 110 дополнительно включает в себя центральный силовой элемент 124, который может представлять собой диэлектрический силовой элемент, такой как покрытый верхней оболочкой армированный стеклом композитный стержень. В других вариантах осуществления центральный силовой элемент 124 может представлять собой или включать в себя стальной стержень, скрученную сталь, эластичную пряжу или волокна (например, пучки арамида), или другие армирующие материалы. Как показано на Фиг. 1, центральный силовой элемент 124 включает в себя центральный стержень 128, который покрыт верхней оболочкой из полимерного материала 130 (например, из полиэтилена, безгалогенного полимера с низким дымовыделением).
[0029] Согласно одному иллюстративному варианту осуществления порошковые частицы 132, такие как суперабсорбирующий полимер и/или другой порошок (например, тальк), или другой абсорбирующий воду компонент (например, водоблокирующая лента, водоблокирующие пряжи) прикреплены к внешней поверхности центрального силового элемента 124. По меньшей мере некоторые из порошковых частиц 132 могут быть частично внедрены в верхнюю оболочку 130 и прикреплены к ней посредством пневматического распыления частиц 132 на верхнюю оболочку 130, пока верхняя оболочка 130 находится в клейком и/или размягченном состоянии. Порошковые частицы 132 могут усиливать или иным образом влиять на связывание между центральным силовым элементом 124 и элементами 114 сердцевины вокруг центрального силового элемента 124.
[0030] Альтернативно или дополнительно к этому частицы 132 могут быть прикреплены к верхней оболочке 130 с помощью адгезива. В некоторых вариантах осуществления центральный силовой элемент 124 включает в себя стержень 128 без верхней оболочки, и частицы 132 могут быть прикреплены к стержню 128. В предусматриваемых вариантах осуществления силовой элемент, такой как армированный стеклом стержень или покрытый верхней оболочкой стальной стержень, включает в себя суперабсорбирующий полимер или другие частицы 132, прикрепленные к его наружной поверхности, как раскрыто выше, причем силовой элемент не является центральным силовым элементом.
[0031] В некоторых вариантах осуществления элементы 114 сердцевины скручены (то есть, намотаны) вокруг центрального силового элемента 124. Элементы 114 сердцевины могут быть скручены по схеме с повторяющимся чередованием противоположных направлений, такой как так называемая S-Z-скрутка (см., в общем, Фиг. 4-6), или по другим схемам скрутки (например, по спиральной схеме). Композитная пленка 126 может ограничивать элементы 114 сердцевины в скрученной конфигурации, облегчая доступ к оптическим волокнам 118 в середине (см. Фиг. 14-15) или на конце кабеля (см. Фиг. 13) и изгибание кабеля, причем элементы 114 сердцевины не ослабляют натяжение за счет вытягивания за местоположение доступа или за счет сгибания в сердцевине 112 кабеля 110.
[0032] В других предусматриваемых вариантах осуществления элементы 114 сердцевины являются нескрученными. В некоторых таких вариантах осуществления элементы 114 сердцевины включают в себя микромодули или плотно обжатые буфером оптические волокна, которые ориентированы в общем параллельно друг другу внутри композитной пленки 126. Например, кабели в пучке и/или соединительные кабели могут включать в себя множество микромодулей, причем каждый включает в себя оптические волокна и эластичную пряжу (например, арамид), где микромодули связаны друг с другом композитной пленкой 126 (см., в общем, Фиг. 2A и Фиг. 2B). Некоторые такие кабели могут не включать в себя центральный силовой элемент. Некоторые варианты осуществления включают в себя множество сердцевин или подсборок, причем каждая связана композитной пленкой 126, и они собраны, возможно будучи связанными друг с другом другой пленкой, в один и тот же несущий/распределительный кабель с оболочкой. В случае некоторых таких вариантов осуществления технологии, раскрытые здесь для быстрого охлаждения/затвердевания в ходе экструзии и создания радиального натяжения в композитной пленке 126 для связывания с центральным силовым элементом 124, могут не являться необходимыми для производства. Признаки кабеля 110 могут быть соединены и подогнаны друг к другу в различных сочетаниях, что приводит к формированию других кабелей в соответствии с приведенным здесь раскрытием.
[0033] Если обратиться к Фиг. 1, то в некоторых вариантах осуществления композитная пленка 126 кабеля 110 включает в себя порошковые частицы 136, которые могут быть использованы для обеспечения водоблокирования и/или для контроля связывания (например, устранения связывания) прилегающих поверхностей в кабеле 110. В некоторых вариантах осуществления порошковые частицы 132, 136 имеют средний максимальный размер в поперечном сечении, составляющий 500 микрометров (мкм) или менее, такой как 250 мкм или менее, 100 мкм или менее. Соответственно, частицы 132, 136 могут быть крупнее, чем водоблокирующие частицы, которые могут быть использованы внутри трубок 116, пропитывая пряжи или будучи внедренными во внутренние стенки трубок 116, как раскрыто выше, которые могут иметь средний максимальный размер в поперечном сечении, составляющий менее 75 мкм, чтобы уменьшить затухание сигнала, вызываемое микроизгибами оптического волокна.
[0034] В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере некоторые из порошковых частиц 136 связаны непосредственно или опосредованно с композитной пленкой 126 (например, прикреплены непосредственно к ней, сцеплены с ней, находятся в контакте с ней), как, например, связаны с поверхностью композитной пленки 126, связаны с наружной поверхностью композитной пленки 126, связаны с внешней поверхностью композитной пленки 126 и/или внутренней поверхностью композитной пленки 126. Согласно одному иллюстративному варианту осуществления по меньшей мере некоторые из порошковых частиц 136 частично внедрены в композитную пленку 126, как, например, частично проходят через окружающую плоскость поверхности композитной пленки 126, при этом частично выступая из поверхности композитной пленки 126; или, другими словами, имеют одну свою часть, погруженную в композитную пленку 126, и другую свою часть, выступающую вовне.
[0035] Порошковые частицы 136 могут быть прикреплены к композитной пленке 126 посредством пневматического распыления порошковых частиц на композитную пленку 126, осуществляемого в пределах и за пределами соответствующего экструзионного конуса (см. также Фиг. 4), как дополнительно обсуждено ниже. Пневматическое распыление может также способствовать быстрому охлаждению композитной пленки 126. В другом варианте осуществления для того, чтобы побудить порошковые частицы 136 к внедрению в композитную пленку 126 или к соединению с ней иным образом, можно использовать статическое электричество или другое средство. В других вариантах осуществления используют клеи или другие средства прикрепления, чтобы прикрепить порошковые частицы 136 к композитной пленке 126. Использование композитной пленки 126 в качестве носителя для частиц суперабсорбирующего полимера может устранять необходимость в водоблокирующей ленте между сердцевиной и компонентами кабеля снаружи сердцевины, а также устранять необходимость в связующей пряже, служащей для удержания на месте водоблокирующей ленты. В других вариантах осуществления порошковые частицы могут присутствовать, но являются свободными и/или не прикреплены к композитной пленке 126. В предусматриваемых вариантах осуществления композитная пленка 126 может быть покрыта непрерывным водоблокирующим материалом/слоем или может включать в себя другие типы водоблокирующих элементов или не включать в себя водоблокирующие элементы.
2
2
2
[0036] Согласно одному иллюстративному варианту осуществления порошковые частицы 132, 136 включают в себя частицы суперабсорбирующего полимера (например, полиакрилата натрия, сополимера этилена с малеиновым ангидридом, полиакриламидного сополимера, сополимеров поливинилового спирта, сшитого полиэтиленоксида, сшитой карбоксиметилцеллюлозы и сополимера полиакрилонитрила с привитым крахмалом), и количество частиц суперабсорбирующего полимера составляет менее 100 грамм на квадратный метр площади поверхности (г/м) соответствующего компонента, к которому присоединены порошковые частицы (центральный силовой элемент 124 или композитная пленка 126). В некоторых таких вариантах осуществления количество частиц суперабсорбирующего полимера составляет от 20 до 60 г/м, как, например, от 25 до 40 г/м. Согласно одному иллюстративному варианту осуществления количество суперабсорбирующего полимера или других водоблокирующих элементов, использованных в кабеле, является по меньшей мере достаточным для блокировки напора водопроводной воды в один метр в кабеле 110 длиной один метр согласно промышленным стандартным испытаниям на проникновение воды, что может соответствовать вышеупомянутым количествам в зависимости от других характеристик соответствующего кабеля 110, таких как промежуточное пространство между элементами 114 сердцевины.
