制造包括具有折叠的边缘部分的管状双金属内层的同轴电缆的方法

摘要

一种用来制造同轴电缆的方法，所述同轴电缆包括内导体、外导体以及位于所述内导体和所述外导体之间的电介质材料层，所述方法可包括通过至少将双金属带形成为管状双金属层而形成所述内导体，所述管状双金属层在纵向接缝处具有一对纵向边缘部分。所述双金属带可包括内金属层和外金属层，所述外金属层粘结到所述内金属层并且与其共同延伸。纵向边缘部分中的每一个可以被折叠。该方法也可包括在折叠的纵向边缘部分的相邻部分之间形成焊接接合部和限定焊接接合部处的剩余材料。该方法还可包括去除焊接接合部处的剩余材料和形成包围内导体的电介质材料层。该方法也可包括形成包围电介质材料层的外导体。

权利要求

1.一种用来制造同轴电缆的方法，所述同轴电缆包括内导体、外导体以及位于所述内导体和所述外导体之间的电介质材料层，所述方法包括：至少通过以下步骤形成所述内导体：

将双金属带形成为管状双金属层，所述管状双金属层在纵向接缝处具有一对纵向边缘部分并且包括内金属层和外金属层，所述外金属层粘结到所述内金属层并且与所述内金属层共同延伸，所述纵向边缘部分中的每一个纵向边缘部分被折叠；

在被折叠的所述纵向边缘部分的相邻部分之间形成焊接接合部并且在所述焊接接合部处限定剩余材料；和去除所述焊接接合部处的剩余材料；

将所述电介质材料层形成为包围所述内导体；和将所述外导体形成为包围所述电介质材料层。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述外金属层具有比所述内金属层大的电传导率。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述内金属层具有比所述外金属层低的熔化温度。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述内金属层包括铝；并且其中所述外金属层包括铜。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括使所述纵向边缘部分中的每一个纵向边缘部分成形。

6.根据权利要求5所述的方法，其中使所述纵向边缘部分中的每一个纵向边缘部分成形包括挤压每一个纵向边缘部分。

7.根据权利要求5所述的方法，其中使所述纵向边缘部分中的每一个纵向边缘部分成形包括在所述纵向边缘部分之间的界面处平整所述纵向边缘部分。

8.根据权利要求1所述的方法，其中去除所述焊接接合部处的剩余材料包括刮削。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述管状双金属层具有0.005到0.050英寸的范围中的厚度。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述外金属层相对于所述管状双金属层的总厚度具有在1到30%的范围中的百分比厚度。

11.根据权利要求1所述的方法，还包括形成填充所述管状双金属层的另一电介质材料层。

12.根据权利要求1所述的方法，还包括形成包围所述外导体的绝缘夹套。

13.一种用来制造同轴电缆的方法，所述同轴电缆包括内导体、外导体以及位于所述内导体和所述外导体之间的电介质材料层，所述方法包括：至少通过以下步骤形成所述内导体：

将双金属带形成为管状双金属层，所述管状双金属层在纵向接缝处具有一对纵向边缘部分并且包括内金属层和外金属层，所述外金属层粘结到所述内金属层并且与所述内金属层共同延伸，所述纵向边缘部分中的每一个纵向边缘部分被折叠；

使被折叠的所述纵向边缘部分中的每一个纵向边缘部分成形；

在已成形的被折叠的所述纵向边缘部分的相邻部分之间形成焊接接合部并且在所述焊接接合部处限定剩余材料；和刮削所述焊接接合部处的剩余材料；

将所述电介质材料层形成为包围所述内导体；和将所述外导体形成为包围所述电介质材料层。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述外金属层具有比所述内金属层大的电传导率。

