專利名稱：形成屏蔽電纜的方法與設(shè)備的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及用于形成通過電纜使傳輸信號用的屏蔽電纜的方法與設(shè)備，具體涉及到能快速、經(jīng)濟與均勻地制造這種電纜的改進了的方法與設(shè)備。
提供屏蔽電纜來傳輸信號是習用的方法。屏蔽電纜通常包括封閉于至少一個導(dǎo)電層內(nèi)的一或多根絕緣導(dǎo)線的心線。導(dǎo)電磁的這種屏蔽阻止了信號從心線漏泄，同時消除或減少了外部電場的干擾影響。
所用的一種屏蔽電纜包括一中心導(dǎo)線，繞其周圍延伸有泡沫絕緣材料而形成心線。第一屏蔽件是由卷繞到心線上的帶提供。這種帶包括細長的金屬條。還能夠繞這種金屬帶提供由銅或鋁編織件形成的第二種金屬屏蔽。然后圍繞第二金屬屏蔽件擠壓上非金屬材料的外罩或外套。上述類型的屏蔽電纜通常是為采用標準導(dǎo)線而設(shè)置的，所以這種電纜具有經(jīng)選擇能適應(yīng)置納上述導(dǎo)線的標準直徑。編織的屏蔽件由于金屬絲編織層之間的空隙，具有對心線提供的覆蓋少于100％因而是屏蔽少于100％的缺點。此外，編織的屏蔽件難以切斷和接附到標準導(dǎo)線上，這就增加了安裝時間與費用。
曾提出過其他的屏蔽電纜的設(shè)計，包括美國專利5321202、5414213與5521331中所描述的用以克服這種金屬編織件屏蔽電纜的缺陷。在上述專利所公開的某些屏蔽電纜的設(shè)計中，提供了絕緣導(dǎo)線的心線，以及由細長絕緣材料細長帶形成的第一屏蔽件和一對與這種條依平行關(guān)系設(shè)置的細長金屬箔條。這些條粘合到上述帶的相對兩側(cè)上。第一屏蔽件是指縱向加到心線上而且是沿圓周依大致平行關(guān)系卷繞到心線上，形成兩個同心的基本上封閉的屏蔽層。以一層絕緣材料圍繞第一屏蔽件，以第二屏蔽件圍繞此絕緣層，此第二屏蔽件能夠由非編織的各種金屬材料形成。此屏蔽的電纜于第二屏蔽件上設(shè)有絕緣材料的外套。
上述專利也描述了制造這種屏蔽的非編織電纜的種種方法，這些方法在某些情形下視電纜的構(gòu)件形式而變化。如美國專利No.5321202、No.5414213與NO.5521331所公開的，在這種屏蔽電纜的各層之間至少有某種程度的粘合，以使這些層表面間的濕氣遷移消除或減至最少。為了在三同軸電纜的這種層之間提供粘合，以上三個專利公開了利用具有粘合劑背襯的帶，用于第一屏蔽件將其粘合到心線上。上述三件專利的后兩個還公開了，采用a)粘合到絕緣層上的熱激活粘合劑，它在將外套擠壓到第二屏蔽件上時激活，或是采用于在配合面上的粘合劑涂層以將絕緣材料層粘合到兩種屏蔽件上。
上述三件專利的后兩個還公開了可粘合到第二屏蔽件上的外套。
上述各專利中所公開的屏蔽電纜與制造方法能良好地服務(wù)于它們的計劃用途。然而一旦對用于制造屏蔽電纜的裝置與設(shè)備付出了基建投資后，制造電纜時的緩慢生產(chǎn)線速度(按每秒或每分制造的電纜英尺長度計算)，則有可能給生產(chǎn)屏蔽電纜的效率以負面影響。
例如，編織的屏蔽層不可能以快于約10ft/min的速度應(yīng)用到電纜上。但即使在此應(yīng)用非編織的屏蔽層而能允許較快的生產(chǎn)線速度，但由于難以在較大的線速度下組裝電纜的構(gòu)件，就令引進各種缺陷。此外，要是在這樣一種較高的速率下來建立制造屏蔽電纜的生產(chǎn)線，任何感生的缺陷都會相應(yīng)地造成必須淘汰的較大量的電纜的生產(chǎn)。因而需有一種快速、有效和均勻的生產(chǎn)屏蔽電纜的方法。
發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明，提供了由包括中心導(dǎo)線和繞于其上的第一絕緣層的心線來形成屏蔽電纜的方法，此方法包括下述步驟沿心線的長度方向并繞心線順圓周方向施加第一電屏蔽帶，在緊接此施加第一帶的步驟后立即激活第一熱激活粘合劑，使此第一帶繞到第一絕緣層粘合而形成第一屏蔽件。
上述第一激活步驟可以包括在施加第一帶的步驟之前、之中或緊接其后，加熱至少是心線、此第一帶和第一熱激活粘合劑中之一。
所述方法可以包括這樣的步驟在上述第一激活步驟之前或之后，將第一熱激活粘合劑施加到心線上；還可以包括下述步驟在第一激活步驟之前于第一絕緣層內(nèi)提供具有第一熱激活粘合劑的心線，或是在第一激活步驟前提供包括第一熱激活粘合劑的第一帶。
所述方法還可包括下述步驟環(huán)繞第一屏蔽件施加第二絕緣層，并激活第二熱激活粘合劑以將第二絕緣層粘合到第一屏蔽件上。在此條件下，此第二激活步驟則可包括在旋加此第二絕緣層步驟之前，加熱第一屏蔽件、第二絕緣層與第二熱激活粘合劑中至少之一的步驟。