[0037] Согласно одному иллюстративному варианту осуществления по меньшей мере некоторые из порошковых частиц 136 размещены на внутренней поверхности композитной пленки 126 (см. Фиг. 1) между композитной пленкой 126 и элементами 114 сердцевины. В дополнение к блокировке воды такое размещение может уменьшать адгезию между композитной пленкой 126 и элементами 114 сердцевины в ходе изготовления кабеля 110, как, например, если композитная пленка 126 является клейкой по причине экструзии или использования других производственных подходов, таких как лазерная сварка или термическая пластикация. Альтернативно или в сочетании с изложенным в некоторых вариантах осуществления по меньшей мере некоторые из порошковых частиц 136 размещены на внешней поверхности композитной пленки 126 (см., в общем, Фиг. 4).
[0038] Порошковые частицы 136, размещенные на внешней поверхности композитной пленки 126, могут обеспечивать водоблокирование между композитной пленкой 126 и компонентами кабеля снаружи ее, такими как металлическая или диэлектрическая броня, другое кольцо скрученных элементов, микромодули снаружи сердцевины 112 или другие компоненты. Такая броня может представлять собой гофрированную сталь или другой металл и может также служить заземляющим проводником, таким как в случае гибридных волоконно-оптических кабелей, имеющих раскрытые здесь признаки. Использование композитной пленки 126 вместо более толстого слоя обеспечивает возможность более узкой конструкции ʺлегкой брониʺ, где между броней и сердцевиной 112 отсутствует внутренняя оболочка. Альтернативно, такая броня может являться диэлектрической, такой как броня, сформированная из жесткого полимера (например, некоторые формы поливинилхлорида).
[0039] Согласно одному иллюстративному варианту осуществления нарушения сплошности внедренного материала в оболочке (см., в общем, признаки 142 на Фиг. 1, указывающие на расположение таких признаков), такие как узкие полоски совместно экструдированного полипропилена, внедренные в полиэтиленовую оболочку 134, могут обеспечивать пути разрыва, содействующие вскрытию оболочки 134. Альтернативно, нити 142 для снятия оболочки (Фиг. 1), находящиеся в оболочке 134 или прилегающие к ней, могут содействовать вскрытию оболочки 134. Порошковые частицы 136 могут дополнительно содействовать снятию оболочки 134 с сердцевины 112, разъединяя поверхности, примыкающие к порошковым частицам 136. Таким образом, в зависимости от размещения порошковых частиц 136, частицы 136 могут содействовать отделению оболочки 134 от композитной пленки 126, как, например, в случае кабеля 110, показанного на Фиг. 1, где оболочка 134 и композитная пленка 126 прилегают друг к другу (то есть, частицы 136 размещены между оболочкой 134 и композитной пленкой 126), и/или могут содействовать отделению композитной пленки 126 от элементов 114 сердцевины (то есть, частицы 136 размещены между композитной пленкой 126 и элементами 114 сердцевины).
[0040] В некоторых вариантах осуществления композитная пленка 126 и оболочка 134 окрашены неодинаково. Например, они могут быть окрашены в визуально различимые цвета, имеющие разницу в ʺзначенииʺ по шкале Манселла, составляющую по меньшей мере 3. Например, оболочка 134 может быть черной, тогда как композитная пленка 126 может быть белой либо желтой, но причем оболочка и пленка включают в себя полиэтилен (например, главным образом состоят из полиэтилена, состоят по меньшей мере на 70% по массе из полиэтилена). В некоторых предусматриваемых вариантах осуществления оболочка 134 является непрозрачной, такой как окрашенной в черный и/или включающей в себя блокирующие ультрафиолетовый свет добавки, такие как сажа; но композитная пленка 126 является просвечивающей и/или представляет собой ʺнатуральноʺ окрашенный полимер, не имея добавленной окраски, так что менее 95% видимого света отражается или поглощается композитной пленкой 126.
[0041] Соответственно по меньшей мере в некоторых таких вариантах осуществления при вскрытии или отслаивании оболочки 134 от композитной пленки 126 и сердцевины 112 трубка 116 и по меньшей мере некоторые из множества дополнительных элементов 114 сердцевины являются по меньшей мере частично видимыми через композитную пленку 126, будучи при этом ограниченными композитной пленкой 126, которая является невскрытой и неповрежденной, как, например, видимыми при направлении света от 25-ваттной лампы белого света с направлением лучей под углом 20 градусов непосредственно на композитную пленку 126 с расстояния один метр или менее в ничем более не освещенном помещении. В предусматриваемых вариантах осуществления сердцевина включает в себя ленту или полосу (например, полимерную нить для снятия оболочки), расположенную под композитной пленкой 126 и видимую через композитную пленку 126, которая может включать в себя индикацию касательно содержимого сердцевины 112 или конкретного местоположения по длине кабеля 110.
[0042] Согласно одному иллюстративному варианту осуществления композитная пленка 126 размещена непрерывно по периферии вокруг сердцевины, образуя непрерывную замкнутую петлю (например, замкнутую трубку), когда ее рассматривают со стороны поперечного сечения, как показано на Фиг. 1-3, и также является непрерывной вдоль длины кабеля 110, где длина кабеля 110 составляет по меньшей мере 10 метров (м), как, например, по меньшей мере 100 м, по меньшей мере 1000 м, и его можно хранить на крупной катушке. В других предусматриваемых вариантах осуществления кабель 110 имеет длину менее 10 м.
[0043] В некоторых вариантах осуществления вокруг периферии поперечного сечения композитной пленки 126 композитная пленка 126 принимает форму прилегающих элементов 114 сердцевины и простирается в общем по прямолинейной или выпуклой траекториям поверх пустот 144 (Фиг. 2) между элементами 114 сердцевины, результатом чего в некоторых вариантах осуществления может быть в общем многоугольная форма композитной пленки 126 с закругленными вершинами, где число сторон многоугольника соответствует числу прилегающих элементов 114 сердцевины.
[0044] В некоторых вариантах осуществления композитная пленка 126 образует дугу в направлении пустот 144 (Фиг. 2), так что композитная пленка 126 не простирается тангенциально между прилегающими элементами 114 сердцевины, но вместо этого волнообразно изменяет направление между вогнутыми дугами 146 и выпуклыми дугами 148 вокруг периферии скрученных элементов 114 и промежуточных пустот 144. Выпуклые дуги 148 могут не представлять собой совершенные круговые дуги, но вместо этого могут иметь средний радиус кривизны, который больше радиуса одного или всех скрученных элементов 114 и/или центрального силового элемента 124. Другими словами, степень вогнутости вогнутых дуг 146 меньше степени выпуклости выпуклых дуг 148. Заявители полагают, что волнистость между вогнутыми дугами 146 и выпуклыми дугами 148 ограничивает движение скрученных элементов 114, препятствуя разматыванию скрученных элементов 114 вокруг центрального силового элемента 124. Приложение вакуума к внутреннему пространству экструзионного конуса (см. пространство 316 на Фиг. 4) может увеличивать степень вытяжки экструдата и может содействовать образованию вогнутых дуг 146. Заявители, кроме того, считают, что волнистость и вогнутые дуги 146 увеличивают жесткость на скручивание композитной пленки 126.
[0045] Применение непрерывной композитной пленки 126 может блокировать способность воды к проникновению к сердцевине 112. В других вариантах осуществления композитная пленка 126 включает в себя микропоры или другие отверстия. В некоторых предусматриваемых вариантах осуществления пленки могут быть экструдированы по схеме ячеистой сетки с попеременным скрещиванием полос пленки, либо как спиральная(ые) или противонаправленная(ые) спиральная(ые) полоса(ы) пленки, как, например, путем вращения поперечных головок или фильер. Вращать можно либо сердцевину, либо поперечную головку, и сердцевину можно вращать со скоростью, отличной от скорости вращения поперечной головки или наоборот. В других предусматриваемых вариантах осуществления предварительно сформированная закрученная или имеющая C-форму трубка может быть использована в качестве композитной пленки 126, где сердцевина 112 связана данной трубкой.
[0046] Если снова обратиться к Фиг. 2, то в некоторых вариантах осуществления композитная пленка 126 находится в натяжении T вокруг сердцевины 112, где растягивающее напряжение распределено относительно равномерно вокруг секущей (то есть, поперечной) периферии композитной пленки 126, где композитная пленка 126 покрывает элементы сердцевины 112 (например, контактирует с ними непосредственно или опосредованно). Таким образом, композитная пленка 126 препятствует поперечному отклонению в направлении наружу элементов 114 сердцевины относительно остальной части кабеля 110, такому как направленная наружу упругая сила кручения S-Z-скрученных элементов 114 сердцевины, обусловленное прогибом отклонение нескрученных элементов 114 сердцевины, таких как плоские стеклопряжи, или другой нагрузке. Таким образом, натяжение T в композитной пленке 126 может улучшать стабильность и целостность кабеля, как, например, при сжатии кабеля 110.
