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线缆及其制备方法有效专利 发明

技术领域

[0001] 本申请涉及轨道交通车辆的领域,尤其涉及线缆及其制备方法。

相关背景技术

[0002] 在轨道交通车辆以太网网络构建的过程中,线缆是用于信息传输的重要组成部分。而根据线缆芯线结构的不同,线缆则可以分为对绞组线缆和星绞组线缆。
[0003] 其中在对绞组线缆结构中,每两根芯线相互扭绞,并构成一个双线回路,从而能够起到减轻两个芯线之间串音的作用;而在星绞组线缆结构中,则是每四根芯线共同绞合成一个线组,在星绞组线缆结构的线组中,处于对角线位置的两根芯线构成一个双线回路,即每个线组中均包含有两个双线回路。
[0004] 而相对于对绞组线缆,星绞组线缆具有结构尺寸小、时延差小以及生产加工工序少等优点,但星绞组线缆结构的两个双线回路之间间隙较小,有时会受到相互间电磁场的影响,使得星绞组线缆结构的两个双线回路之间的串音防卫度较弱,从而无法应用于更高传输带宽的产品中,使得星绞组线缆的应用范围较小。

具体实施方式

[0025] 这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0026] 下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合,对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图,对本申请的实施例进行描述。
[0027] 实施例一本申请提供一种线缆,采用星绞组线缆结构,应用于轨道交通车辆以太网网络的构建,包括四根芯线1和隔离件2,四根芯线1相互绞合,并形成两个双线回路;隔离件2设置在四根芯线1之间,且隔离件2包括主体21和分隔部22,其中分隔部22设置有四个,四个分隔部22分别设置在主体21的外侧,并与主体21一体成型,分隔部22和主体21均选用非金属材料制成;同时,为了能够对相邻芯线1之间的信号传输起到一定的屏蔽作用,本申请还在分隔部22内设置有金属片23,在垂直于线缆轴线的平面内,金属片23的长度不小于芯线1的半径。且四个分隔部22与四根芯线1交替设置,每个分隔部22分别设置在相邻两个芯线1之间,从而利用分隔部22能够将四根芯线1隔开。同时主体21内还设置有用于起到支撑作用的支撑部。
[0028] 当利用上述线缆进行信息传递时,分隔部22能够对四根芯线1进行隔开,使得四根芯线1之间不会出现相互接触的情况,从而减小两个双线回路之间出现串音现象的可能性,同时设置在分隔部22内的金属片23还能够对相邻芯线1所产生的电磁感应现象起到一定的屏蔽作用,进而提高了星绞组线缆结构的串音防卫度,使得上述线缆能够应用于传输带宽更高的产品中,增大了星绞组线缆结构的使用范围。
[0029] 值得一提的是,隔离件2也可以选用金属材料制成,只要能够保证芯线1的直径足够大,从而保证芯线1的阻抗能够满足要求即可。
[0030] 由于芯线1在传输信息的过程中可能会出现相互接触,为了使不同的芯线1不会连通,从而保证线缆的正常使用,所以本申请还在每根芯线1的外侧设置有绝缘层11,绝缘层11可以选用绝缘涂料涂覆在芯线1上,也可以选用绝缘材料裹覆在芯线1上,只要能够保证芯线1相互接触时不会直接连通即可。
[0031] 由于隔离件2设置在四根相互绞合的芯线1之间,所以本申请中隔离件2所选用的材料具有一定的柔性,设置在分隔部22内的金属片23还能够对相邻芯线1之间的相互干扰起到一定的屏蔽作用,而金属片23还能够对分隔部22起到一定的支撑作用,从而使分隔部22能够始终设置在两根芯线1之间,在垂直于线缆长度方向的截断平面内,金属片23的一端朝着靠近主体21中心处延伸至主体21内,从而利用金属片23对分隔部22起到一定的支撑作用,使得分隔部22能够稳定设置在两根芯线1之间,从而减小分隔部22从两根芯线1之间脱离的可能性。
