PL220755B1 - Sposób skręcania kabli telekomunikacyjnych i teleinformatycznych z wykorzystaniem skręcarki lirowej i urządzenie do jednoetapowego skręcania kabli teletechnicznych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób skręcania kabli telekomunikacyjnych, teleinformatycznych i teletechnicznych z wykorzystaniem skręcarki lirowej, w szczególności sposób skręcania dwóch zaizolowanych żył w procesie produkcji kabli teletechnicznych oraz urządzenie do skręcania kabli teletechnicznych w jednym przebiegu.

W procesie produkcyjnym kabli teletechnicznych na skręcarkach lirowych, to jest skręcarkach bez odkrętu, podczas skręcania dwóch lub większej ilości żył powstają siły skręcające żyły względem własnej osi, co bezpośrednio wpływa na pogorszenie parametrów transmisyjnych gotowego przewodu, takich jak przenik zbliżny NEXT (Near End Cros-stalk), przenik zdalny FEXT (Far End Crosstalk) oraz odbicia Return Loss. Podstawowym parametrem mówiącym o jakości skrętu par jest HDTDX przedstawiający problem przesłuchów NEXT i jego pochodnych. Poniżej przedstawiono wpływ sposobu skręcenia par na parametr FIDTDX.

HDTDX Analyzer

Parametr HDTDX dla pary skręconej bez odkrętu

Parametr HDTDX dla pary skręconej z odkrętem

W obecnie dostępnych skręcarkach tego typu problem „dokrętu” żył jest rozwiązany tylko w niewielkim stopniu, a dodatkową wadą znanych rozwiązań jest zmieniający się „odkręt” w przedziale od ok. 30% do 70% w zależności od ilości nawiniętej pojedynczej żyły na szpuli.

Z opisu chińskiego wzoru użytkowego nr CN201032603 jest znane urządzenie do skręcania kabli teletechnicznych mającego postać maszyny typu poziomego z odkrętem (ang. back twist), czyli

PL 220 755 B1 skręcarki planetarnej, umożliwiającej poziome synchroniczne skręcanie wsteczne z dużą prędkością i z silnym efektem skręcania wstecznego. Opisana maszyna typu poziomego do szybkiego skręcania wstecznego składa się z mechanizmu podnoszenia, mechanizmu docisku zwoju drutu, silnika głównego, silnika rozwijającego, mechanizmu rozwijania, mechanizmu regulacji naprężenia skręcania wstecznego i mechanizmu sterowania naprężeniem. Mechanizm skręcania wstecznego i regulacji naprężenia składa się z zamkniętej osłony, liniowego, ułożyskowanego mechanizmu nośnego, nieruchomego zespołu koła z rowkiem prowadzącym i ruchomego zespołu rowka prowadzącego, przy czym łożysko liniowe składa się z dwóch części, a blok ślizgowy łożyska liniowego jest nieruchomy i połączony poprzez łącznik. Ruch ruchomego zespołu rowka prowadzącego jest zsynchronizowany z ruchem bloku ślizgowego mechanizmu łożyska liniowego, natomiast mechanizm sterowania naprężeniem ruchomego zespołu rowka prowadzącego składa się z części sterującej naprężeniem i zmieniacza położenia.

Z niemieckiego opisu zgłoszenia wynalazku o numerze DE 3227480 jest znane urządzenie do skręcania kabli telekomunikacyjnych o zmniejszonym współczynniku sprzężeń elektromagnetycznych w kablach telekomunikacyjnych, których rdzeń składa się z żył o skręcie SZ, takich jak pary drutów lub czwórki gwiazdowe, przy czym ciągła zmiana miejsca skrętek w danej grupie odbywa się w czasie dwuetapowej operacji skręcania. Ujawnione urządzenie składa się z oscylującej tarczy skręcającej, zespołu rolek za tarczą skręcającą oraz elementu prowadzącego przed tarczą skręcającą, na którym skrętki są prowadzone ślizgowo i jest ustawione pomiędzy pierwszym a drugim stopniem skręcania żył kabla.

