弯曲限制器制造技术

本申请公开了一种与电缆和光纤光缆结合使用的弯曲限制器，其可以处理相对较宽范围的侧向载荷而不会过度弯曲。该弯曲限制器被设计成以小于缆线在一载荷范围内的临界曲率的半径进行弯曲。该弯曲限制器包括一具有两个部分的挠性部件。一个部分具有非线性侧面，并被设计成吸收高载荷以控制弯曲。另一个部分具有逐渐变细的线性部分，并被设计成在低载荷下弯曲，使得在弯曲限制器末端处的导体不会弯曲。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种弯曲限制器，其与电缆和光缆一起使用以控制相连缆线的响应侧向载荷的弯曲半径。
技术介绍
在通信领域中普遍存在的是用于传输信号的导体。许多高带宽导体，例如光纤和V类铜质电缆，倾向于具有一最小弯曲半径，在小于该半径时传输效率显著降低。换句话说，如果这些导体在小于最小值的半径下弯曲，信号传输损耗将高得惊人。所述最小弯曲半径是导体类型、其厚度、和传输的信号频率的函数。例如，参考图4，显示了光纤的传输性能作为弯曲半径的函数。该曲线绘出了1550nm光信号沿Corning900μmSMF-28光纤的相应于不同弯曲半径的传输损耗。从该曲线可以看出，当半径变小时传输损耗呈指数增加。损耗被认为最大的点是最小弯曲半径。如这里所用的，术语“最小弯曲半径”指的是一个点，根据Telcordia规范，在该点处衰减被减少至0.3dB，尽管我们通常使用一个更低的损耗作为安全系数。在图4的例子中，这对应于约10.5nm(对于0.3dB损耗)。尽管优选最小化弯曲以提高在这些导体中的传输效率，还存在与此相对的需求，使它们尽可能地柔软，以易于进行安装。从而，导体通常被制成如此柔软使得它们能够超过它们的最小弯曲半径而进行弯曲。因此，即使导体在物理上能够这样做，仍存在防止其弯曲超过它的最小弯曲半径的需要。高带宽导体由其应用环境而提高了控制它们弯曲的需要。即，在一般应用中，这些导体与连接器端接，这些连接器被插入底板或其它面板中使得所述连接器通常与面板垂直。所述导体从这些连接器的后侧延伸出来，并且通常产生直角的转角，在该转角处与其它导体耦合并被因此配置。由于该导体产生了直角转角，导体上的任何压力都将引起该转角的半径变小。因此，存在限制导体在该点的弯曲的需要。试图限制这种弯曲的现有技术包括弯曲限制器，其被固定到连接器的后端，且在导体离开连接器时控制导体的弯曲。例如，一个现有的弯曲限制器包括一段由弹性或其它的聚合材料形成的管，在该段管上具有交错形成的开口。当弯曲限制器被弯曲且交错开口的两个边缘相接触时，因此限制了相对于该开口的运动，并且该限制器的进一步弯曲必须与另一开口相适应。开口是交错的，以便在横向于连接器终端轴的平面上能以任何角度弯曲。对弯曲限制器的进一步的改进包括在开口的中间使用突起以限制弯曲，和以更大的力在单节上提供额外的柔度，以便在沿弯曲限制器的长度方向上更均匀的分布压力。最近，如US专利号5,781,681所公开的，开发了一种弹性的可变直径套管。这种弯曲限制器的侧面包含理想的弹性模型，并且对于给定的侧向载荷提供固定的弯曲半径。该弯曲限制器体现出高于现有技术的结构的实质性的提高。尽管这种弯曲限制器具有高于传统的设计的明显的改进，但是Telcordia标准GR-326，第III版的颁布要求弯曲限制器在整个一个载荷范围内保持最小弯曲半径。特别地，根据该标准，需要在侧向载荷为在135°下为0.55磅以及在90°下为1.45磅时保持最小弯曲半径。这样的范围内的载荷压力阻止了为某一特定载荷优化一个特定弯曲限制器。从而，申请人发现了较高的载荷易于使弯曲限制器在其与连接器的接触位置处变弯曲，而较低的载荷易于在接近应变消除位置的脊部产生大的弯曲。因此，存在对于弯曲限制器的需要，即该限制器不会使导体在轻载荷下在其顶端或在重载荷下在其底部弯折。
技术实现思路