[0047] В некоторых вариантах осуществления натяжение T композитной пленки 126 имеет распределенную нагрузку, равную по меньшей мере 5 ньютонам (Н) на метр (м) длины кабеля 110, что может быть измерено путем измерения среднего диаметра неповрежденной композитной пленки 126, окружающей элементы 114 сердцевины, затем вскрытия композитной пленки 126, удаления элементов 114 сердцевины, предоставления композитной пленке 126 времени для того, чтобы сжаться до ненапряженного состояния (например, в течение по меньшей мере одного дня, что зависит от материала) при постоянной температуре, затем измерения уменьшения размера композитной пленки 126 в ширину (то есть, по сравнению со средней периферией). Натяжение T представляет собой нагрузку, требующуюся для того, чтобы растянуть композитную пленку 126 до исходной ширины.
[0048] Если обратиться к Фиг. 3, можно видеть, что экструдер 210 (например, поперечная головка) включает в себя поточную линию 212 для первого экструдируемого полимера 214 (например, полипропилена) и поточную линию 216 для второго экструдируемого полимера 218. Первый и второй экструдируемые полимеры 214, 218 могут являться совместно экструдируемыми друг с другом, что означает, что первый и второй экструдируемые полимеры 214, 218 имеют, среди прочих параметров, достаточно близкую температуру плавления (например, в пределах 80°C, в пределах 50°C) и соответствующую вязкость для того, чтобы первый и второй экструдируемые полимеры 214, 218 были совместимы для совместной экструзии. В некоторых вариантах осуществления экструзионные линии 212, 216 сходятся в одной точке, так что первый и второй экструдируемые полимеры 214, 218 совместно экструдируются в экструдере 210. В других вариантах осуществления первый и второй экструдируемые полимеры 214, 216 могут быть экструдированы раздельно, как, например, друг за другом отдельными экструдерами на производственной линии или путем нескольких проходов через один и тот же экструдер. Согласно одному иллюстративному варианту осуществления первый и второй экструдируемые полимеры 214, 218 вытягиваются на элементы 220 сердцевины кабеля, которые проходят через экструдер 210 и входят в экструзионный конус 222 первого и второго экструдируемых полимеров 214, 218. Элементы 220 сердцевины могут включать в себя, среди прочих элементов, оптические волокна и/или трубку, либо трубки, окружающие оптические волокна. В некоторых вариантах осуществления композитную пленку 126 затем быстро охлаждают, как, например, в водяной ванне. В некоторых вариантах осуществления впоследствии композитная пленка может быть сжата после экструзии, как показано на Фиг. 4 и пояснено ниже.
[0049] Если теперь обратиться к Фиг. 4, можно видеть, что композитная пленка 126 показана как экструзионный конус 222, сходящийся вокруг сердцевины 112 вдоль направления L производственной линии, где сердцевина 112 конкретно представляет собой сердцевину скрученных элементов в отличие от более обобщенных элементов 220 сердцевины на Фиг. 3. Соответственно экструзионный конус 222 может быть использован в сочетании со способом производства или способом 310, который может включать в себя скрутку. В некоторых таких вариантах осуществления элементы 114 сердцевины (см. также Фиг. 1-2) (например, буферные трубки) скручивают путем продления колеблющегося наконечника 312 через поперечную головку и в пространство 316, окруженное экструзионным конусом 222 композитной пленки 126.
[0050] В некоторых таких вариантах осуществления композитную пленку 126 экструдируют вокруг элементов 114 сердцевины немедленно после того, как элементы 114 сердцевины скручивают вокруг центрального силового элемента 124, как, например, в пределах расстояния по меньшей мере десяти шагов скрутки (например, в пределах шести шагов скрутки) от точки смыкания элементов 114 сердцевины, где элементы 114 сердцевины сближаются на заднем конце крутильной машины с формированием схемы скрутки сердцевины 112. Непосредственная близость крутильной машины и экструдера в существенной степени позволяет крутильной машине компенсировать проскальзывание и/или раскручивание между скрученными элементами 114 и центральным силовым элементом 124, как, например, из-за затягивания экструзионного конуса (перед соединением между скрученными элементами 114 и центральным силовым элементом 124 посредством композитной пленки 126 и/или гусеничного устройства 320).
[0051] Стандартным принятым в промышленности определением для шага скрутки спирально скрученных элементов (например, спирального шага скрутки) является продольное расстояние вдоль кабеля (и вдоль центрального силового элемента, если он присутствует), необходимое для полного оборота скрученных элементов вокруг продольной оси кабеля (например, длины, проходящей через центр единственной винтовой спирали). Стандартным принятым в промышленности определением для шага скрутки скрученных элементов с чередованием противоположных направлений, таких как SZ-скрученные элементы, является продольное расстояние между точками изменения направления скрутки, поделенное на сумму оборотов скрученных элементов (таких как обороты вокруг центрального силового элемента) между точками изменения направления, что может включать в себя дробную часть оборота; схоже со ʺсреднимʺ спиральным шагом скрутки.
[0052] В пространстве 316 и вне конуса экструдата композитной пленки 126 порошковые частицы 136 (см. Фиг. 6), такие как частицы суперабсорбирующего полимера (например, Cabloc GR-111), могут быть внедрены в композитную пленку 126 путем пневматической подачи, как, например, путем переноса и осаждения посредством вращающегося вихря, образованного турбулентным потоком воздуха, в камере 314 (Фиг. 4) вне конуса экструдата композитной пленки 126, и/или путем втягивания в поток воздуха высокого давления посредством сопла Вентури и тем самым переноса до приобретения ускорения, а затем высвобождения из потока воздуха посредством общепринятой форсунки во внутреннее пространство конуса экструдата композитной пленки 126 или направления в данное внутреннее пространство. Согласно одному такому варианту осуществления момент порошковых частиц 136 побуждает их к удару о стенки конуса расплавленного экструдата композитной пленки 126. Сила удара и состояние экструдата (например, полиэтилена) приводят к тому, что частицы механически сцепляются с композитной пленкой 126, но не могут остановить удлинение экструдата, позволяя экструдату продолжать вытягиваться/сжиматься в относительно тонкую пленку, которая может формироваться вокруг элементов 114 сердцевины, туго их обтягивая.
[0053] Потоки воздуха, переносящие порошковые частицы 136, могут быть использованы синергетически, чтобы ускорить охлаждение композитной пленки 126, и могут быть также дополнительно использованы, чтобы придать форму композитной пленке 126 или сделать ее тоньше. Дополнительные потоки охлаждающей текучей среды 318 (например, сухой воздух, если поверхность(и) композитной пленки 126 связана(ы) с частицами суперабсорбирующего полимера; тонкий водяной туман или водяная ванна, если поверхности не имеют частиц суперабсорбирующего полимера) могут быть использованы для дополнительного ускорения охлаждения композитной пленки 126, так что композитная пленка 126 будет в достаточной степени охлаждена и отверждена для того, чтобы ограничивать движение элементов 114 сердцевины в пределах долей секунды после скручивания элементов 114 сердцевины. Более того, потоки воздуха, переносящие порошковые частицы 136, могут быть скоординированы на противоположных сторонах пленки для того, чтобы контролировать придание формы композитной пленке 126 и/или предотвратить искривление композитной пленки 126. Сцепление частиц 136 с композитной пленкой 126 может содействовать удерживанию частиц 136 при доступе к кабелю на его концах и в середине.
[0054] В некоторых вариантах осуществления композитная пленка 126 является непрерывной и водонепроницаемой, что может предотвращать абсорбцию влаги или воды снаружи композитной пленки 126 порошковыми частицами 136 (например, частицами суперабсорбирующего полимера) внутри композитной пленки 126. Чтобы предотвратить осевое перемещение воды вдоль наружной поверхности композитной пленки 126, между композитной пленкой 126 и дополнительными слоями кабеля, такими как металлическая броня, неметаллическая броня, дополнительные силовые элементы и/или дополнительная внешняя оболочка поверх сердцевины кабеля, порошковые частицы 136 могут быть нанесены снаружи композитной пленки 126, пока композитная пленка 126 все еще расплавлена и непосредственно перед приемом кабеля 110 гусеничным устройством 320 с противокручением. Гусеничное устройство 320 может быть особенно полезно в случае схем скрутки с чередованием противоположных направлений, таких как так называемые ʺSZ-скруткиʺ, поскольку гусеничное устройство 320 удерживает и ограничивает движение в точке изменения направления. Таким образом, гусеничное устройство предпочтительно размещено в пределах расстояния, составляющего по меньшей мере один шаг скрутки от точки смыкания элементов 114 сердцевины, в которой элементы 114 сердцевины сближаются на заднем конце крутильной машины с формированием схемы скрутки сердцевины 112. Экструзионная головка 414 и конус экструдата (см. Фиг. 7) расположены между крутильной машиной и гусеничным устройством 320.