Podobne urządzenie wykorzystywane w trakcie dwuetapowej operacji skręcania żył kabli telekomunikacyjnych ze zmniejszonym współczynnikiem sprzężeń elektromagnetycznych w kablach telekomunikacyjnych, których rdzeń składa się z par drutów o skręcie SZ lub czwórek gwiazdowych jest znane z opisu niemieckiego zgłoszenia wynalazku o numerze DE 3227481. Zmiana miejsca par drutów lub czwórek gwiazdowych w odpowiedniej grupie skrętek zachodzi w odstępach w trakcie dwuetapowej operacji skręcania. Realizowane jest to przez urządzenie do zmiany miejsca ustawione między pierwszym a drugim stopniem skręcania i składające się z tarczy skręcającej przesuwanej wahliwie skokowo i zaopatrzonej w tarczę perforowaną zamocowaną na niej współśrodkowo oraz z elementu prowadzącego poprzedzającego tarczę skręcającą i jednego lub większej liczby elementów prowadzących poprzedzających tarczę perforowaną, na których to elementach prowadzących prowadzone są ślizgowo pary drutów lub czwórki gwiazdowe. Ujawnione urządzenie do zmiany miejsca może być używane zarówno do skręcania w wiązkach jak i skręcania w warstwach.

Doświadczenia wskazują, że problem siły skręcające żyły względem własnej osi można wyeliminować poprzez wykonanie procesu skręcania par na skręcarce z tak zwanym „odkrętem”, czyli przy użyciu skręcarki planetarnej, w której proces skręcania następuje poprzez splecenie się żył z sobą w parę bez zjawiska skręcania ich względem własnej osi. Skręcarka planetarna jest jednak mało wydajną konstrukcją, co ze względu na aspekt ekonomiczny eliminuje ten sposób skręcania dla kabli telekomunikacyjnych i teleinformatycznych.

Istota sposobu skręcania kabli teletechnicznych, mianowicie kabli telekomunikacyjnych i teleinformatycznych sprowadza się do jednej operacji technologicznej, w której z wykorzystaniem skręcarki lirowej dokręca się w 100% każdą pojedynczą zaizolowaną wstępnie żyłę przed skręceniem jej w parę z kolejną żyłą, a następnie w trakcie skręcania pary żył na odkręceniu w 100% uprzednio dokręconych żył, co jest warunkiem koniecznym do zniwelowania niepożądanego zjawiska skręcania się pojedynczych żył wokół własnej osi.

W zgodnym z wynalazkiem sposobie skręcania kabli telekomunikacyjnych i teleinformatycznych z wykorzystaniem skręcarki lirowej, po przeciągnięciu drutu miedzianego o średnicy 8 mm przeciąga się do średnicy ok. 0,5 mm, przy czym w zależności od rodzaju kategorii przeciąganie odbywa się dwuetapowo, wpierw ze średnicy 8 mm do średnicy 1,70 mm, a następnie do założonej średnicy docelowej, pokrywa się go polietylenem izolacyjnym uzyskując pojedynczą zaizolowaną żyłę o średnicy, w zależności od kategorii docelowego kabla, ok. 0,9 mm.

Istotnymi parametrami procesu pokrywania drutu polietylenem izolacyjnym jest symetria zaizolowania i pojemność elektryczna. Następnie skręca się pary żył i ośrodek kabla w jednym etapie technologicznym przy użyciu maszyny składającej się z tak zwanej parowaczki i skręcarki. Parowaczka to zestaw czterech wirujących lir, wewnątrz których znajdują się urządzenia zdawcze z dwoma pojedynczymi zaizolowanymi żyłami, a każda z lir skręca jedną parę żył. W tym celu zaizolowaną żyłę podaje się poprzez przelotowe oczko talerza odbierającego i koło nawrotne talerza odbierającego do przestrzeni wewnątrz rdzenia szpuli, gdzie skręca się ją w kierunku przeciwnym to jest prawym do późniejszego skrętu par.