一种用于具有最小弯曲半径的导体的弯曲限制器，包括具有容纳所述导体的中心孔的挠性部件、适于安装至连接器的端部的第一端、和相对的第二端。所述挠性部件从第一端处的相对较大的第一直径向第二端处的相对较小的第二直径逐渐变细，使得当具有不小于1∶1.5的比值范围的可变载荷施加到从所述第二端延伸的所述导体时，所述挠性部件基本上以不小于所述最小弯曲半径的半径弯曲。附图说明图1a和1b是本专利技术优选实施例的透视图和截面视图。图2显示图1的弯曲限制器相应于1.51b侧向载荷的有限元分析。图3显示了弹性模型的轮廓与修正弹性模型的对比。图4为曲线图，显示了作为曲率半径以及传输波长的函数的信号传输的衰减。图5显示了Santoprene的弹性体的应力-应变特性。具体实施例方式参考图1a和1b，显示了本专利技术的弯曲限制器100的一个优选实施例。所述弯曲限制器100适于容纳具有最小弯曲半径的导体(未示出)，如上所述，在低于该最小弯曲半径时传输效率显著受到影响。所述弯曲限制器100包括具有容纳导体的中心孔109的挠性元件101，适于装配至连接器(未示出)一端的第一端102和第二端103。所述挠性元件101从第一端102处的相对较大的第一直径朝向第二端102处的相对较小的直径逐渐变细，使得在可变载荷施加到从第二端103延伸的导体上时所述挠性元件以基本上不变的半径来弯曲。这里所用的术语“导体”指的是任何用于传输信号的导体，其具有最小弯曲半径，在小于该半径时信号的传输会受到损害。例如，所述导体可以是用于传导光子信号(photonic signals)的塑料或玻璃光纤、用于传导电信号的金属、或是用于传导声信号的空气通道(air passage)。为了便于说明，此处描述的导体是针对光纤的。这里所用的术语“连接器”指的是用于将一段导体耦接于下述的任何装置(1)另一段导体，(2)有源装置例如电和光辐射源、检测器、或中继器，和(3)无源装置，例如开关、多路复用器和衰减器。例如，典型的光纤连接器包括外壳和外壳内的衬套组件。所述衬套组件包括衬套，所述衬套具有一个或多个容纳光纤的孔；以及固定在在每一孔中的光纤，使得光纤的端部露出而通过衬套进行光学耦接。所述外壳被设计用来与具有光路的“配接结构”接合，所述光纤在配接期间与该光路光学耦合。所述配接结构可以是另一个连接器或如上面所述的有源或无源装置。所述光路可以例如是衬套中的光纤、基底上的波导、透镜、或光学透明物质。光纤连接器的主要功能是固定光纤端部，使得纤芯与配接结构的光学通道轴向对齐。这样，来自光纤的光与光学通道光学耦合。本专利技术中也考虑了其它传统的连接器类型例如电学和声学连接器。术语“基本上不变”相对于弯曲限制器的半径而言，用于说明该半径不需要绝对不变的。即，申请人意识到，在实践中，限制器的弯曲半径可能会有微小的变化。因此，如这里所用的，术语“基本上不变”的半径指的是半径±10％。在应用中，实际的半径不应小于相应于特定操作波长所定义的曲率的临界半径。本专利技术的挠性部件能在相对较宽范围的载荷下以基本上不变的半径弯曲。如此处所用的，术语“载荷比”指的是根据Telcordia GR-326，第III版规范(Issue III specification)，施加到离开弯曲限制器的导体的最高预期载荷和最低预期载荷之间的比值。参考图2，显示了图1a的弯曲限制器100的有限元件分析。这种分析显示了本专利技术弯曲限制器应付不同载荷同时不在第一端102或第二端103处缠结(kinking)的能力，并将其与现有技术区别开。在优选的实施例中，本专利技术的弯曲限制器相应于不小于约1.5∶1，较优选地约2∶1以及更优选地约3∶1的载荷比以基本上不变的半径弯曲。为了实现半径基本上不变的弯曲，申请人发现挠性部件需要根据非线性轮廓和线性轮廓设计为锥形。挠性部件的非线性轮廓或部分110优选设置于第一端102处，而线性部分111设置于第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于具有最小弯曲半径的导体的弯曲限制器，所述弯曲限制器包括具有容纳所述导体的中心孔的挠性部件，适于装配于连接器端部的第一端，以及相对的第二端，其特征在于：　　　　所述挠性部件从所述第一端处的相对较大的第一直径向所述第二端处的相对较小的第二直径逐渐变细，使得当具有不小于１∶１．５比值范围的可变载荷施加于由所述第二端延伸的所述导体时，所述挠性部件基本上以不小于所述最小弯曲半径的半径弯曲。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔L格雷里，
申请(专利权)人：蒂科电子公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]