此方法還可再包括下述步驟環(huán)繞第一屏蔽件施加第二絕緣層，沿第二絕緣層的長度方向并順其圓周方向施加第二電屏蔽帶，并且在施加第二帶步驟之后立即激活第三熱激活粘合劑以將此第二帶圍繞第二絕緣層粘合而形成第二屏蔽件。
上述第三激活步驟可以包括在施加第二帶步驟之中、之前或之后，加熱此第二帶、第二絕緣層與第三熱激活粘合劑這三者中至少一個。
此方法還可包括在第三激活步驟之前或之后將此第三熱激活粘合劑施加到第二帶或第二絕緣層之上的步驟，也可包括在第三激活步驟之前提供包含有第三熱激活粘合劑的第二帶的步驟，或是提供包含第三熱激活粘合劑的第二絕緣層的步驟。
此第一激活步驟包括優(yōu)選加熱心線外部至約65-125℃而最好是至約80-100℃。
此第三激活步驟包括優(yōu)選將第二絕緣層加熱到約65-135℃而最好是至約80-100℃的步驟。
此施加第一帶的步驟包括最好在速度至少約50英尺/分而尤為最好是在速度至少約200英尺/分下施加此第一和/或第二帶。
此施加第一帶與第二帶的步驟包括將這些帶張緊到約10磅或更小而最好約1磅或更小。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了由包括中央導(dǎo)線和繞于其上的第一絕緣層的心線來形成屏蔽電纜的設(shè)備，此設(shè)備包括第一帶施加組件，用于沿心線長度方向并繞心線順圓周方向施加第一電屏蔽帶；以及第一加熱組件，它位于緊靠此第一帶施加組件的下游，用來激活第一熱激活粘合劑，使第一帶繞第一絕緣層粘合而形成第一屏蔽件。
此第一加熱組件可以包括位于第一帶施加組件上游的加熱站，用于加熱心線、第一帶和第一熱激活粘合劑中的至少一個以及形成此第一帶加熱組件一部分的加熱帶模具，或包括位于緊靠第一帶施加組件的下游的加熱站。
此設(shè)備還可包括在此第一帶組件下游的絕緣組件，用于將第二絕緣層施加到第一屏蔽件上；在此絕緣組件下游的第二帶施加組件，用來沿第二絕緣層的長度方向并繞其順圓周方向施加第二電屏蔽帶；以及第二加熱組件，它位于緊靠第二帶施加組件的下游，用來激活第二熱激活粘合劑，將第二帶粘合到第二絕緣層上來形成第二屏蔽件。
此設(shè)備最好還包括位于絕緣組件與第二加熱組件之間的冷卻組件。
此第二加熱組件最好包括位于第二帶施加組件上游的加熱站用于加熱第二絕緣層、第二帶與第二熱激活粘合劑之一，以及形成此第二帶施加組件一部分的加熱帶模具，或包括位于緊靠第二帶組件下游的加熱站。
此第一和/或第二帶施加組件最好包括帶折疊工具和帶模具。
因此，本發(fā)明能有利地提供這樣的方法與設(shè)備，允許快速、有效和均勻制造各種結(jié)構(gòu)的屏蔽電纜。本發(fā)明其他的優(yōu)點將部分地列述于下面的說明中，或可以從本說明書中獲得理解，或可以通過實施本發(fā)明認識到。
附圖簡述

圖1是根據(jù)本發(fā)關(guān)制造的屏蔽電纜一實施形式的透視圖，其中除去了一部分便于闡明此電纜的結(jié)構(gòu)；圖2是沿圖1中直線II-II截取的此屏蔽電纜的縱剖圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明制造的屏蔽電纜另一實施形式的透視圖，其中除去了一部分便于闡明此電纜的結(jié)構(gòu)；圖4是沿圖3中直線IV-IV截取的此屏蔽電纜的縱剖圖；圖5是流程圖，概示用于制造圖1-4所示屏蔽電纜或其他屏蔽電纜的步驟；圖6A概示圖5中指出的電纜心線供給源與帶供給源；圖6B概示圖5中指出的帶潤滑劑供給源；圖6C概示圖5中指出的一個加熱站，此加熱站乃是圖5中指出的其他各加熱站的代表；圖6D概示圖5中指出的一個帶施加站，它乃是圖5中指出的其他各個帶施加站的代表；圖6E概示圖5中指出的一個擠壓站，它乃是圖5中指出的其他各個擠壓站的代表；
圖6F概示圖5中指出的一個冷卻段，它乃是圖5中指出的其他各個擠壓站的代表。
最佳實施形式的描述下面詳細參考本發(fā)明當前屬最佳的實施形式，它的一或多個例子由附圖闡明。所提供的整個例子是用于解釋本發(fā)明而并不意味對本發(fā)明作限制。例如作為一實施形式一部分所圖示或描述的特點可以用于另一實施形式的一部分而來形成又一實施形式。應(yīng)該認為本發(fā)明是包括了這類變動與更改形式的。
圖1-4示明了可以依據(jù)本發(fā)明的方法與設(shè)備制造的屏蔽電纜的兩個例子。但應(yīng)認識到，取決于所需電纜的特殊性質(zhì)和所選擇的相應(yīng)方法步驟與設(shè)備部分，在本發(fā)明的范圍內(nèi)是可以由本發(fā)明的方法與設(shè)備獲得此類電纜在設(shè)計中的種種變化的。
正如所概述的，圖1與2示明的屏蔽電纜10包括許多層。電纜10為同軸電纜，將于下面說明。圖3與4示明三同軸屏蔽電纜10a，它與同軸電纜10有許多共同的部件。為便于識別，電纜10與10a間的共同部件所給的標號相同。