[0055] Особенно в случае конфигураций скрутки элементов 114 сердцевины, которые включают в себя схемы намотки с чередованием противоположных направлений (например, S-Z-скрутку), гусеничное устройство 320 с противокручением может служить для приложения крутящего момента, противоположного крутящему моменту, вызванному натяжением и вращением элементов 114 сердцевины. Ленты 322 гусеничного устройства 320 с противокручением могут быть соединены друг с другом, так что ленты 322 расположены на центровой линии кабеля 110, что обеспечивает возможность автоматической регулировки размещения в пространстве лент для разных диаметров кабеля. Согласно одному иллюстративному варианту осуществления гусеничное устройство 320 расположено в пределах 100 мм от точки высвобождения колеблющегося наконечника 312 или точки смыкания элементов 114 сердцевины, в которой элементы 114 сердцевины сближаются, так что они контактируют друг с другом и/или с центральным силовым элементом (см., например, центральный силовой элемент 124, как показано на Фиг. 1). Непосредственная близость гусеничного устройства 320 и точки смыкания элементов 114 сердцевины предотвращает разматывание элементов 114 сердцевины, когда изменяется направление скрутки. Гусеничное устройство 320 также изолирует натяжение индивидуальных элементов 114 сердцевины на своей входной стороне, что уменьшает вероятность искажения желаемых форм пленки в ходе формирования сердцевины 112 (см. также Фиг. 1-2). Дополнительно, гусеничное устройство 320 обеспечивает возможность быстрого охлаждения композитной пленки 126, не находясь под нагрузкой высвобождаемых упругих сил скрученных элементов 114 (которые, напротив, ограничены лентами гусеничного устройства 320). Таким образом, композитная пленка 126 способна охлаждаться и сжиматься до такой степени, которая прикладывает нагрузку к скрученным элементам 114, которая прижимает элементы 114 к центральному силовому элементу 124, обеспечивая соединение между ними. Без гусеничного устройства 320 и/или охлаждающего пневматического потока 318 воздуха композитная пленка 126 при охлаждении может испытывать направленную наружу нагрузку под действием высвобождающихся упругих сил в скрученных элементах 114 (то есть пленка затвердевает, будучи вытянутой наружу), так что получаемая в результате охлажденная композитная пленка 126 не может обеспечивать достаточную силу связывания между скрученными элементами 114 и центральным силовым элементом 124, чтобы предотвращать образование ʺптичьего гнездаʺ, приводящего к вспучиваниям в конечном кабеле в точках изменения направления скрученных элементов 114. Когда сердцевина выходит из гусеничного устройства 320, возможность элементов 114 сердцевины к разматыванию ограничена затвердевшей композитной пленкой 126. В предусматриваемых вариантах осуществления гусеничное устройство 320 может быть дополнительно использовано для охлаждения (например, включает в себя охлажденные ленты) и/или может включать в себя серию валков определенной формы, таких как валки, имеющие желоб, вдоль которого ограничено движение сердцевины 112.
[0056] Согласно одному иллюстративному варианту осуществления композитная пленка 126 поддерживает целостность сердцевины 112 в ходе последующих стадий обработки, которые могут включать в себя сильные изгибы кабеля 110 и/или нанесение дополнительных компонентов кабеля. В некоторых вариантах осуществления композитная пленка 126 имеет дополнительный обеспечивающий преимущество признак вскрываемости за счет инициирования разрыва, как, например, с помощью нитей 142 для снятия оболочки, расположенных под композитной пленкой 126 (см. нити 142 для снятия оболочки выше и ниже композитной пленки 126, показанные на Фиг. 1). Композитная пленка 126 распределяет нагрузку от таких нитей 142 для снятия оболочки по большей площади элементов 114 сердцевины (по сравнению с нитями для снятия оболочки под связующими пряжами), что уменьшает давление на элементы 114 сердцевины при разрыве.
[0057] Если опять же обратиться к Фиг. 4, то можно видеть, что способ 310 изготовления волоконно-оптического кабеля 110 включает в себя стадии скручивания элементов 114 сердцевины вокруг центрального силового элемента 124, формирования композитной пленки 126, окружающей элементы 114 сердцевины и по меньшей мере частично ограничивающей движение элементов 114 сердцевины, ограничения движения сердцевины 112, пока композитная пленка 126 затвердевает и сжимается, и/или экструдирования оболочки 134 кабеля 110, окружающей композитную пленку 126. Оболочка 134 может быть толще, чем композитная пленка 126. Альтернативно, оболочка 134 может быть сформирована из дополнительных слоев композитной пленки 126, как, например, по меньшей мере одного слоя в дополнение к базовому слою (например, связующему слою), как, например, по меньшей мере двух дополнительных слоев, по меньшей мере трех дополнительных слоев, где все слои имеют примерно одну и ту же толщину и/или все являются относительно тонкими, как, например, имея толщину менее 500 микрон каждый, менее 300 микрон каждый и/или даже менее 250 микрон каждый, где значения выражены в виде средней толщины слоя по 10-метровой длине кабеля 110. Элементы 114 сердцевины включают в себя трубку 116, окружающую по меньшей мере одно оптическое волокно 118, и множество дополнительных элементов 114 сердцевины, как, например, по меньшей мере один из следующих: стержень-наполнитель 112 и дополнительная трубка 116ʹ. В некоторых таких вариантах осуществления композитная пленка 126 включает в себя один или более слоев материала (например, содержит его, состоит по существу из него, состоит из него), имеющего модуль Юнга, составляющий 3 гигапаскаля (ГПа) или менее. В некоторых таких вариантах осуществления способ 310 дополнительно включает в себя стадии формирования композитной пленки 126, так что композитная пленка 126 имеет толщину 0,5 мм или менее, и активного охлаждения композитной пленки 126. По мере того как композитная пленка 126 охлаждается, как, например, охлаждающим потоком воздуха, а гусеничное устройство 320 может служить опорой для сердцевины 112, композитная пленка 126 сжимается вокруг элементов 114 сердцевины, ограничивая движение элементов 114 сердцевины так, что элементы 114 сердцевины связываются с центральным силовым элементом 124 под действием натяжения T композитной пленки 126, и так, что сила связывания (например, сила статического трения) между элементами 114 сердцевины и центральным силовым элементом 124 ограничивает осевое и/или направленное наружу смещение элементов 114 сердцевины от центрального силового элемента 124. В некоторых таких вариантах осуществления способ 310 дополнительно включает в себя перемещение порошковых частиц 132, 136 и направление порошковых частиц 132, 136 по направлению к композитной пленке 126 и/или центральному силовому элементу 124, пока композитная пленка 126 и/или верхняя оболочка 130 являются по меньшей мере частично текучими (например, клейкими). По меньшей мере некоторые из порошковых частиц 132, 136 частично внедряются в один или более слоев (например, наружные слои) композитной пленки 126 и/или верхней оболочки 130 при охлаждении.
[0058] Такой производственный способ 310 может устранять необходимость в некоторых или всех связующих пряжах и водоблокирующей ленте, описанных в уровне техники, и заменять такие компоненты непрерывно экструдируемой композитной пленкой 126, которая может иметь частицы 136 суперабсорбирующего полимера, внедренные во внутреннюю поверхность композитной пленки 126 и/или на внешнюю поверхность композитной пленки 126. Кроме того, композитная пленка 126 может ограничивать изменение направления скрученных элементов 114 сердцевины в радиальном направлении. Нити 142 для снятия оболочки, элементы 140 нарушения непрерывности материала или другие элементы обеспечения доступа могут быть интегрированы с кабелем 110, как, например, располагаясь снаружи композитной пленки 126, в ней или под ней в случае либо бронированного кабеля, либо кабеля трубчатого типа (см., в общем, Фиг. 1).
[0059] Если снова обратиться к Фиг. 4, то можно видеть, что элементы 114 сердцевины в форме трубок 116, содержащих оптические волокна 118, направляются через экструзионную поперечную головку и отклоняются скручивающим (колеблющимся) наконечником 312. Экструдированную композитную пленку 126 наносят на сердцевину 112 немедленно после того, как сердцевина 112 сформирована за счет колебаний наконечника 312. Вращение скрученной сердцевины 112 и центрального силового элемента 124 ограничено гусеничным устройством 320 с противокручением. Дополнительно, гусеничное устройство 320 с противокручением может служить для предотвращения разматывания при обращении направления колебаний, обеспечивая возможность быстрого охлаждения и сжатия композитной пленки 126, которая прижимает скрученные элементы 114 к центральному силовому элементу 124, так что между ними имеется плотный контакт (например, статическое трение), который ограничивает осевое смещение скрученных элементов 114.
[0060] Композитная пленка 126 может быть нанесена без абсорбирующих воду порошковых частиц. В некоторых вариантах осуществления кабель 110 может быть произведен с внутренним нанесением абсорбирующих воду порошковых частиц 136, но без их внешнего нанесения. Остаточные порошковые частицы могут проходить через зазоры между элементами 114 сердцевины к центральному силовому элементу 124, где порошковые частицы могут быть уловлены трубками 116 и другими внутренними поверхностями сердцевины 112. На Фиг. 6 абсорбирующие воду порошковые частицы 136 наносят внутри и снаружи конуса экструдата композитной пленки 126. В некоторых вариантах осуществления абсорбирующие воду порошковые частицы 136 наносят только снаружи конуса экструдата композитной пленки 126.