PL 220 755 B1

Skok skrętu pojedynczej żyły, przykładowo dla kabla kategorii 5e, to jest kabla dla sieci lokalnych z pasmem częstotliwości do 100 MHz na tym etapie odpowiednio wynosi:

- pomarańczowa i biało/pomarańczowa - 10 mm,

- niebieska i biało/niebieska - 12 mm,

- zielona i biało/zielona - 14 mm, natomiast brązowa i biało/brązowa - 16 mm.

Skręcanie żyły następuje dzięki zastosowaniu zestawu napędzanej szpuli i talerza odbierającego. Szpula kręcąc się wraz z talerzem odbierającym wytwarza względem nieruchomego odciągu siłę skręcającą. Skok skrętu żyły jest regulowany poprzez dobór prędkości obrotowej szpuli i talerza względem prędkości liniowej odwijanej żyły przez odciąg kołowy. Odwijanie ze szpuli uzyskuje się dzięki wprowadzeniu różnicy prędkości obrotowej szpuli względem talerza, a prędkość odwijania jest ściśle zsynchronizowana z prędkością odciągu, dzięki czemu uzyskuje się odpowiednie naciągi żył. Tak skręconą żyłę, po przejściu przez odciąg kołowy i wstępny zestaw kół prowadzących skręca się w parę z drugą żyłą równorzędnie skręconą na bliźniaczym stanowisku. Skręt dwóch żył w parę uzyskuje się w dwóch etapach: w pierwszym skręt odbywa się na wirującym kole skręcającym pierwszy skręt, następnie jednokrotnie skręconą parę poprzez przelotki w obrotowej lirze podaje się na wirujące koło skręcające drugi skręt, gdzie następuje dokręcenie i otrzymanie ostatecznego skoku skrętu pojedynczej pary. Każda z par skręca się z innym skokiem skrętu, które odpowiednio wynoszą

- pomarańczowa i biało/pomarańczowa - 10 mm,

- niebieska i biało/niebieska - 12 mm,

- zielona i biało/zielona - 14 mm, oraz brązowa i biało/brązowa - 16 mm, dzięki czemu uzyskuje się dobre właściwości teletransmisyjnych i ogranicza się przesłuchy względem sąsiednich par w kablu. Następnie tak skręcone cztery pary podaje się do skręcarki, która skręca z nich ośrodek kabla ze skokiem 120 mm, a tak uzyskany ośrodek kabla poddaje się procesowi nakładania powłoki zewnętrznej, a następnie konfekcji.

Zastosowanie opisanego sposobu skręcania par gwarantuje uzyskanie parametrów transmisyjnych gotowego wyrobu porównywalnych z wyrobem, w którym pary są skręcane na skręcarce planetarnej, przy zachowaniu wydajności skręcarki lirowej, która jest ok. 1000% większa. Efekt „odkrętu” uzyskuje się dzięki wprowadzeniu w procesie odwijania ze szpuli dodatkowego „dokrętu” żyły o przeciwnym kierunku, który następnie w procesie skręcania pary niweluje efekt skręcania się żyły względem własnej osi. W końcowym rezultacie uzyskuje się skręconą parę bez ubocznego zjawiska skręconych żył względem własnej osi.