電纜10包括中央導(dǎo)線12與圍繞此導(dǎo)線的絕緣層14。中央導(dǎo)線12與絕緣層14在一起組成了電纜10的心線16。第一屏蔽件18環(huán)繞心線16而外套20包圍第一屏蔽件18。
中央導(dǎo)線12可以由任何適當?shù)膶?dǎo)電材料制成。通常采用銅包鋼線，但在本發(fā)明的范圍內(nèi)也可將其他金屬或其他材料用作中央導(dǎo)線12。絕緣層14最好包括泡沫絕緣材料如熱塑性發(fā)泡聚合物。例如可以采用聚乙烯與聚丙烯之類的聚烯烴以及氟化的乙烯丙烯聚合物如含氟聚合物或全氟烷氧基共聚物，或是它們的各種混合物。第一絕緣層14可以擠壓到中央導(dǎo)線12之上而形成心線16，這是周知的。
第一屏蔽件18最好包括適于形成環(huán)繞心線16的電屏蔽件的電屏蔽帶。如圖2所示，第一屏蔽件18包括金屬材料制的沿長向延伸而順圓周方向環(huán)繞到心線16上的單層帶。第一屏蔽件18可以包括細長鋁箔條制成的帶，或是可以用銅或其他適于為心線16提供的金屬材料制成?；蛘?，第一屏蔽件18可以包括多部分帶。這點常常包括至少三層絕緣材料的中心條和一對金屬材料的外條。上述帶在卷繞到心線16上時提供了兩個同心的實質(zhì)上是閉合的屏蔽件，每個屏蔽件是由一個相應(yīng)的金屬條形成。這類帶的上述應(yīng)用例如描述了例如美國專利NO.5321202中，其中所述內(nèi)容已結(jié)合于此參考。市售的一種多層帶是APA帶，可購自Facile Technologies of Patterson，NJ。
應(yīng)知此第一屏蔽件18在本發(fā)明范圍內(nèi)可以具有其他結(jié)構(gòu)。申請人在此結(jié)合圖1與2僅僅討論了兩個可以用作第一屏蔽件的材料的例子，為本發(fā)明的下述方法與設(shè)備提供某些背景。
類似地，沿屏蔽件18的邊緣的接頭是被描述為搭接接頭的。但在本發(fā)明的范圍內(nèi)，其他類型的接頭也是可能的。例如在本發(fā)明的范圍內(nèi)，對頭接、Z形折疊，或是槽折如單折、雙連鎖折都是可以采用的。
外套20是由非導(dǎo)電材料形成，而最好是由擠壓的聚乙烯、聚氯乙烯或某些其他適當?shù)牟粚?dǎo)電材料形成。選用于外套20的材料應(yīng)選擇為能適合電纜10的應(yīng)用目的。例如，取決于電纜是用于室內(nèi)或室外、地面或地下等，可以從各種合適材料中為外套選取材料。
圖3與10所示的電纜10a基本上與圖1和2所示的電纜10類似，只是纜10a是三同軸電纜。例如，電纜10a包括中央心線16、第一屏蔽件18與外套20，它們都與前面相對于電纜10所述的相同。此外，電纜10a包括有第二絕緣層22與第二屏蔽件24。
第二絕緣層22可以由相對于第一絕緣層14在上面所述的任何材料或混合物構(gòu)成第二絕緣層22可以由與第一絕緣層14相同的材料制成，或?qū)τ谀承?yīng)用目的而可以用不同的材料制成。
類似地，第二屏蔽件24可以由例如適用于第一屏蔽件18的上述任何材料制成。在本發(fā)明的最廣范圍內(nèi)，也能使第二屏蔽件包括如上所述的編織金屬屏蔽件，或是異于所述帶的某種結(jié)構(gòu)。將這種編織的金屬屏蔽件或其他結(jié)構(gòu)用于此第二屏蔽件會對本發(fā)明在所請求保護權(quán)的方法與設(shè)備方面提供某些有利之處。但第二屏蔽件24最好能包括某種能比金屬編制件較快應(yīng)用到電纜10a上的帶，以使能滿意地利用到本發(fā)明的整個范圍。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)，除同軸或三同軸電纜外也是可以選擇其他纜結(jié)構(gòu)的，例如通常稱作為懸纜線、二重連接的(SiaMese)纜，等等。
圖5是流程圖，概示了應(yīng)用本發(fā)明請求專利保護權(quán)的設(shè)備，用于形成屏蔽電纜時請求專利保護權(quán)的方法。選擇于圖5中表示的是用于制造同軸電纜如電纜10或三同軸電纜如電纜10a的情形。應(yīng)知為了制造本發(fā)明范圍內(nèi)這類電纜的種種變形，圖5中概示的方法是可以有另外的改型的。
如圖5所示，用來由心線形成屏蔽電纜10的方法是從以標號30標明的心線供給源開始的。如上所述，這種心線16通常是將絕緣層14擠壓到中央導(dǎo)線12上形成的。心線供給源30也示意地表明于圖6A中。
如圖5與6A所示，設(shè)有帶供給源32來提供用于形成第一屏蔽件18的第一電屏蔽帶18a。如圖6A所概示的，帶供給源32可以包括卷軸34，由它通過張力輥36供應(yīng)帶18a。帶18a最好加以≤10磅而尤為最好是≤1磅的張力。這樣的張力水平能減少帶18a的損傷，而這種損傷則會給屏蔽件18提供均勻屏蔽的能力帶來頁面影響。必要時還可以提供其他的導(dǎo)輥與驅(qū)動輥以及控制與反饋系統(tǒng)。