[0032] 同时为了能够增强金属片23对分隔部22的支撑作用,四个分隔部22沿周向依次设置为第一分隔部、第二分隔部、第三分隔部和第四分隔部,同时四个金属片23依次对应设置为第一金属片、第二金属片、第三金属片和第四金属片,并且主体还包括第一连接片24和第二连接片25,第一连接片24的两端分别连接设置在所述第一金属片朝向所述支撑部的一端以及第二金属片朝向支撑部的一端;第二连接片25的两端分别连接设置在第三金属片朝向支撑部的一端以及第四金属片朝向支撑部的一端。
[0033] 同时隔离件2还包括非金属层26,非金属层26填充在四个金属片23、第一连接片24、第二连接片25以及支撑部的外侧。
[0034] 关于金属片23的材料,由于金属片23需要起到一定的支撑作用,同时金属片23需要埋设在隔离件2内并能够对相邻芯线1之间的相互干扰起到一定的屏蔽作用,所以在本实施例中,金属片23选用铝或铜等金属材料制成,但金属片23同样可以选用其他材料,只要能够保证金属片23能够起到支撑分隔部22,使得分隔部22稳定设置在相邻两根芯线1之间,并能够对相邻芯线1之间的相互干扰起到一定的屏蔽作用即可。
[0035] 通过采用上述技术方案,将金属片23设置在分隔部22内,并使相邻的金属片23两两相连,从而能够利用金属片23对分隔部22的形状起到一定的支撑作用。当四根芯线1带动隔离件2共同转动,从而使四根芯线1相互绞合时,埋设在分隔部22中的金属片23能够减小分隔部22从相邻两个芯线1之间脱离的可能性,从而使相邻的两根芯线1不会相互接触,保证了线缆的串音防卫度不会受到影响。设置在分隔部22内的金属片23还能够对相邻芯线1之间的相互干扰起到一定的屏蔽作用,使得两组双线回路之间的信号传输更加稳定。
[0036] 为了使线缆能够具有一定的防雷作用,所以在本申请中,支撑部可以设置为泄流线211,泄流线211选用金属材料制成,并设置在主体21的中部。
[0037] 而在隔离件2的加工过程中,由于需要带动成型的隔离件2移动,从而实现隔离件2的收集过程,隔离件2会受到一定程度的拉力,使得隔离件2的表面可能出现一定程度的裂纹等,从而影响隔离件2的正常使用。所以在本申请中,还可以将支撑部设置为加强条212,加强条212选用非金属材料制成。
[0038] 当对成型后的隔离件2进行收集时,设置在主体21内部的加强条212能够为隔离件2的移动过程提供施力点,使得隔离件2在加工的过程中不会受到原有的拉力,从而保证了隔离件2表面的完整性。
[0039] 为了能够使线缆中信息的传输过程更加稳定,所以本申请在四根芯线1的外侧设置有屏蔽层321,屏蔽层321选用铝箔制成;同时在屏蔽层321的外侧还设置有屏蔽网322,屏蔽网322由镀锡铜丝编织而成,屏蔽层321和屏蔽网322共同形成总屏蔽32,从而利用总屏蔽32能够减小外界对线缆中信息传输过程的干扰,使得线缆中信息传输过程更加稳定。
[0040] 考虑到在四根芯线1外侧裹覆铝箔从而形成屏蔽层321时,相互绞合的芯线1可能会有一定的移动,从而影响线缆的稳定性,所以本申请在四根芯线1的外侧裹覆有包带31,包带31缠绕在四根芯线1的外侧,从而能够对芯线1与隔离件2起到初步固定的作用,使得屏蔽层321和屏蔽网322的形成过程更加方便。包带31、总屏蔽32以及绝缘护套33共同形成屏蔽防护层3。
[0041] 通过采用上述方案,在生产线缆的过程中,将包带31缠绕在相互绞合的四根芯线1外侧,然后在包带31外侧裹覆铝箔所制成的屏蔽层321,随后在屏蔽层321的外侧编织镀锡铜丝,从而形成屏蔽网322,并与屏蔽层321共同形成总屏蔽32,使得线缆的信息传递过程更加稳定。
[0042] 容易想到的是,线缆还包括用于起到防护作用的绝缘护套33,绝缘护套33设置在屏蔽网322的外侧,并且绝缘护套33可以选用聚烯烃等绝缘材料制成,只要能够对芯线1起到保护作用即可。