15.根据权利要求13所述的方法，其中所述内金属层具有比所述外金属层低的熔化温度。

16.根据权利要求13所述的方法，其中所述内金属层包括铝；并且其中所述外金属层包括铜。

17.一种用来制造同轴电缆的方法，所述同轴电缆包括内导体、外导体以及位于所述内导体和所述外导体之间的电介质材料层，所述方法包括：至少通过以下步骤形成所述内导体：

将双金属带形成为管状双金属层，所述管状双金属层在纵向接缝处具有一对纵向边缘部分并且包括内金属层和外金属层，所述外金属层粘结到所述内金属层并且与所述内金属层共同延伸，所述纵向边缘部分中的每一个纵向边缘部分被折叠；

在被折叠的所述纵向边缘部分的相邻部分之间形成焊接接合部并且在所述焊接接合部处限定剩余材料；和去除所述焊接接合部处的剩余材料；

将所述电介质材料层形成为包围所述内导体；

将所述外导体形成为包围所述电介质材料层；

形成填充所述管状双金属层的另一电介质材料层；和形成包围所述外导体的绝缘夹套。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括使所述纵向边缘部分中的每一个纵向边缘部分成形。

19.根据权利要求18所述的方法，其中使所述纵向边缘部分中的每一个纵向边缘部分成形包括挤压每一个纵向边缘部分。

20.根据权利要求18所述的方法，其中使所述纵向边缘部分的每一个纵向边缘部分成形包括在所述纵向边缘部分之间的界面处平整所述纵向边缘部分。

说明书

制造包括具有折叠的边缘部分的管状双金属内层的同轴电

缆的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及通信领域，并且更具体地，涉及同轴电缆和用来制造该同轴电缆的相关联的方法。

背景技术

[0002] 同轴电缆广泛用于传送高频电信号。同轴电缆享有相对大的带宽，低的信号损耗，在机械上是稳固的，并且成本相对较低。同轴电缆典型地包括细长内导体、管状外导体以及使内导体和外导体分离的电介质。例如，电介质可以是塑料泡沫材料。也可施加外绝缘夹套以包围外导体。

[0003] 同轴电缆的一个特别有利用途是用来将蜂窝式或无线基站处的电子设备连接到安装在附近天线塔的顶部处的天线。例如，位于设备护罩中的发射器和接收器可以通过同轴电缆联接到由天线塔承载的天线。典型装置包括在设备护罩和天线塔的顶部之间延伸的相对大的直径的主同轴电缆以因此减小信号损耗。例如，Hickory，N.C.的CommScope公司为这种应用提供它的 同轴电缆。

[0004] 在如上所述通常用于蜂窝式通信的较大直径的同轴电缆中，细长内导体可以是管状形状的。管状内导体也可包围内部电介质材料。典型地通过将传导性材料的平坦的层或片材成形为具有纵向接缝的管并且焊接该接缝以形成连续的接合部，制造内导体。通过将平坦的层或金属片材成形为具有纵向接缝的管，该纵向接缝被焊接以形成连续的接合部，也类似地制造外导体。

[0005] 由同轴电缆运送的高频电流仅仅集中在内导体的径向最外部的一小部分和外导体的对应地小的径向最内部部分。这个特性有助于被称为集肤效应的电磁现象。因此，仅仅管状内导体的薄的外部径向部分运送高频电流。相反地，外部管状导体也在薄的径向最内部分中运送高频电流。

[0006] 双金属层已经用于同轴电缆中的内部和/或外部管状导体，其中较高传导率和更昂贵的金属用于提供内导体的径向最外部分并且用于提供外导体的径向最内部分。例如，内导体的最外层可包括相对昂贵的且高度传导性的金属(诸如铜)，并且内导体的内层可包括比较廉价的且较低传导性的金属(诸如铝)。例如，授予Chopra等人的美国专利No.6717493B2和Bufanda等人的美国专利申请No.2004/0118591 A1分别公开了一种具有这种双金属管状内导体的同轴电缆。