如圖5與6B所示，可以設(shè)置供選擇的潤滑劑涂布站38，其中包括輥40來導(dǎo)引用來形成第一屏蔽件18通過潤滑油芯42或是其他的潤滑劑涂布件。潤滑劑是用來在帶18a通向和通過帶施加組件時減少其摩擦的，這在后面將會討論到，由此能沿電纜10保持均勻性和提高生產(chǎn)線的速度。潤滑劑可以是脫氫的礦物油或其他類似的物質(zhì)。
如前所述，潤滑劑站38是供選擇性使用的。必要時，可在帶18a的制造過程中將潤滑劑設(shè)于它的一側(cè)或兩側(cè)而可不必利用站38。再者，也可不必使用潤滑劑，但這樣會降低制造速度和加大構(gòu)件與帶18a本身的磨損，還可能削弱蔽屏件18的屏蔽能力。
根據(jù)本發(fā)明，于第一激活步驟中使用加熱組件激活熱激活粘合劑，將第一帶圍繞第一絕緣層粘合并圍繞到第一絕緣層上而形成第一屏蔽件。此第一激活步驟則是在緊接施加第一帶的步驟之后立即進行。詞“緊接之后”定義于后。
加熱組件的一種實施形式是加熱站44，它示意地表明于圖6C中，可以具體地為若干種形式和具有幾個設(shè)置地。加熱站44最好包括狹長的密封室46，此室具有可讓電纜10的元件或一部分如心線16通過的入口48與出口50。室46內(nèi)有許多加熱元件52，它們可以取種種形式。例如根據(jù)本發(fā)明，加熱元件52可以包括電、陶瓷、氣體或任何其他類型的加熱元件。下面討論有選擇地將熱激活粘合劑定位以在心線16與第一屏蔽件18之間來形成粘合。
加熱站44可以是選擇性地置于帶施加組件的上游，使第一帶18a或心16通過其中。這樣，第一帶18a或心16將被加熱同時將第一熱激活粘合劑激活，而第一帶則是在此之前加到心線上的?；蛘呖梢蕴峁﹥蓚€這樣的加熱站，它們在第一帶18a加到心線16上之前分別用來加熱此帶與心線的。此外，加熱站44可以位于帶施加組件下游的剛起始處，這樣能同時加熱所有的第一帶18a(第一屏蔽件18)、心線16與第一粘合劑?！熬o鄰下游起始處”是指帶施加站的下游和用來添加或變動所制造的電纜的層或其他部分的任何其他電纜制造組件的上游。于是，當采用了下游擠壓機時，緊鄰下游起始處便意味著在此下游擠壓機之前，使得下游加熱站44能在下游擠壓機提供的熱量之外提供加熱。緊鄰下游起始處的加熱站44能夠有利于在所需的溫度與時間等之下提供控制加熱，而這是下游擠壓機所不能的。這樣，任何在第一帶施加站下游的擠壓機便不包括，用于激活第一熱激活粘合劑將第一帶18a繞第一絕緣層14粘合來形成第一屏蔽件18的第一加熱組件的部分。
此加熱組件的第二實施形式則是帶施加組件的已加熱部分，下面結(jié)合帶施加組件即帶施加站54的一實施形式的說明，來描述此已加熱部分。在此實施形式中，將第一屏蔽件18粘合到心線16上的熱激活粘合劑是在將第一帶18a加到心線16上時激活的。這樣，第一帶18a，心線16與此粘合劑都在同時加熱到某種程度。
此加熱組件的第三實施形式是熱激活粘合劑的已加熱源。這樣，粘合劑供應(yīng)站的如下所述也可被加熱，由此將激活的熱激活粘合劑在將第一帶18a加到心線16上之前提供給此心線或帶。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)，將第一屏蔽件18粘合到心線16上的熱激活粘合劑于是可以在第一帶18a加到心線16之前、之中或之后立即激活。
如圖5與6D所示，帶施加組件是設(shè)在心線供應(yīng)源30與帶供應(yīng)源32的下游的。在帶施加組件處，心線16與第一帶18a結(jié)合形成同軸(無外套的)電纜部分。如圖5所示，不論是打算形成同軸電纜如電纜10、三同軸電纜如電纜10a或根據(jù)這兩種類型任一的某些其他類型的電纜，根據(jù)本發(fā)明的用于制造電纜的所有方法與設(shè)備都開始于且包括至少是心線供應(yīng)源30、帶繞應(yīng)源32、某些種類的加熱組件以及帶施加組件。
帶施加組件的一種最佳形式包括帶加熱站54，它最好包括由支座60保持的帶折疊工具58，如圖6D所示，帶折疊工具58最好是薄的金屬或某種其他材料的部件，位于上游端58a處，具有扁平的構(gòu)型，沿下游方向連續(xù)彎曲到另一端58b處而呈圓形構(gòu)型。帶折疊工具58依據(jù)本發(fā)明可以有種種其他形狀，并可以對其變更或添增，例如在采用了異于圖1與3所示的搭接接頭的接頭或折疊形式時。舉例來說，可以采用具有尺寸漸小的開口的一系列塊件(未圖示)來取代折疊工具58。支座60概示于圖6D中，可以按各個方向調(diào)節(jié)來適應(yīng)不同尺寸的工具58、心線16、第一帶18a等。如圖6D所示，要是將粘合劑涂布到第一帶18a上或與之一齊供應(yīng)，則此第一帶18a應(yīng)在進入工具58之前定向成使粘合劑是在其面向絕緣層14一側(cè)。第一帶18a上的任何潤滑劑則應(yīng)在面向折疊工具的相對一側(cè)。