Urządzenie do jednoetapowego skręcania kabli teletechnicznych, zwłaszcza telekomunikacyjnych i teleinformatycznych według wynalazku składa się z parowaczki złożonej z czterech wirujących lir, w których wnętrzu są umiejscowione urządzenia zdawcze i skręcarki. Urządzen ie zdawcze jest zestawione ze szpuli z nawiniętym na niej pojedynczą zaizolowaną żyłą, zaopatrzonej w autonomiczny napęd i z talerza odbierającego usytuowanego w osi szpuli, zaopatrzonego na jednej z krawędzi w przelotowe oczka oraz koła nawrotne. Talerz odbierający również posiada własny napęd. Po przeciwnej względem talerza odbierającego krawędzi szpuli jest umiejscowiony odciąg kołowy. Pojedynczy zestaw urządzenia zdawczego, zwanego parowaczką ma dwa odciągi kołowe, po jednym dla każdej z żył, z których następnie jest skręcany kabel teletechniczny. Każdy z odciągów ciągnie pojedynczą zaizolowaną żyłę, której dokręt jest realizowany pomiędzy wirującym talerzem a odciągiem. Nadto wewnątrz każdej z obracających się lir, poniżej szpuli i talerza odbierającego jest zabudowany zestaw kół prowadzących oraz usytuowanego poniżej nich wirującego koła skręcającego pierwszy skręt, zespół przelotowych oczek rozmieszczonych na obwiedni wirującej liry oraz usytuowane w górnej części liry wirujące koło skręcające drugi skręt.

Przedmiot wynalazku pokazano w przykładzie wykonania na rysunku, na którym pokazano skręcarkę par z odkrętem odpowiednio na fig. 1 w widoku z boku, na fig. 2 w widoku z przodu i na fig. 3 w widoku z tyłu. Na tym przykładzie objaśniono również sposób skręcania kabli telekomunikacyjnych i teleinformatycznych z wykorzystaniem skręcarki lirowej.

Sposób skręcania kabli telekomunikacyjnych i teleinformatycznych z wykorzystaniem skręcarki lirowej polega na tym, że drut miedziany o średnicy 8 mm po przeciągnięciu go do średnicy ok. 0,5 mm i pokryciu go jednorodną i symetryczną warstwą polietylenu izolacyjnego, tak by uzyskać pojedynczą zaizolowaną żyłę 2 o średnicy ok. 0,9 mm nawija się na szpulę 1, a parę szpul 1 i 1.1 umiejscawia się następnie we wnętrzu obrotowej liry 8. Szpule 1 i 1.1 z nawiniętymi na nich żyłami kabla są zaopatrzona w napęd 13 i 13.1 oraz w odciągi kołowe 5 i 51. Na wałach, na których są

PL 220 755 B1 umieszczone szpule 1 i 1.1 po jednej ze stron szpul 1 i 1.1 są zabudowane również talerze odbierające 3 i 3.1. zaopatrzone na jednej z krawędzi w przelotowe oczka 3.2 oraz koła nawrotne 3.3, za których pośrednictwem zaizolowane żyły 2 podaje się do przestrzeni wewnątrz rdzeni 4 szpul 1, 1.1 gdzie skręca się je z odpowiednio dobranym skokiem w kierunku przeciwnym, do późniejszego skrętu par. Każda ze szpul 1 i 1.1 kręcąc się wraz z talerzem odbierającym 3 i 3.1 wytwarza względem nieruchomych odciągów 5 i 5.1 siłę skręcającą. Skok skrętu żył 2 i 2.1 jest regulowany poprzez dobór prędkości obrotowej szpul 1 i 1.1 i talerzy 3 i 3.1 względem prędkości liniowej odwijanych przez odciągi kołowe 5 i 5.1 żył 2 i 2.1. Odwijanie ze szpul 1 i 1.1 uzyskuje się dzięki wprowadzeniu różnicy prędkości obrotowej szpuli 1 i 1.1 względem talerzy 3 i 3.1, a prędkość odwijania jest ściśle zsynchronizowana z prędkością odciągów 5 i 5.1, dzięki czemu uzyskuje się odpowiednie naciągi żył 2 i 2.1. Z kolei w sąsiedztwie przeciwległych krążków szpul 1 i 1.1 są zamontowane odciągi kołowe 5 i 5.1, poprzez które oraz przez koła prowadzące 9 usytuowane poniżej szpul 1 i 1.1 podaje się wstępnie skręcone żyły 2 na wirujące koło 7 jednokrotnie skręcające wstępnie skręcone żyły 2, 2.1 w pierwszą parę. Tak wstępnie skręconą parę żył 2 i 2.1 podaje się poprzez przelotki 11 rozmieszczone na wewnętrznej powierzchni osłony obrotowej liry 8 na zabudowane powyżej szpul 1 i 1.1 wirujące koło 10.1 skręcające drugi skręt pary żył 2 i 2.1 z odpowiednim dokrętem i ostatecznym skokiem skrętu pojedynczej pary. Tak uzyskane skręcone cztery pary żył, z których każda została uzyskana w pojedynczej obr otowej lirze podaje się do skręcarki, która skręca z nich ośrodek kabla z odpowiednim skokiem, a tak uzyskany ośrodek kabla poddaje się procesowi nakładania powłoki zewnętrznej i następnie konfekcji.