[0007] 尽管双金属管状内导体具有这些优点，但还可能存在一些缺点。例如，双金属管状内导体的制造通常涉及一些形式的基于热的焊接(例如，常规感应焊接)以焊接接缝而形成焊接接合部。不幸的是，形成双金属管状内导体的两种金属通常具有不同的熔化温度。例6 -1
如，铜和铝通常分别用作内导体的外层和内层。铜具有1100℃的熔点和59.6×10S·m 的
6 -1
传导率，而铝具有660℃的较低熔点和37.8×10S·m 的较低传导率。熔点的这种不同使得接合部的焊接相对困难。

[0008] 相应于双金属管状内导体的制造中的这种特定缺点，同轴电缆制造者已经开发出一种同轴电缆，该同轴电缆具有包括嵌入的双金属层的双金属管状内导体，例如在授予Lee的美国专利No.6342677中公开的。由于在双金属管状内导体的制造期间仅仅焊接内部金属层，这种同轴电缆更容易被焊接。尽管如此，嵌入的双金属内导体制造起来相对昂贵。当然，类似的考虑适用于同轴电缆的外导体。就是说，常规双金属层可能难以焊接，并且嵌入的双金属层可能相对昂贵。

发明内容

[0009] 鉴于前述背景，因此，本发明的目标是提供一种同轴电缆，该同轴电缆包括使用较廉价的管状双金属层制造的内导体，该管状双金属层也容易在其纵向接缝处被焊接。

[0010] 根据本发明的这个和其它目标，特征和优点由用来制造同轴电缆的方法提供，该同轴电缆可包括内导体、外导体以及其间的电介质材料层。例如，该方法可包括通过至少将双金属带成形为管状双金属层而形成内导体，该管状双金属层在纵向接缝处具有一对纵向边缘部分。双金属带可包括内金属层和外金属层，外金属层粘结到内金属层并且与其共同延伸。纵向边缘部分的每一个可以被折叠。例如，该方法也可包括在折叠的纵向边缘部分的相邻部分之间形成焊接接合部并且并且限定焊接接合部处的剩余材料。该方法还可包括去除焊接接合部处的剩余材料，和将电介质材料层形成为包围内导体。该方法也可包括将外导体形成为包围电介质材料层。因此，与更昂贵的嵌入的双金属带相比，较廉价的起始材料可用于内导体，即，例如，两个层共同延伸的简单的双金属带。

[0011] 外金属层可具有比内金属层大的电传导率。内金属层可具有比外金属层低的熔化温度。例如，内金属层可包括铝，并且外金属层可包括铜。例如，焊接接合部可以通过高频(HF)焊接而形成。

[0012] 该方法也可包括成形纵向边缘部分的每一个。例如，成形纵向边缘部分的每一个可包括在纵向边缘部分之间的界面处平整纵向边缘部分。成形也可包括挤压每一个纵向边缘部分。另外，焊接接合部处的剩余材料可以通过刮削被去除。

[0013] 管状双金属层可具有大约0.005到0.050英寸的范围中的厚度。例如，外金属层相对于管状双金属层的总厚度可具有在大约1到30％的范围中的百分比厚度。