[0061] Применение раскрытой здесь композитной пленки 126 может обеспечивать возможность непрерывного или почти непрерывного производства кабеля 110, может устранять вмятины от связующей пряжи на элементах 114 сердцевины, может устранять применение связывания для кабеля, которое ограничивает производственную скорость, может обеспечивать возможность подстройки скорости скручивания под скорость нанесения оболочки, может содействовать упрочнению оболочки 134, может замещать собой водоблокирующую ленту, может устранять применение связанных с такой лентой материалов и материалов для регулирования ширины ленты, может обеспечивать доступ к элементам 114 сердцевины за счет нити 142 для снятия оболочки (где, как было обсуждено, связующие пряжи обычно нельзя разрезать посредством нити для снятия оболочки), может обеспечивать значительную экономию материалов и/или может обеспечивать возможность удаления водоблокирующей пряжи, намотанной вокруг центрального силового элемента в некоторых обычных кабелях.
[0062] В альтернативных предусматриваемых вариантах осуществления раскрытых выше кабелей 110 и производственных способов 310 и оборудования вместо гусеничного устройства 320 может быть использовано тяговое устройство. В некоторых вариантах осуществления снаружи композитной пленки 126 может быть не нанесен абсорбирующий воду порошок 136 и для увеличения скорости охлаждения может быть использована водяная ванна. Дополнительно, гусеничное устройство 320 или по меньшей мере его часть может быть погружено(а) в водяную ванну. В некоторых вариантах осуществления на внутреннюю поверхность композитной пленки 126 может быть не нанесен абсорбирующий воду порошок 136 или он может быть не нанесен либо на внутреннюю, либо на внешнюю поверхности композитной пленки 126. Для формирования композитной пленки 126 могут быть использованы термопластмассы и/или материалы, отличные от полиэтилена. Композитная пленка 126 может иметь различную окраску и может иметь УФ-стабилизаторы, которые позволяют использовать композитную пленку 126 в качестве внешней части конечного продукта для применения вне помещений. Композитная пленка 126 может быть распечатана поверх чего-либо. Композитная пленка 126 может включать в себя элементы 140 для разрыва, такие как таковые, раскрытые здесь применительно к оболочке 134. В некоторых вариантах осуществления композитная пленка 126 может быть окружена разнообразными скрученными кабельными компонентами различных типов, такими как S-Z-скрученные волокна в плотных буферах, стержни-наполнители, пряжи из стекловолокна, арамидные пряжи и другие компоненты.
[0063] Два потенциальных материала для композитной пленки 126 включают в себя полиэтилен высокой плотности и полипропилен. ʺТемпература плавленияʺ полипропилена ближе (например, находясь в пределах 50°C; в пределах 30°C) к температуре переработки/экструзии (например, примерно 200-230°C±20°C) раскрытых здесь способов экструзии, что целесообразно для быстрого затвердевания композитной пленки 126 (то есть, для достижения затвердевания после экструзии требуется меньшее изменение температуры), так что композитная пленка 126 сжимается, пока скрученные элементы 114 ограничены в движении гусеничным устройством 320, так что композитная пленка 126 оказывает нагрузку на скрученные элементы 114, прижимая их к центральному силовому элементу 124, обеспечивая силу связывания между ними.
[0064] Согласно одному иллюстративному варианту осуществления материалы слоев композитной пленки 126 могут быть выбраны таким образом, что температура плавления материала меньше (например, меньше по меньшей мере на 30°C, по меньшей мере на 50°C) температуры экструзии (например, составляющей примерно 200-230°C±20°C) оболочки 134 (см. Фиг. 1), которую впоследствии экструдируют поверх композитной пленки 126. В некоторых таких вариантах осуществления внешний слой композитной пленки 126 сплавляется или смешивается с оболочкой 134. В других вариантах осуществления композитная пленка 126 сохраняет свое разобщение от оболочки 134 за счет промежуточного материала, такого как частицы суперабсорбирующего полимера, или несовместимых материалов. Заявители полагают, что причина того, что скрученные элементы 114 не смещаются вдоль оси или наружу в ходе экструзии оболочки 134, когда композитная пленка 126 расплавлена или размягчена, состоит в том, что ко времени последующей экструзии оболочки 134 (например, спустя по меньшей мере 2 секунды после скручивания и нанесения композитной пленки 126, по меньшей мере спустя 5 секунд, по меньшей мере спустя 10 минут), скрученные элементы 114 в достаточной степени подстроились под геометрию схемы скрутки благодаря релаксации напряжений материалов скрученных элементов 114, уменьшающей упругие силы, изначально присутствующие в скрученных элементах 114 при скрутке; заявители также полагают, что оболочка 134 вносит положительный вклад в радиальное натяжение, оказываемое композитной пленкой 126, ограничивающей движение элементов 114 сердцевины и оказывающей на них нормальную нагрузку, прижимая их к центральному силовому элементу 124.
[0065] Дополнительно, заявители обнаружили, что нанесение композитной пленки 126 при температурах экструзии, которые выше температуры плавления скрученных элементов 114 (например, выше по меньшей мере на 30°C, выше по меньшей мере на 50°C), не вызывает плавления или существенной деформации скрученных элементов 114. Таким образом, композитная пленка 126 может включать в себя те же самые либо имеющие похожую температуру плавления полимеры, что и буферные трубки 116, 116ʹ, скрученные в сердцевине 112, такие как полипропилен. Дополнительно, заявители обнаружили весьма малое слипание между композитной пленкой 126 и буферными трубками 116, 116ʹ, скрученными в сердцевине 112, либо отсутствие такого слипания, предположительно благодаря раскрытой здесь технологии быстрого охлаждения, такой как активное направление потока охлаждающего воздуха, применение гусеничного устройства 320 в водяной ванне, слоя тонкой пленки, материала пленки, выбираемого для получения температур затвердевания/кристаллизации композитной пленки 126, близких к температуре экструзии, и/или другой технологии. В некоторых вариантах осуществления один или более слоев включают в себя высокопрочные (EA) материалы и/или главным образом состоят из высокопрочных материалов (более чем на 50% по массе), таких как сложный полиэфир.
[0066] Заявители полагают, что эффективность материала для композитной пленки 126 может быть связана с температурой кристаллизации, при которой начинают расти кристаллы и, следовательно, начинают развиваться механические свойства. Насколько известно заявителям, температура кристаллизации для зародышей полипропилена составляет около 140°C, тогда как температура кристаллизации для полиэтилена высокой плотности имеет меньшее значение, такое как менее 125°C. Заявители полагают, что материалы, которые кристаллизуются при более высоких температурах, будут быстрее фиксироваться в случае изделий, содержащих композитную пленку 126, как здесь раскрыто (то есть, такие материалы быстрее прикладывают больше радиальной силы к сердцевине 112).
[0067] В предусматриваемых вариантах осуществления один слой композитной пленки 126 (например, полипропилен) сжимается быстрее, чем другой, и стягивает или сжимает другой слой вокруг элементов сердцевины. В некоторых вариантах осуществления другой слой может представлять собой менее дорогой материал (например, полиэтилен), но обладающий после затвердевания достаточной прочностью для того, чтобы ограничивать подлежащие элементы. Другие слои, такие как нейлон, могут сжиматься и кристаллизоваться с другими скоростями и могут обеспечивать другие преимущества композитной пленке 126, как, например, служить слоем, который блокирует проникновение грызунов или термитов через композитную пленку 126.
[0068] Дополнительно, насколько известно заявителям, сжатие материалов продолжается в некоторой степени до тех пор, пока не будет достигнута температура стеклования. В случае полипропилена температура стеклования может быть достигнута при примерно 10°C, а для полиэтилена при 70°C (но может достигать 30°C). Соответственно, при переработке/производстве вряд ли будет возможно достижение таких низких температур, так что слои композитной пленки 126 могут активно продолжать сжиматься после переработки (до тех пор, пока не будут достигнуты температуры стеклования), что может дополнительно улучшать соединение между скрученными элементами 114 и центральным силовым элементом 124. В случае других возможных материалов для слоя композитной пленки 126, таких как полибутилентерефталат, с температурой стеклования примерно 50°C, нормальная сила, прикладываемая к скученным элементам, может быть меньше, поскольку композитная пленка 126 может прекращать активное сжатие или уже не иметь склонность к сжатию. Таким образом, сочетание слоя материала, имеющего более высокую температуру стеклования, с материалом, имеющим меньшую температуру стеклования, может быть полезным в плане сжатия после переработки для материала, имеющего более высокую температуру стеклования.