帶施加站54還最好包括一種帶模具62，此模具62則包括有一通過可即除部分66的孔64，心線16與第一帶18a則通過此孔而將第一帶緊壓到心線上，通過激活熱激活粘合劑而把它們密封到一起。孔64可通過精密的機加工以確保心線16與包括有第一帶18a的第一屏蔽件18可取精密的尺寸，必要時，孔64可以在下游方向取稍小的直徑，得以光滑地流過帶模具62。工具58和可除去部分66是可以與不同尺寸的對應(yīng)部件交換的，得以用于制造不同尺寸的電纜。
如上所述，一部分的帶施加組件最好加熱，以在將第一帶加到心線上時對熱激活粘合劑另進行激活。因此，加熱站54的帶模具62例如可由電阻加熱器(未圖示)加熱，在這樣的條件下，加熱的帶模具62可以視作為加熱組件的至少一部分?；蛘?，可使加熱的帶模具62獨自地包括所有的加熱組件，而不必采用任何其他的加熱站44或上游或是下游的帶施加站54。但在絕大多數(shù)應(yīng)用中，最好是使此加熱組件包括用于加熱心線16的上游加熱站44以及加熱的帶模具62兩者。
如圖5所示，帶施加段54還可包括溫度傳感器56，用來在剛剛開始折疊第一帶18a之前來監(jiān)控心線16的溫度，以確保能由心線16內(nèi)的熱量適當?shù)丶せ顭峒せ钫澈蟿４藴囟葌鞲衅?6是用在心線16通過上游加熱站44處。任何可由一般途徑獲得的溫度傳感裝置例如紅外傳感器等都可用作溫度傳感器56。
圖5中的點70指的是所概示的方法與設(shè)備形成同軸電纜與之同軸電纜的起始點。當需要的是同軸電纜例如屏蔽電纜10時，所結(jié)合的心線16與屏蔽件18便沿通道72直接到達外套施加站例如擠壓機76。要是需要的是三同軸電纜如屏蔽的電纜18a時，則使接合的心線16與屏蔽件18循通道74到外套施加擠壓機76之前的另一個中間站72。應(yīng)知這里的通道72與74只是用于圖5中示意性的參考標記，而并非用來表明需要有這些獨立的選擇性的供料通道來實施本發(fā)明的方法與設(shè)備。實際上可以在制造設(shè)備中將三同軸電纜通道74作為一條生產(chǎn)線設(shè)立，而為了制造同軸電纜或其他類型的電纜時則只需從此生產(chǎn)線上除去某些部件和改變終站產(chǎn)品即可。本發(fā)明于是在制造中能提供快速的可調(diào)性和迅捷改變生產(chǎn)內(nèi)容的本領(lǐng)，從而易于將一條生產(chǎn)線改變成能生產(chǎn)許多不同的電纜產(chǎn)品。
如圖5與6E所示，擠壓機76設(shè)在帶施加站54的下游，用于將外套20加到制成的電纜之上。要是循通道72，擠壓機76將外套20加到屏蔽件18上形成同軸電纜10，如圖1與2所示的擠壓機76可以是任何能用來將外套20擠壓到屏蔽件18上的有一般獲得的擠壓機。可以采用熱激活粘合劑將屏蔽件18粘合到外套20上。這種粘合劑可以布設(shè)到屏蔽件18上或與外套20擠壓。
如圖5與6F所示，冷卻組件例如冷卻站78設(shè)在擠壓機76的下游，用于冷卻和固化從擠壓機76進到外套20中的擠出物76。如圖所示，冷卻站78包括細長的具有入口82與出口84的細長托盤80。托盤80充填有可循環(huán)出入其中的水86，用以除去通過此插盤80的電纜中的熱。必要時，可將一清潔站(未圖示)設(shè)于出口84處或其附近，以從完工的電纜上除去任何雜質(zhì)或其他外來物。清潔站可通過擦洗或使電纜通過氣流或用此兩種方式或通過某些其他裝置來清洗電纜。或者，此冷卻組件可以用氣流如激冷的或室溫空氣或液體噴射來冷卻擠出物。冷卻組件與擠壓機之間的距離應(yīng)選擇成，使得所用的熱激活粘合劑能被充分地激活，以在冷卻發(fā)生之前將屏蔽件18粘合到外套10上。
可以設(shè)置某種卷取組件(未圖示)，在電纜離開冷卻組件后將所制成的電纜卷繞到可置換的卷軸上。
存在著若干種方式來選擇本發(fā)明的熱激活粘合劑的類型與布置方式，所有這一切都著眼于激活熱激活粘合劑。例如熱激活粘合劑可以形成于第一帶18a的一側(cè)或兩側(cè)。此外，熱激活粘合劑可以是用來形成絕緣層14和/或外套20的擠出物的一部分。此熱激活粘合劑也可以在制造過程中冷卻到第一帶18a、心線16或屏蔽件18中任何一個之上，同時例如可以通過芯極、涂布，靜電沉積進行涂布，而在用熱熔體粘合劑則例如通過液體粘合劑浴，或是采用本發(fā)明范圍內(nèi)的任何其他方法進行涂布。這樣，供選擇的粘合劑涂布站68示于圖5中，它用來將粘合劑提供給心線16或帶18a，在激活狀態(tài)或非激活狀態(tài)下，用于在稍后激活。
所選用的粘合劑應(yīng)該是在溫度顯著低于絕緣層14的熔化溫度的溫度下激活的熱激活粘合劑。此外，這種粘合劑的選擇應(yīng)根據(jù)其粘合此電纜相關(guān)部分的能力，而這一因素可以成為其涂布方法的決定因素。