[0014] 该方法还可包括形成填充管状双金属层的另一电介质材料层。例如，该方法还可包括形成包围外导体的绝缘夹套。

附图说明

[0015] 图1是根据本发明的同轴电缆的透视端视图。

[0016] 图2是在焊接前示出的图1的同轴电缆的管状双金属内导体的一部分的放大剖视图。

[0017] 图3是在焊接后示出的图1的同轴电缆的管状双金属内导体的该部分的放大剖视图。

[0018] 图4是在焊接前示出的另一实施例的同轴电缆的管状双金属内导体的一部分的放大剖视图。

[0019] 图5是在焊接后示出的图4的管状双金属内导体的该部分的放大剖视图。

[0020] 图6是在焊接前示出的另一实施例的同轴电缆的管状双金属内导体的一部分的放大剖视图。

[0021] 图7是在焊接后示出的图6的管状双金属内导体的该部分的放大剖视图。

[0022] 图8是在焊接前示出的又一实施例的同轴电缆的管状双金属内导体的一部分的放大剖视图。

[0023] 图9是在焊接后示出的图8的管状双金属内导体的该部分的放大剖视图。

[0024] 图10是用来制造根据本发明的同轴电缆的设备的示意图。

[0025] 图11是根据本发明的另一实施例的同轴电缆的透视端视图。

[0026] 图12是在折叠前示出的图11的同轴电缆的管状双金属内导体的一部分的放大剖视图。

[0027] 图13是在成形前示出的图11的同轴电缆的管状双金属内导体的该部分的放大剖视图。

[0028] 图14是在焊接前示出的图11的同轴电缆的管状双金属内导体的该部分的另一放大剖视图。

[0029] 图15是在焊接后示出的图11的同轴电缆的管状双金属内导体的该部分的放大剖视图。

[0030] 图16是在剩余材料去除后示出的图11的同轴电缆的管状双金属内导体的该部分的放大剖视图。

[0031] 图17是正被成形的图11的同轴电缆的管状双金属内导体的一部分的放大剖视图。

[0032] 图18是正被另外成形的图11的同轴电缆的管状双金属内导体的一部分的另一放大剖视图。

[0033] 图19是纵向边缘部分被刮削的图11的同轴电缆的管状双金属内导体的一部分的放大剖视图。

[0034] 图20是剩余材料被辊举起的图11的同轴电缆的管状双金属内导体的一部分的放大剖视图。

[0035] 图21是制造图11的同轴电缆的方法的流程图。

具体实施方式

[0036] 下面将参考附图更充分地描述本发明，附图中示出本发明的优选实施例。然而，本发明可以实施为许多不同形式并且不应当被解释为被限制到这里阐述的实施例。更确切地说，提供这些实施例使得本公开将彻底且完整，并且将完全传递本发明的范围到本领域技术人员。相同的附图标记始终指示相同的元件，并且在替代实施例中基本标记用于指示相同的元件。

[0037] 首先参考图1-3，描述根据本发明的同轴电缆21。同轴电缆21示例性地包括内导体23、外导体25以及位于内导体和外导体之间的电介质材料层24。内导体23示例性地包括管状双金属层33，该管状双金属层在纵向接缝27处具有一对相对的纵向边缘部分。管状双金属层33示例性地包括内金属层32和粘结到其上的外金属层31。

[0038] 管状双金属层33示例性地包括相对的纵向边缘部分中的一个纵向边缘部分，该纵向边缘部分包括内金属层32的端部部分61，该端部部分向外延伸超过外金属层31并且在外金属层附近折叠到自身上并且与其一起限定不连接的界面34。

[0039] 例如，外金属层32可具有比内金属层32高的电传导率以促进表层深度处的信号传送能力。内金属层32可具有比外金属层31低的熔化温度和成本。例如，内金属层32的较低的熔化温度促进焊接。内金属层32可包括铝或如本领域技术人员理解的任何合适金属，并且外金属层31可包括铜或如本领域技术人员理解的任何合适金属。

[0040] 管状双金属层33可具有大约0.005到0.050英寸的范围中的厚度，并且外金属层31相对于管状双金属层33的总厚度可具有在大约1到30％的范围中的百分比厚度。

[0041] 如图3中可能最佳地示出的，纵向接缝27示例性地包括内金属层32的至少多个部分之间的焊接接合部63。同轴电缆21示例性地包括填充管状双金属层33的另一电介质材料层22，和包围外导体25的绝缘夹套26。当然，如本领域技术人员将理解的，焊接可引起不连接的界面34的至少一些部分变成连接的。