[0069] Дополнительно, заявители обнаружили, что более высокая прочность полипропилена относительно полиэтилена позволяет композитной пленке 126 быть тоньше в случае полипропиленовой композитной пленки 126, обеспечивая ту же самую силу связывания между скрученными элементами 114 и центральным силовым элементом 124, как в случае чисто полиэтиленовой пленки. Например, было обнаружено, что слой полиэтилена толщиной 0,15 мм оказывал радиальную силу примерно в 70 Н, тогда как слой полипропилена толщиной 0,15 мм оказывал радиальную силу примерно в 85 Н. Соответственно, прочность полипропиленового слоя может дополнять прочность полиэтиленового слоя, но полиэтиленовый слой может обеспечивать преимущество, не предоставляемое полипропиленом, такое как когезионное связывание полиэтилена с полиэтиленовой оболочкой.
[0070] В некоторых вариантах осуществления композитная пленка 126 сформирована из первого материала, а оболочка 134 сформирована из второго материала. Второй материал оболочки 134 представляет собой смешанный композит полимеров, отличающийся от композита дискретных слоев, где представляющий собой смешанный композит второй материал может включать в себя, как, например, главным образом (>50% по массе) включать в себя, первый полимер, такой как полиэтилен или поливинилхлорид; и первый материал композитной пленки 126 может также представлять собой смешанный композит полимеров и включать в себя, как, например, главным образом включать в себя, второй полимер, такой как полипропилен. В некоторых вариантах осуществления первый материал дополнительно включает в себя первый полимер (например, по меньшей мере 2% по массе первого материала, по меньшей мере 5% по массе, по меньшей мере 10% по массе и/или менее 50% по массе, как, например, менее 30% по массе). Включение первого полимера в первый материал композитной пленки 126 дополнительно к включению главным образом второго полимера в представляющий собой смешанный композит первый материал может способствовать связыванию между первым и вторым материалами, так что композитная пленка 126 может быть связана с оболочкой 134 и автоматически удалена с сердцевины 112, когда оболочку 134 удаляют с сердцевины 112, как, например, в серединном местоположении доступа. Подобно этому в других вариантах осуществления один или более слоев композитной пленки 126, такой(ие), как наружный(е) слой(и), как показано на Фиг. 1-2, могут представлять собой смешанные композиты, выполненные с возможностью когезионного сцепления с оболочкой и/или подлежащими компонентами, такими как буферные трубки, за счет включения обычных полимеров, используемых в оболочке и/или подлежащих компонентах.
[0071] На Фиг. 5-6 показан образец 510 сердцевины 512 скрученных элементов 114 в композитной пленке 126, который выполнен с возможностью испытания на вытягивание для определения силы связывания между скрученными элементами 114 и центральным силовым элементом 124. Как показано на Фиг. 5, центральный силовой элемент 124 простирается за скрученные элементы 114 на расстояние примерно 50 мм. Как показано на Фиг. 6, простирающаяся часть центрального силового элемента 124 зафиксирована зажимом 514. Пластина 516 с отверстием как раз достаточно широким для центрального силового элемента прикреплена к аппарату 518 для испытания на растяжение, так что когда аппарат 518 поднимает пластину 516, пластина 516 толкает скрученные элементы 114 вдоль центрального силового элемента 124. Заявители обнаружили, что раскрытая здесь композитная пленка 126 приводит к возникновению (результирующей) силы статического трения между скрученными элементами 114 и центральным силовым элементом 124, равной по меньшей мере 10 Н для длины скрученных элементов в 100 мм, такой как по меньшей мере 15 Н.
[0072] Посредством испытания на вытягивание заявители обнаружили, что величина силы статического трения связана с толщиной и композицией композитной пленки 126. Для пленки 126, имеющей среднюю толщину стенки полипропиленового слоя по меньшей мере 0,02 мм, но менее 0,04 мм, сила статического трения для 100-мм участка скрученных элементов 114 (без оболочки) составляет по меньшей мере 10 Н, как, например, примерно 12,4 Н, и/или средняя сила статического трения для 200-мм участка скрученных элементов 114 составляет по меньшей мере 20 Н, как, например, примерно 23,1 Н. Соответственно, для такой пленки 126 схема скрутки с чередованием противоположных направлений должна быть таковой, чтобы результирующая упругая сила скрученных элементов 114 составляла примерно 10 Н или менее для 100-мм участка, чтобы предотвращать осевое смещение скрученных элементов 114 и образование деформаций типа ʺптичьей клеткиʺ в ходе изготовления. Заявители также обнаружили, что для композитной пленки 126 со средней толщиной стенки по меньшей мере 0,08 мм, но менее 0,15 мм, средняя сила статического трения для 100-мм участка скрученных элементов составляет по меньшей мере 20 Н, как, например, по меньшей мере 30 Н, и/или средняя сила статического трения для 200-мм участка скрученных элементов составляет по меньшей мере 40 Н, как, например, по меньшей мере 50 Н. Для определения вклада композитной пленки 126 некоторые испытания включали в себя скрученные элементы, связанные как композитной пленкой 126, так и связующими пряжами.
[0073] Если обратиться к Фиг. 7-8, то можно видеть, что скрученная сердцевина 712 кабеля 710 включает в себя пленку 716, которая ограничивает скрученные элементы 718, имеющие изменение направления 714. В некоторых вариантах осуществления сердцевина 712 может быть заключена в оболочку (см. Фиг. 8). Как показано на Фиг. 8, пленка 716 представляет собой тонкий полимерный материал (например, полипропилен, полиэтилен), который может быть разорван и отслоен рукой для обеспечения доступа к скрученным элементам 718 и центральному силовому элементу 720. После освобождения от пленки 716 скрученные элементы 718 могут отделяться от центрального силового элемента 720, как показано на Фиг. 8. Оптические волокна 722 простираются из конца одного из скрученных элементов 718, который представляет собой буферную трубку 724, включающую в себя полипропилен. Другие скрученные элементы 718 на Фиг. 13 представляют собой трубки-ʺпустышкиʺ или твердые полимерные стержни, которые занимают свободные положения в скрутке.
[0074] Как упомянуто выше, материал пленки 716 может быть выбран так, что пленка 716 является по меньшей мере частично просвечивающей, как показано на Фиг. 7-8. В случае некоторых вариантов осуществления оболочка может быть отслоена или иным образом удалена, причем пленка 716 остается неповрежденной. Как показано на Фиг. 7, местоположение точки изменения направления скрутки может быть легко обнаружено через такую пленку 716, и затем к данной точке может быть получен доступ.
[0075] Если обратиться снова к Фиг. 1, то можно видеть, что раскрытые здесь буферные трубки 116 могут включать в себя полипропилен, поливинилхлорид, поликарбонат, полибутилентерефталат и/или другие полимеры. К полимерам могут быть добавлены наполнители, добавки и другие компоненты. В некоторых вариантах осуществления буферные трубки 116 в дополнение к оптическим волокнам 118 наполнены заполняющим компаундом, таким как смазка или гель на основе нефти. Заполняющий компаунд блокирует проникновение воды в буферные трубки 116 и обеспечивает связь между оптическими волокнами и буферными трубками 116. В других вариантах осуществления буферные трубки 116 являются ʺсухимиʺ и не содержат заполняющего компаунда, как обсуждено выше. В таких вариантах осуществления проникновение воды в буферные трубки 116 может быть блокировано посредством набухающего в воде порошка, такого как суперабсорбирующий полимер, которым может быть пропитана пряжа, простирающаяся через полость буферных трубок 116, и/или порошок может быть механически прикреплен к внутренней поверхности буферной трубки 116, как обсуждено выше.
[0076] Согласно одному иллюстративному варианту осуществления буферные трубки 116 имеют наружный диаметр, который составляет 3 миллиметра или менее, такой как 2,5 миллиметра или менее или даже 2 миллиметра или менее. Буферные трубки 116 могут иметь среднюю толщину стенки по меньшей мере 100 микрометров, такую как по меньшей мере 200 микрометров и/или менее миллиметра. Для того же самого размера буферной трубки 116 с увеличением числа оптических волокон 118 уменьшается возможность оптических волокон в трубке изгибаться и иметь излишнюю длину оптического волокна. Каждая буферная трубка 116 может включать в себя по меньшей мере одно оптическое волокно 118, как, например, по меньшей мере четыре оптических волокна, как, например, по меньшей мере двенадцать оптических волокон. Стержни-пустышки могут заменять собой одну или более из буферных трубок 116, как обсуждено выше.
[0077] Согласно одному иллюстративному варианту осуществления оптические волокна 118 включают в себя стеклянную сердцевину, непосредственно окруженную стеклянной облицовкой, которая непосредственно окружена одним или более слоями полимерного покрытия, такого как более мягкий, изолирующий от напряжений слой из акрилата, непосредственно окруженный более твердой оболочкой из акрилата. Согласно одному иллюстративному варианту осуществления оптические волокна представляют собой отдельные, дискретные оптические волокна, отличающиеся от оптических волокон волоконно-оптической ленты. В других вариантах осуществления включены ленты и/или стопки. Оптические волокна могут представлять собой одномодовые оптические волокна, многомодовые оптические волокна, оптические волокна с множеством сердцевин, пластиковые оптические волокна, оптические волокна, имеющие однородную облицовку, и/или волокна других типов.