Głównym zastosowaniem ujawnionego rozwiązania jest produkcja kabli teleinformatycznych: UTP, UTP-Patch, FTP, FTP-Patch, S-FTP, STP o standardach:

- Amerykański EIA/TIA 568A

- Europejski EN 50173

- Międzynarodowy ISO 11801

Standard ISO 11801 i zgodna z nim norma EN 50173 definiują zestaw siedmiu klas, odpowiednikiem klas aplikacji w normach amerykańskich EIA/TIA są kategorie wymienione w nawiasach:

Klasa A - usługi telefoniczne w paśmie częstotliwości 100 kHz

Klasa B - usługi terminalowe z pasmem częstotliwości do 1 MHz

Klasa C (kategoria 3) - sieci lokalne z pasmem częstotliwości do 16 MHz

Klasa D (kategoria 5) - sieci lokalne z pasmem częstotliwości do 100 MHz

Klasa D Rozszerzona (kategoria 5e.) - sieci lokalne z pasmem częstotliwości do 100 MHz z zaostrzonymi niektórymi parametrami i zdefiniowanymi wymaganiami dla nowych (PSNEXT, PSACR, ELFEXT, PSELFEXT)

Klasa E (kategoria 6) - obejmuje okablowanie z pasmem częstotliwości do 250 MHz

Klasa F (kategoria 7) - obejmuje okablowanie z pasmem częstotliwości do 600 MHz. W przypadku tej kategorii jest wymóg stosowania kabli typu STP (każda para w ekranie plus ekran obejmujący cztery pary. Dla tej klasy istnieje możliwość transmisji danych z prędkościami przekraczającymi 1Gb/s.

Claims (4)

1. Sposób skręcania kabli telekomunikacyjnych i teleinformatycznych, o zmniejszonym współczynniku sprzężeń elektromagnetycznych, których rdzeń składa się z żył takich jak pary drutów lub czwórki gwiazdowe, przy czym ciągła zmiana miejsca skrętek w danej grupie odbywa się w czasie jednoetapowej operacji skręcania, z wykorzystaniem skręcarki lirowej, znamienny tym, że drut miedziany średnicy 8 mm po przeciągnięciu go do średnicy ok. 0,5 mm i pokryciu go jednorodną i symetryczną warstwą polietylenu izolacyjnego, tak by uzyskać pojedynczą zaizolowaną żyłę (2) o średnicy ok. 0,9 mm nawija się na szpule (1, 11), a parę szpul (1, 1.1) umiejscawia się następnie we wnętrzu obrotowej liry (8), gdzie szpule (1, 1.1) wprawia się w ruch obrotowy za pomocą napędów (13, 13.1) poprzez przelotowe oczka (3.2) talerzy odbierających (3, 3.1) zabudowanych po jednej krawędzi szpul (1, 1.1) i koła nawrotne (3.3) zaizolowane żyły (2) podaje się do przestrzeni wewnątrz rdzeni (4) szpul (1,1.1) gdzie skręca się je z odpowiednio dobranym skokiem w kierunku przeciwnym, do późniejszego skrętu par, regulując skok skrętu poprzez dobór prędkości obrotowej szpul (1, 1.1) i talerzy (3, 3.1) względem prędkości liniowej odwijanych żył (2) i (2.1), i tak wstępnie skręcone żyły (2, 2.1) przez nieruchome odciągi kołowe (5, 5.1) usytuowane po przeciwnych niż talerze odbierające (3, 3.1) stronach szpul (1,1.1) oraz poprzez koła prowadzące (9) usytuowane poniżej szpul (1,1.1) kieruje się na wirujące