要是加熱組件包括有用于加熱心線16的上游加熱站44，則此加熱站不應(yīng)將心線16加熱到使絕緣層14開始熔化、降解或變形的程度。類似地，要是加熱組件包括用于加熱第一帶18a的加熱站44，則此加熱站不應(yīng)損害這種帶。這樣，最好是使這種加熱段44位于帶施加站54的上游與較近處，以最大限度減小或至少是減少加熱站44與帶施加站54的冷卻，由此可以經(jīng)濟和有效地激活粘合劑。要是采用下游加熱站，則對于第一屏蔽件18與心線16會有類似的利害關(guān)系。
加熱元件52的溫度、室46內(nèi)的環(huán)境氣氛溫度、室46的長度以及入口48與出口50的尺寸都應(yīng)結(jié)合所需的生產(chǎn)線速度進行選擇，以使熱激活粘合劑達到所需的有效激活它的溫度。中央導(dǎo)線12的、絕緣層14的、第一帶18a的以及熱激活粘合劑的熱性質(zhì)，也都與加熱站44的設(shè)計有關(guān)。
要是加熱組件通過帶模具62將心線16加熱，則帶模具62的種種因素為溫度、尺寸、熱導(dǎo)率等都會影響粘合劑的激活。此外，擠壓機76的尺寸、間距和工作參數(shù)以及冷卻站76的參數(shù)也都有可能影響粘合劑的激活。這樣，所有上述因素都能使得某些粘合劑更好地服務(wù)于一定的應(yīng)用目的，或可能要求進行調(diào)節(jié)用以制造某種類型的電纜。
要是需要三同軸電纜10a，可以選擇供任選的通道74，如圖5所示。圖5表明了擠壓機76a、冷卻站78a與加熱站44a設(shè)在帶施加站54下游的最佳布置。擠壓機76a可以是適用來將第二絕緣件從擠壓到環(huán)境屏蔽件18上的一般市售的擠壓機，可以是與擠壓機76相同或不同的類型。類似地，冷卻站78a可以與冷卻站78相似或不同，而加熱站44a可以與加熱站44相似或不同。此外，粘合劑涂布站68a可以與粘合劑涂布站68相似或不同。冷卻站78a、加熱站44a與粘合劑涂布站68a的位置、尺寸與工作參數(shù)，都應(yīng)根據(jù)用來形成第二絕緣層22的擠出物的溫度、生產(chǎn)線的速度以及粘合劑的類型與布置方式來選擇，因而可能與它們上游的相對應(yīng)部件不同。
如圖5所示，可以采用第二帶施加站54a與第二帶供應(yīng)站32a以及供任選的潤滑劑站38a，用來附著上第二屏蔽件24來形成三同軸電纜。帶施加站54a可以與帶施加站54基本類似，但涉及的帶折疊工具與帶模具中的孔則必須要大于站54中的，以便適應(yīng)所制造的電纜的增大的直徑。
為了制備三同軸電纜，擠壓機76a形成圍繞第一屏蔽件18的第二絕緣層22，而冷卻站78a則于原位冷卻此第二絕緣層22。上面所述的某些種類的加熱組件可以用于第二激活步驟中來激活第二熱激活粘合劑，以將第二絕緣層22粘附到第一屏蔽件18上。這種激活可以在擠壓之前通過加熱至少第一屏蔽件18、第二絕緣層22與第二粘合劑中之一來實現(xiàn)。此第二粘合劑也可用于第一屏蔽件18上。最好將此第二粘合劑與用來形成第二絕緣層22的擠出物混合，這樣此粘合劑就能擠壓到適當位置內(nèi)并同時被激活。
然后將第二屏蔽件24加上而形成三同軸電纜。第二屏蔽件24最好經(jīng)由第三熱激活粘合劑粘合到第二絕緣層22上，而這種粘合可以由上面相對于第一屏蔽件18與第一絕緣層14所闡明的任何方式進行。再好由第二帶施加站54a上游的加熱站44對第二絕緣層22加熱來激活與此絕緣層22一道擠壓的熱激活粘合劑22。這種情形下，此第二與第三熱激活粘合劑實際上可以是相同的材料。此外，第二加熱的帶模具(未圖示)也最好激活第三熱激活粘合劑。但在應(yīng)用中，此第三熱激活粘合劑應(yīng)在第二帶施加組件下游的起始點處即開始激活。
第二屏蔽件24一旦就位后，就最好由擠壓機76將外套20設(shè)置到電纜10a之上。
這樣，本發(fā)明便為制造各種形式的電纜提供了改進的方法與設(shè)備。在有需要時，可以在許多的或所有的層與部件之間實現(xiàn)粘合。
下面是根據(jù)本申請人請求專利權(quán)的方法與設(shè)備所制造的例子，這些例子對應(yīng)于上述的電纜10與10a，說明了怎樣以及在何處于各層之間實現(xiàn)粘結(jié)。例1
以上例子是以生產(chǎn)線速度為303ft/min，應(yīng)用保持在按內(nèi)部熱電偶所測溫度為800℃的上游加熱站來加熱心線，在第一帶施加站，心線的外部溫度經(jīng)紅外傳感器測得的溫度為95℃。帶模具在此第一站加熱到經(jīng)熱電偶測得的溫度為88℃。用于第二絕緣層的第一擠出物是熱塑性材料與乙烯丙烯酸的混合物，是在約400℃下擠壓。在第一擠壓機后有冷卻站。第二加熱站保持在經(jīng)內(nèi)部熱電偶所測溫度為750℃時，將第二絕緣層加熱到由第二帶施加站的紅外傳感器所測的88℃。第二帶模具加熱到經(jīng)熱電偶所測的88℃的溫度。第二擠壓機擠壓出外套，外套材料是低密度聚乙烯與乙烯丙烯酸于約465℃下的混合物。隨即是第二冷卻站例2