[0078] Оптические волокна 118 могут представлять собой стойкие к изгибу оптические волокна, имеющие облицовку, которая включает в себя кольцевидные слои с разными показателями преломления, или стойкие к изгибу оптические волокна других типов. Примером нечувствительного к изгибу или стойкого к изгибу оптического волокна является многомодовое волокно ClearCurve, коммерчески доступное от Corning Incorporated, Корнинг, Нью-Йорк. В некоторых таких вариантах осуществления оптические волокна, будучи согнутыми в катушку, один оборот которой имеет диаметр примерно 200 миллиметров, имеют изменение оптического затухания (дельта-затухания) при 1310 нанометрах, равное примерно 0,1 дБ или менее на оборот и предпочтительнее - примерно 0,03 дБ или менее на оборот, где вышеупомянутое дельта-затухание наблюдается при одной длине волны или длинах волн, предпочтительно больших, либо равных 1500 нм, в некоторых вариантах осуществления также больших примерно 1310 нм, в других вариантах осуществления также больших чем 1260 нм. Применение стойких к изгибу оптических волокон может содействовать получению улучшенных оптических характеристик у соответствующего кабеля, как, например, когда кабель растянут.
[0079] Шаг скрутки скрученных буферных трубок 116 обсужден выше. В некоторых вариантах осуществления шаг скрутки является особенно коротким, таким как менее 1 метра по длине соответствующего кабеля между точками изменения направления в схеме скрутки с чередованием противоположных направлений, таким как менее 750 мм, таким как менее 500 мм, таким как менее 250 мм, таким как даже менее 100 мм в некоторых вариантах осуществления. Между точками изменения направления по меньшей мере в некоторых таких схемах скрутки буферные трубки 116 включают в себя по меньшей мере 2 полных оборота (то есть полные спирали) вокруг центральной оси скрутки, как, например, по меньшей мере 3 полных оборота и/или даже по меньшей мере 4 полных оборота. Плотность схемы скрутки связана с нагрузкой, предусматриваемой соответствующей композитной пленкой 126. В общем, чем плотнее схема скрутки, тем больше нагрузка кручения буферной трубки 116 в стороне от центральной оси скрутки (например, центрального силового элемента) в точках изменения направления. Например, в раскрытых здесь вариантах осуществления вышеописанное связывание с центральным силовым элементом может достигаться при реализации таких схем с плотной скруткой.
[0080] В некоторых вариантах осуществления оболочка 134 и композитная пленка 126 могут соединяться друг с другом в ходе экструзии оболочки 134 поверх композитной пленки 126, в частности если оболочка 134 и композитная пленка 126 сформированы из одного и того же материала без порошковых частиц 136 между ними. В других вариантах осуществления оболочка 134 и композитная пленка 126 могут оставаться отделенными или по меньшей мере частично отделенными друг от друга, так что каждая является визуально различимой, когда рассматривают поперечное сечение кабеля 110.
[0081] Как здесь раскрыто, некоторые варианты осуществления включают в себя композитную связующую пленку 126, включающую в себя несколько слоев 810, 812, 813, образующих пленку 126; тогда как другие варианты осуществления пленки 126 включают в себя только единственный слой материала. Применение композитной связующей пленки 126 с несколькими слоями 810, 812, 813 может быть полезно в нескольких отношениях. Во-первых, многослойная пленка 126 может быть использована для контроля связывания компонентов в соответствующем кабеле. В некоторых таких вариантах осуществления композитная пленка 126 размещена в кабеле 110 между двумя компонентами, где один компонент находится по одну из сторон композитной пленки 126, как показано на Фиг. 1. Первый компонент, такой как один или более элементов сердцевины, таких как буферные трубки 116, имеет внешнюю часть из первого материала; а второй компонент, такой как внешняя трубка, окружающая композитную пленку 126, такая как оболочка 134, имеет внутреннюю часть из второго материала. В некоторых вариантах осуществления первый материал отличается от второго материала, причем возможны различные сочетания материалов, как раскрыто здесь.
[0082] В некоторых вариантах осуществления композитная пленка 126 выполнена с возможностью уменьшения или предотвращения связывания между композитной пленкой 126 и прилегающим компонентом. Например, в некоторых вариантах осуществления наиболее внутренний слой 810 пленки 126 (например, ближайший к центру кабеля) не связывается или имеет пониженное связывание с прилегающим компонентом, таким как буферная трубка 116. В некоторых таких вариантах осуществления наиболее внутренний слой 810 пленки 126 включает в себя и/или содержит главным образом полярный материал, и прилегающий компонент (например, буферная трубка 116) включает в себя и/или содержит главным образом неполярный материал или наоборот. В некоторых таких вариантах осуществления внутренний слой 810 композитной пленки 126 содержит главным образом полиэтилен (например, состоит из него более чем на 50% по массе), такой как линейный полиэтилен низкой плотности, а наружная часть буферных трубок 116, прилегающих к композитной пленке 126, состоит главным образом из другого полимера, такого как поликарбонат, полипропилен, полибутилентерефталат или другой материал. В других вариантах осуществления компонент(ы), отличный(е) от буферных трубок, прилегают к внутренней части композитной пленки 126, и материалы композитной пленки 126 выбирают, основываясь на соответствующем(их) компоненте(ах). В некоторых вариантах осуществления как наиболее внутренний слой 810 композитной пленки 126, так и наружная часть прилегающего компонента представляют собой термопластический материал, такой как экструдируемые термопластические материалы. Применение несовместимых или несвязанных материалов для наиболее внутреннего слоя 810 композитной пленки 126 и прилегающих компонентов сердцевины может обеспечивать возможность их легкого отделения при доступе к сердцевине и/или относительного движения между ними, как, например, способствуя легкости изгибания соответствующего кабеля 110. Если композитная пленка 126 выбрана для сведения к минимуму или уменьшения связывания, композитная пленка 126 может быть просто оторвана или удалена с прилегающих компонентов сердцевины, как показано на Фиг. 8.
[0083] Подобно этому в некоторых вариантах осуществления наиболее внешний слой 813 композитной пленки 126 (например, наиболее удаленный от центра кабеля) не связывается или имеет пониженное связывание с прилегающим(и) компонентом(ами) В некоторых таких вариантах осуществления наиболее внешний слой 813 пленки 126 включает в себя и/или содержит главным образом полярный материал, а прилегающий компонент (например, оболочка 134, броня, обшивка, другая композитная пленка, окружающая другие элементы) включает в себя и/или содержит главным образом неполярный материал или наоборот. В некоторых таких вариантах осуществления наиболее внешний слой 813 композитной пленки 126 включает в себя и/или содержит главным образом полипропилен (например, состоит из него более чем на 50% по массе), а внутренняя часть оболочки 134, прилегающей к композитной пленке 126, состоит главным образом из другого полимера, такого как полиэтилен, поливинилхлорид, или другой материал. В некоторых вариантах осуществления как наиболее внешний слой 813 композитной пленки 126, так и внутренняя часть прилегающего компонента представляют собой, оба, термопластический материал, такой как экструдируемые термопластические материалы. Применение несовместимых или несвязанных материалов для наиболее внешнего слоя 813 композитной пленки 126 и прилегающих компонентов (например, оболочки) может обеспечивать возможность их легкого отделения при доступе к сердцевине кабеля. Оболочка 134 может быть просто оторвана с композитной пленки 126 и компонентов сердцевины, как, например, без разрыва защищающего от воды барьера, обеспечиваемого композитной пленкой 126 (например, непроницаемого барьера). Если пленки 126 являются просвечивающими, как раскрыто здесь, точка смены направления скрутки скрученных компонентов сердцевины может быть локализована и к ней может быть получен доступ при минимальном и/или уменьшенном обнажении компонентов сердцевины.
[0084] Если опять обратиться к Фиг. 1, можно видеть, что композитная пленка 126 дополнительно включает в себя внутренний слой 812, который является внутренним по отношению как к наиболее внутреннему слою 810, так и к наиболее внешнему слою 813 композитной пленки 126. Внутренний слой 812 может связываться как с наиболее внутренним слоем 810, так и с наиболее внешним слоем 813 композитной пленки 126, и может связываться с композитной пленкой 126. В некоторых вариантах осуществления внутренний слой 812 включает в себя и/или включает в себя главным образом смешанную композицию, которая включает в себя полимеры как из наиболее внутреннего слоя 810, так и из наиболее внешнего слоя 813 композитной пленки 126. Например, в вариантах осуществления, где наиболее внутренний слой 810 и наиболее внешний слой 813 композитной пленки 126 включают в себя и/или состоят главным образом, соответственно, из полиэтилена и полипропилена, внутренний слой 812 включает в себя и/или состоит главным образом из смеси как полиэтилена, так и полипропилена, как, например, из смеси, содержащей каждый из них в количестве по меньшей мере 3% по массе, чтобы содействовать когезионному связыванию как наиболее внутреннего слоя 810, так и наиболее внешнего слоя 813 композитной пленки 126 с внутренним слоем 812.