PL 220 755 B1 koło (7) jednokrotnie skręcające wstępnie skręcone żyły (2, 2.1) w pierwszą parę, po czym taką parę wstępnie skręconych żył (2, 2.1) kieruje się poprzez przelotki (11) rozmieszczone na wewnętrznej powierzchni osłony obrotowej liry (8) na zabudowane powyżej szpul (1, 1.1) wirujące koło (10.1) skręcające drugi skręt pary żył (2, 2.1) z odpowiednim dokrętem i ostatecznym skokiem skrętu pojedynczej pary.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że skok skrętu żył (2, 2.1) reguluje się poprzez dobór prędkości obrotowej szpul (1, 1.1) i talerzy (3, 3.1) względem prędkości liniowej odwijanych przez odciągi kołowe (5, 5.1) żył (2, 2.1), a odwijanie ze szpul (1, 1.1) uzyskuje się wprowadzając różnice prędkości obrotowej szpul (1, 1.1) względem talerzy (3, 3.1), z jednoczesnym zsynchronizowaniem prędkości odwijania z prędkością odciągów (5, 5.1), dla uzyskania odpowiednich naciągów żył (2, 2.1).

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że cztery pary skręconych żył (2, 2.1), z których każda została skręcona w pojedynczej obrotowej lirze (8) podaje się do skręcarki, która skręca z nich ośrodek kabla z odpowiednim skokiem, a tak uzyskany ośrodek kabla poddaje się procesowi nakładania powłoki zewnętrznej i następnie konfekcji.

4. Urządzenie do jednoetapowego skręcania kabli teletechnicznych o zmniejszonym współczynniku sprzężeń elektromagnetycznych, znamienne tym, że stanowi go parowaczka, złożona z czterech wirujących lir (8), w których wnętrzu są umiejscowione urządzenia zdawcze zestawione ze szpul (1, 1.1) z nawiniętymi na nich pojedynczymi zaizolowanymi żyłami (2, 2.1), przy czym szpule (2, 2.1) są zaopatrzone odpowiednio w napędy (13 i 13.1) oraz w odciągi kołowe (5 i 5.1), a na wałach, na których są umieszczone szpule (1 i 1.1) po jednej ze stron szpul (1,1.1) są zabudowane talerze odbierające (3 i 3.1) zaopatrzone na jednej z krawędzi w przelotowe oczka (3.2) oraz koła nawrotne (3.3), natomiast w sąsiedztwie przeciwległych krążków szpul (1, 1.1) są zamontowane odciągi kołowe (5, 5.1) poprzez które oraz przez koła prowadzące (9) usytuowane poniżej szpul (1, 1.1) wstępnie skręcone żyły (2) są kierowane na wirujące koło (7) jednokrotnie skręcające wstępnie skręcone żyły (2, 2.1) w pierwszą parę, którą to parę poprzez przelotki (11) rozmieszczone na wewnętrznej powierzchni osłony obrotowej liry (8) kieruje się na zabudowane powyżej szpul (1, 1.1) wirujące koło (10.1) skręcające drugi skręt pary żył (2 i 2.1) z odpowiednim dokrętem i ostatecznym skokiem skrętu pojedynczej pary.