以上例子是以生產(chǎn)線速度為197ft/min，應(yīng)用保持在按內(nèi)部熱電偶所測溫度為800℃的上游加熱站來加熱心線。在第一帶施加站，心線的外部溫度經(jīng)紅外線傳感器測得的溫度為950℃。帶模具在此第一站加熱到經(jīng)熱電偶測得的溫度為88℃。用于第二絕緣層的第一擠出物是熱塑性材料與乙烯丙烯酸的混合物，是在約400℃下擠壓。在第一擠壓機后有冷卻站。第二加熱站保持在經(jīng)內(nèi)部熱電偶所測溫度為595℃時。將第二絕緣層加熱到由第二帶施加站的紅外傳感器所測的100℃。第二帶模具加熱到經(jīng)熱電偶所測的88℃的溫度。第二擠壓機擠壓出外套，外套材料是低密度聚乙烯與乙烯丙烯于約400℃下的混合物，繼而是第二冷卻站。
應(yīng)知圖6A-6F所示的全部設(shè)備都是普遍的可獲得的設(shè)備，它們可以由一各內(nèi)行的人組裝成或可以從市上的提供商購得，圖6A-6F所示設(shè)備的形式只不過是其表現(xiàn)形式，而并非是對此申請專利權(quán)的設(shè)備或方法的形式或設(shè)計的限制。此外，如上所述，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，對這里給出的發(fā)明的方法與設(shè)備是可能有種種選擇性的變更。對本發(fā)明的方法與設(shè)備的這些選擇性的改變與增添都應(yīng)認為是在此申請專利權(quán)的發(fā)明及其等效內(nèi)容之內(nèi)。
還應(yīng)認識到，內(nèi)行的人是可以將控制系統(tǒng)、反饋系統(tǒng)與驅(qū)動系統(tǒng)應(yīng)用或添加到上述方法與設(shè)備中，以便精密地操作依據(jù)這里公開的方法與設(shè)備的生產(chǎn)線。這樣一些系統(tǒng)的詳細描述將不在本說明書給出，因為將這類系統(tǒng)與本發(fā)明相一致的應(yīng)用乃是本項技術(shù)中周知的常識。
因此，內(nèi)行的人在不脫離本發(fā)明的范圍內(nèi)顯然是可以對本發(fā)明作出種種改型與變更的。本發(fā)明將應(yīng)包括屬于后附權(quán)利要求書及其等效內(nèi)容中的種種改型與變更的。
權(quán)利要求
1.由包括中央導(dǎo)線和環(huán)繞它的第一絕緣層的心線形成屏蔽電纜的方法，此方法包括下述步驟沿心線的長度方向并繞心線順圓周方向施加第一電屏蔽帶；并且緊接施加上述第一帶步驟之后立即激活第一熱激活粘合劑，以將此第一帶繞第一絕緣層粘合而形成第一屏蔽件。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一激活步驟包括在施加第一帶步驟之前加熱至少是此心線、第一帶與第一熱激活粘合劑中之一。
3.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一激活步驟包括在施加第一帶步驟期間加熱至少是此心線、第一帶與第一熱激活粘合劑中之一。
4.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一激活步驟包括在施加第一帶步驟之后加熱至少是此心線、第一帶與第一熱激活粘合劑中之一。
5.權(quán)利要求1所述的方法，其中還包括在此第一激活步驟之前將第一熱激活粘合劑施加到此心線上的步驟。
6.權(quán)利要求1所述的方法，其中還包括在此第一激活步驟之后將第一熱激活粘合劑施加到此心線上的步驟。
7.權(quán)利要求1所述的方法，其中還包括在此第一激活步驟之前提供在所述第一絕緣層內(nèi)具有第一熱激活粘合劑的心線的步驟。
8.權(quán)利要求1所述的方法，其中還飯知在此第一激活步驟之前將第一熱激活粘合劑施加到第一帶上的步驟。
9.權(quán)利要求1所述的方法，其中還包括在此第一激活步驟之后將第一熱激活粘合劑施加到第一帶上的步驟。
10.權(quán)利要求1所述的方法，其中還包括在此第一激活步驟之后提供包括在第一熱激活粘合劑的第一帶的步驟。
11.權(quán)利要求1所述的方法，其中還包括下述步驟環(huán)繞此第一屏蔽件施加第二絕緣層，以及激活第二熱激活粘合劑以將此第二絕緣層粘合到第一屏蔽件上。
12.權(quán)利要求1所述的方法，其中此第二激活步驟包括在施加第二絕緣層步驟之前加熱至少是第一屏蔽件、第二絕緣層與第二熱激活粘合劑中之一。
13.權(quán)利要求1所述的方法，其中還包括在施加第二絕緣層步驟之前將第二熱激活粘合劑施加到第一屏蔽件上的步驟。