[0043] 当利用上述星绞组线缆结构线缆进行信息传输时,四根芯线1相互绞合,并形成两个双线回路,隔离件2设置在四根芯线1绞合结构的内侧,同时隔离件2的分隔部22位于相邻两根芯线1之间,从而将四根芯线1隔开,使得两个双线回路之间出现相互干扰的可能性降低,同时设置在分隔部22内的金属片23还能够对相邻芯线1之间的相互干扰起到一定的屏蔽作用,使得两组双线回路之间的信号传输更加稳定,提高了星绞组线缆结构的串音防卫度,进而使星绞组线缆结构能够应用于传输带宽较高的产品中;同时还采用了屏蔽层321和屏蔽网322共同构成的总屏蔽32,使得线缆的抗干扰能力得到进一步增强,保证了线缆的使用效果。
[0044] 实施例二本申请还提供了一种用于制备实施例一中线缆的制备方法,根据实施例一可知,本申请中的线缆主要包括芯线1、隔离件2、总屏蔽32以及绝缘护套33等,所以在本实施例中,会对各个组成部分的制备过程以及组合工艺进行描述,具体方法如下。
[0045] 制备芯线1时,利用电缆挤出机挤出多股金属丝从而构成多根芯线1,芯线1可以选择铜等材料制成,并且在垂直于芯线1长度方向的平面内,芯线1的截面形状为圆形;随后在芯线1的表面加工出绝缘层11,绝缘层11可以选用绝缘材料裹覆在芯线1上,也可以利用绝缘材料涂覆在芯线1的表面,从而形成绝缘层11,本申请对此不作限制,只要能够保证芯线1表面存在绝缘层11即可。
[0046] 由于芯线1的长度通常比较长,所以为了能够使芯线1的收集过程更加方便,本申请还利用收线装置实现对芯线1的收集,即在电缆挤出机将芯线1挤出时,将收线装置与芯线1的端部固定,使得收线装置能够向芯线1提供一个背离电缆挤出机的牵引力,从而使芯线1稳定地从电缆挤出机中拉出,并被收集在收线装置上。
[0047] 其中收线装置可以选用收线辊等设备,只要能够对芯线1提供一定的牵引力,并能够将芯线1进行有序收集在收线装置上即可。
[0048] 制备隔离件2时,由于隔离件2选用聚烯烃等绝缘材料制成,所以隔离件2的制备通常利用聚烯烃挤出设备来完成,并利用模具整合成型技术实现对隔离件2形状的控制,进而形成分隔部22和主体21。当制备隔离件2时,将金属片23放置在聚烯烃挤出设备的模具中,并调整金属片23的位置,金属片23的摆放方向与聚烯烃挤出设备挤出聚烯烃材料的方向相同,使得聚烯烃挤出设备在将聚烯烃材料挤出并形成隔离件2的同时,将金属片23能够埋设在隔离件2内部。
[0049] 当需要制备带有泄流线211的隔离件2时,将泄流线211与金属片23共同放置在聚烯烃挤出设备的模具中,并使泄流线211的长度方向与金属片23的摆放方向相同,从而能够在制备隔离件2的同时,将泄流线211埋设在隔离件2内部。
[0050] 值得一提的是,为了能够稳定地对成型后的隔离件2进行收集,所以本申请还利用牵引装置将隔离件2从聚烯烃挤出设备中拉出,使用时,先将牵引装置与隔离件2的端部固定,牵引装置向隔离件2提供一定的拉力,从而使隔离件2能够以一定速度稳定地从聚烯烃挤出设备中拉出,其中牵引装置可以选用与收线装置相同的设备,只要保证能够向隔离件2提供一定的牵引力即可。
[0051] 在隔离件2的制备过程中,由于隔离件2选用非金属材料制成,聚烯烃挤出设备在制备隔离件2的过程中通常需要将隔离件2加热,从而使隔离件2的成型过程更加方便。但加热成型后的隔离件2在受到牵引装置提供的拉力时,由于牵引装置提供拉力的大小可能出现一定变化,而加热成型后的隔离件2在牵引力变化时,可能会出现变形等情况,从而影响隔离件2的正常使用。
[0052] 所以本申请还利用放线装置向加热成型后的隔离件2提供一个稳定的拉力,放线装置设置在牵引装置与聚烯烃挤出设备之间,并位于靠近聚烯烃挤出设备一侧,从而保证隔离件2从聚烯烃挤出设备中拉出时能够受到更加稳定的拉力。
[0053] 为了能够快速降低成型后隔离件2的温度,所以本实施例在放线装置与牵引装置之间还利用冷却装置对隔离件2进行降温,其中冷却装置可以选用水冷或风冷等途径对隔离件2进行降温,从而减小牵引装置拉动隔离件2时对隔离件2产生破坏。