[0085] В других вариантах осуществления внутренний слой 812 представляет собой или включает в себя связующий агент или добавку, такую как малеиновый ангидрид и/или его сополимер, этиленакриловую кислоту и/или ее сополимер, или другой материал для усиления связывания. Внутренний слой 812 может включать в себя и/или состоять главным образом из связующего агента. В некоторых вариантах осуществления любые два и/или все из наиболее внутреннего слоя 810, внутреннего слоя 812 и наиболее внешнего слоя 813 композитной пленки 126 совместно экструдируют друг с другом (см., в общем, Фиг. 3). В других вариантах осуществления некоторые или все из слоев 810 812, 813 экструдируют последовательно друг другу. В других вариантах осуществления только наиболее внутренний слой 810 экструдируют на первой производственной линии, и наиболее внутренний слой 810 служит в качестве связующего элементов сердцевины, тогда как внутренний(е) слой(и) 812 и/или наиболее внешний слой 813 экструдируют впоследствии, и они могут служить другим целям. В других вариантах осуществления ни один из слоев 810, 812, 813 композитной пленки 126 не служит связующим, как, например, в кабелях, где подлежащий(е) примыкающий(е) компоненты(ы) не являются скрученными.
[0086] В предусматриваемых вариантах осуществления внутренний(е) слой(и) 812 и/или наиболее внешний слой 813 обеспечивают защиту сердцевины от термитов и/или грызунов, как, например, формируя барьер для них. В некоторых таких вариантах осуществления один или более внутренний(их) слой(ев) 812 и/или наиболее внешний слой 813 включают в себя полиамид и/или состоят главным образом из полиамида, такого как нейлон, такой как нейлон-6,6; нейлон-6; нейлон-6,9; нейлон-6,10; нейлон-6,12; нейлон-11; нейлон-12 и нейлон-4,6. Внутренний слой 812 может связывать полиамид с наиболее внутренним слоем 810 композитной пленки 126, как, например, когда наиболее внутренний слой 810 включает в себя полиэтилен и/или состоит главным образом из полиэтилена, а внутренний слой 812 включает в себя малеиновый ангидрид. В других вариантах осуществления композитная пленка 126 включает в себя только два слоя (например, состоит из них), такие как внутренний слой 810, прилегающий к одному или более элементам сердцевины кабеля, и внешний слой 812 или 813. Внутренний слой 810 может включать в себя связующий агент для улучшения связывания с внешним слоем 812 или 813 соответствующей композитной пленки, как, например, в случае внутреннего слоя 810 из полиэтилена с добавкой в виде малеинового ангидрида, где внутренний слой 810 связан с внешним слоем 812 или 813 из нейлона. Каждый из слоев 810 и 812 или 813 может быть в особенности тонким, как здесь раскрыто.
[0087] В других вариантах осуществления размещение материалов использовано для того, чтобы вызвать связывание компонентов кабеля с композитной пленкой 126, как, например, когда материалы композитной пленки 126 выбирают для того, чтобы вызвать связывание с прилегающими компонентами кабеля. В некоторых вариантах осуществления соответствующий кабель 110 предназначен для использования в быстро изменяющихся или экстремальных условиях внешней среды, и надежность кабеля 110 увеличивают путем связывания элементов сердцевины с композитной пленкой 126 и/или с оболочкой 134. Такое размещение может ограничивать или уменьшать относительное перемещение между компонентами сердцевины и/или обеспечивать более высокую сохранность кабеля 110, как, например, при скручивании, сильном изгибе, сдавливании и так далее. Соответственно, в некоторых таких вариантах осуществления наиболее внутренний слой 810 композитной пленки 126 может связываться с прилегающими компонентами сердцевины кабеля 110, как, например, полипропиленовый наиболее внутренний слой 810, который когезионно связывается с прилегающими буферными трубками 116 сердцевины, которые включают в себя полипропилен. Наиболее внешний слой 813 такой композитной пленки 126 может включать в себя полимерный материал, который также находится в оболочке 134 или другой(их) прилегающей(их) структуре(ах) соответствующего кабеля 110, как, например, полиэтиленовый наиболее внешний слой 813 композитной пленки 126, который когезионно связывается с полиэтиленом в оболочке 134.
[0088] В предусматриваемых вариантах осуществления композитная пленка 126, включающая в себя два или более слоев, может служить оболочкой для соответствующей сердцевины кабеля и может не требовать дополнительного помещения в оболочку или обшивку, как, например, в случае кабеля, являющегося субъединицей более крупного распределительного кабеля, в случае кабеля, который предназначен для использования в менее жестких условиях внешней среды, как, например, в случае кабеля для использования внутри помещений, который проводит оптические волокна через стены здания, и/или в случае мини-кабеля, который простирается через трубы (см., в общем, Фиг. 2), или в случае других кабелей. В таком варианте осуществления только первый слой 810 композитной пленки 126 может служить связующим, как раскрыто здесь, и один или более дополнительных слоев композитной пленки 126 может обеспечивать дополнительные функции, такие как надежность в условиях окружающей среды. Некоторые или все из дополнительных слоев 812, 813 и так далее могут представлять собой тот же материал, что и наиболее внутренний слой 810 (например, включая в себя и/или состоя главным образом из: полиэтилена, поливинилхлорида, экструдируемого(ых) полимера(ов), экструдируемой(ых) термопластмасс(ы)) или могут представлять собой или включать в себя другие материалы. Например, в предусматриваемых вариантах осуществления оболочка 134 такого кабеля включает в себя несколько тонкопленочных слоев 810, 812, 813, которые совместно образуют оболочку, где каждый слой является особенно тонким, как раскрыто выше (например, имеет толщину менее 500 микрон, менее 250 микрон), и где вся композитная пленка 126 имеет достаточную толщину для того, чтобы функционировать в качестве оболочки соответствующего кабеля (например, имеет толщину по меньшей мере 800 микрон, по меньшей мере 1000 микрон). Такая оболочка может определять внешнюю поверхность кабеля или может просто определять внешнюю поверхность подкомпонента всего кабеля (например, субъединицы кабеля; внутреннего кабеля в бронированном кабеле; расположенного внутри помещения участка кабеля для размещения внутри/вне помещения). В некоторых таких вариантах осуществления композитная пленка 126 включает в себя по меньшей мере 3 слоя, по меньшей мере 4 слоя, по меньшей мере 5 слоев. Слои 810, 812, 813 могут быть нанесены последовательными экструдерами, за отдельные проходы на одном или более экструдерах или иным образом.
[0089] Конструкция и размещения кабелей, показанные в различных иллюстративных вариантах осуществления, являются лишь иллюстративными. Хотя в данном раскрытии было подробно описано лишь несколько вариантов осуществления, возможны многие модификации (например, изменения размеров, размерностей, структур, форм и пропорций различных элементов, величин параметров, размещений при монтаже, применения материалов, цветов, ориентаций) без существенного отклонения от новых идей и преимуществ описанного здесь объекта полезной модели. Например, в некоторых вариантах осуществления кабели включают в себя несколько слоев или уровней элементов сердцевины, скрученных вокруг центрального силового элемента 124, где каждый слой включает в себя пленку 126, ограничивающую соответствующий слой, и где пленка 126 внешнего(их) слоя(ев) опосредованного окружает пленку 126 внутреннего(их) слоя(ев). В предусматриваемых вариантах осуществления композитную пленку 126 не экструдируют, а формируют, например, из свариваемой лазером ленты и/или термоусаживающегося материала. Некоторые элементы, показанные как интегрально сформированные, могут быть сконструированы из нескольких деталей или элементов, положение элементов может быть изменено на обратное или иным образом изменено, и природа или число отдельных элементов или положений может быть изменено или модифицировано. В некоторых предусматриваемых вариантах осуществления пленка 126 с раскрытым здесь водоблокирующим порошком может функционировать как экструдированный водоблокирующий элемент, тем самым обеспечивая возможность непрерывного производства кабеля без замены катушек водоблокирующей ленты; который, например, может блокировать воду между броней (или другими наружными слоями в кабеле) и сердцевиной 112, такой как сердцевина из скрученных волоконно-оптических лент или сердцевина из одной трубки, или между другими компонентами в кабеле. В порядок или последовательность любого процесса, логического алгоритма, или этапов способа могут быть внесены изменения или же они могут быть осуществлены в иной последовательности согласно альтернативным вариантам осуществления. Другие замены, модификации, изменения и исключения из состава также могут быть внесены в конструкцию, условия работы и размещение различных иллюстративных вариантов осуществления, не выходя за рамки объема предлагаемой в настоящей полезной модели технологии.