14.權(quán)利要求1所述的方法，其中還包括提供包含此第二熱激活粘合劑的第二絕緣層的步驟。
15.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述施加第一帶的步驟包括以約10磅或更小的力張緊第一帶的步驟。
16.權(quán)利要求1所述的方法，其中還包括下述步驟環(huán)繞第一屏蔽件施加第二絕緣層；沿第二絕緣的長度方向并繞第二絕緣層沿圓周方向施加第二電屏蔽帶；和緊接施加第二帶步驟之后立即激活第三熱激活粘合劑，以將第二帶繞第二絕緣層粘合而形成第二屏蔽件。
17.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述熱激活粘合劑包括乙烯丙烯酸。
18.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一激活步驟包括將心線外部加熱到約65-125℃。
19.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述施加第一帶步驟包括以至少約50ft/min的速度施加至第一帶。
20.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述施加第一帶步驟包括以至少約200ft/min的速度施加到第一帶。
21.用于由包括中央導(dǎo)線和環(huán)繞它的第一絕緣層的心線來形成屏蔽電纜的設(shè)備，此設(shè)備包括第一帶施加組件，它用于沿心線的長度方向且繞心線沿圓周方向施加第一電屏蔽帶；第一加熱組件，它位于此第一帶施加組件下游的剛起始處，用來激活第一熱激活粘合劑，以將此第一帶繞第一絕緣層粘合而形成第一屏蔽件。
22.權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中所述第一加熱組件包括位于第一帶施加組件上游的加熱站，用于加熱至少是該心線、第一帶與第一熱激活粘合劑中之一。
23.權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中所述第一加熱組件包括構(gòu)成該第一帶施加組件一部分的加熱的帶模具。
24.權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中所述第一加熱組件包括位于緊靠此第一帶施加組件下游的加熱站。
25.權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中還包括絕緣組件，位于上述第一帶組件下游，用于將第二絕緣層施加到所述第一屏蔽件上；第二帶施加組件，位于上述絕緣組件下游，用于沿第二絕緣層的長度方向且繞第二絕緣層沿圓周方向施加第二電屏蔽帶；第二加熱組件，它位于上述第二帶施加組件的下游起始處，用來激活第二熱激活粘合劑，以將此第二帶粘合到該第二絕緣層上來形成第二屏蔽件。
26.權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中還包括位于該絕緣組件與第二加熱組件之間的冷卻組件。
27.權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中所述第二加熱組件包括位于所述第二施加組件上游的加熱站，用來加熱至少是該第二絕緣層、第二帶與第二熱激活粘合劑之一。
28.權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中所述第二加熱組件包括構(gòu)成該第二帶施加組件一部分的加熱的帶模具。
29.權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中所述第二加熱組件包括位于緊靠該第二帶組件下游的加熱站。
30.權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中所述第一帶施加組件包括一帶折疊工具與一帶模具。
全文摘要
由包括中央導(dǎo)線和環(huán)繞它的第一絕緣層的心線形成屏蔽電纜的方法包括下述步驟:將第電屏蔽帶沿長向順圓周方向繞到此心線上;同時緊接此繞上所述第一帶步驟之后立即激活第一熱激活劑,以將此第一帶粘合地卷繞到第一絕緣層上來形成第一屏蔽件。此方法可以用作形成同軸電纜、三同軸電纜和其他類型電纜的基礎(chǔ)。還討論了相關(guān)的設(shè)備。
文檔編號H01B13/22GK1342321SQ99815444
公開日2002年3月27日 申請日期1999年11月22日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月25日
發(fā)明者T·V·杜甘, R·D·希爾布恩 申請人:康寧電纜系統(tǒng)有限公司