[0054] 而当隔离件2内部设置有加强条212时,制备时,将加强条212放置在聚烯烃挤出设备的模具中,从而在隔离件2生产过程中将加强条212埋设在隔离件2中。同时在利用牵引装置拉动隔离件2移动时,加强条212能够对牵引装置提供一个施力点,使得牵引装置能够通过拉动加强条212带动隔离件2移动,从而减小隔离件2直接受到牵引装置拉力,并导致隔离件2表面出现裂缝的可能性。
[0055] 容易理解的是,因为芯线1的制备过程与隔离件2的制备过程之间相互独立,并且没有相应的先后顺序,所以在本申请中,芯线1的制备过程和隔离件2的制备过程的先后顺序可以根据实际情况进行一定的调整,本申请不作限制。
[0056] 将芯线1与隔离件2进行组装配合时,将隔离件2放置在四根芯线1之间,并使分隔部22位于相邻两根芯线1之间,从而利用分隔部22将相邻两根芯线1隔开;然后利用电缆绞合装置将芯线1与隔离件2绞合。至于电缆绞合装置的具体选型,本申请不作限制。
[0057] 将四根芯线1与隔离件2共同绞合后,将包带31缠绕在绞合后的芯线1上,从而对四根芯线1起到初步固定的作用。为了能够使线缆中信息的传输过程更加稳定,所以本申请在包带31的外侧设置有包括屏蔽层321以及屏蔽网322的总屏蔽32。
[0058] 构建总屏蔽32的过程如下,当包带31裹覆在四根芯线1后,将铝箔裹覆在包带31上,从而形成屏蔽层321,容易理解的是,铝箔形成的屏蔽层321应当完全覆盖在包带31上,屏蔽层321不能留有缝隙。随后利用镀锡铜丝在屏蔽层321的外侧编织网状结构,从而形成屏蔽网322,使得镀锡铜丝所编织的屏蔽网322与铝箔形成的屏蔽层321共同构建总屏蔽32。至于屏蔽层321和屏蔽网322之间的连接关系,本申请不作限制。
[0059] 当构建总屏蔽32后,利用护套加工设备在屏蔽网322外侧裹覆聚烯烃等绝缘材料,并形成一层绝缘护套33,从而利用绝缘护套33对芯线1起到一定的保护作用。护套加工设备可以选用聚烯烃挤出设备等,只要能够实现对绝缘护套33的加工即可。
[0060] 容易理解的是,当进行绝缘护套33的加工过程时,由于绝缘护套33也选用聚烯烃挤出设备等进行制备,所以也需要利用牵引装置、冷却装置等对线缆提供一定的牵引力,至于具体使用方法,此处不再赘述。
[0061] 为了能够满足不同产品的实际要求,在本申请中还对线缆进行辐照加工,即利用辐照加工设备对线缆进行电子辐照。其中辐照加工设备可以选用电子加速器。
[0062] 当对线缆进行制备时,利用聚烯烃挤出设备完成对隔离件2的制备过程,使得隔离件2内埋设有金属片23,同时在主体21的中部还埋设有泄流线211或加强条212;并利用电缆挤出机完成芯线1的生产过程;随后将成型后的四根芯线1围设在隔离件2上,使得隔离件2的分隔部22位于相邻两根芯线1之间;再利用包带31缠绕在四根芯线1的外侧;接下来完成对屏蔽层321和屏蔽网322的构建,从而在包带31的外侧形成总屏蔽32;然后在屏蔽网322外侧利用护套加工设备加工出绝缘护套33;最后对线缆进行辐照加工,从而实现对线缆的制备过程。
[0063] 本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后,将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本申请的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。
[0064] 应当理解的是,本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求书来限制。

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