[0042] 现在另外参考图4-5描述另一实施例。在同轴电缆21′的这个实施例中，上面已经参考图1-3论述的那些元件被赋予基本标记并且大多数不需要在此进一步讨论。这个实施例不同于前述实施例之处在于，两个相对的纵向边缘部分示例性地包括内金属层32′的端部部分61′、62′，该端部部分向外延伸超过外金属层31′并且在外金属层附近折叠到自身上并且与其一起限定不连接的界面34′、54′。当然，如本领域技术人员将理解的，焊接可引起不连接的界面34′、54′的至少一些部分变成连接的。

[0043] 现在另外参考图6-7描述另一实施例。在同轴电缆21″的这个实施例中，上面已经参考图1-3论述的那些元件被赋予秒号标记并且大多数不需要在此进一步讨论。这个实施例不同于前述实施例之处在于，相对的纵向边缘部分示例性地包括内金属层32″的一个端部部分61″，该端部部分向外延伸超过外金属层31″并且在外金属层附近以直角折叠并且与其一起限定不连接的界面34″。在焊接之后，如图7中可能最佳地示出的，焊接接合部63″形成在内金属层32″的相邻的部分之间。

[0044] 现在另外参考图8-9描述另一实施例。在同轴电缆21′″的这个实施例中，上面已经参考图6-7论述的那些元件被赋予三重符号标记并且大多数不需要在此进一步讨论。这个实施例不同于前述实施例之处在于，相对的纵向边缘部分的每一个示例性地包括内金属层32′″的端部部分61′″、62′″，该端部部分向外延伸超过外金属层31′″并且在外金属层附近以直角折叠并且与其一起限定不连接的界面34′″、54′″。

[0045] 另外参考图10，另一方面涉及用来制造同轴电缆21的方法和相关联的设备200，该同轴电缆可包括：内导体23，该内导体包括管状双金属层33；外导体25；以及位于内导体和外导体之间的电介质材料层24。提供电介质材料杆212和具有一对纵向边缘部分的双金属带的供应卷轴201。双金属带可以包括内金属层和粘结到其上的外金属层。双金属带的供应卷轴201可以设置有纵向边缘部分中的至少一个，该纵向边缘部分具有向外延伸超过外金属层的内金属层的端部部分。此外，双金属带的供应卷轴201也可设置成包括端部部分，该端部部分在外金属层附近折叠到自身上并且与其一起限定不连接的界面。

[0046] 在替代方案中，双金属带的供应卷轴201可以被供给到以虚线示出的修剪器/折叠机202中，该修剪器/折叠机示例性地修剪纵向边缘部分的至少一个以提供向外延伸超过外金属层的内金属层的端部部分。如本领域技术人员将理解的，修剪器/折叠机202可使用金刚石或其它刀片，或任何其它修剪技术修剪金属层。此外，修剪器/折叠机202示例性地使端部部分在外金属层附近折叠到其自身上并且与其一起限定不连接的界面。

[0047] 另外并且如上面论述的，外金属层可具有比内金属层高的电传导率。内金属层可具有比外金属层低的熔化温度。内金属层可包括铝或如本领域技术人员理解的任何合适金属，并且外金属层可包括铜或如本领域技术人员理解的任何合适金属。管状双金属层可具有大约0.005到0.050英寸的范围中的厚度，并且外金属层相对于管状双金属层的总厚度可具有在大约1到30％的范围中的百分比厚度。

[0048] 电介质材料杆212和双金属带的供应卷轴201被供给到管成型机203中，该管成型机示例性地将双金属带形成为管状双金属层，该管状双金属层在纵向接缝处具有一对相对的纵向边缘部分以提供包括管状双金属层的内导体。

[0049] 如本领域技术人员将理解的，电介质材料可以布置在管成型机203下游的内管内，或者此后使用如美国专利No.6915564中描述的可固化材料。管成型机203的输出随后被供给到感应焊接机204中，该感应焊接机示例性地焊接纵向接缝以形成内金属层的至少多个部分之间的焊接接合部。感应焊接机204的输出随后被供给到电介质挤出机205中，该电介质挤出机示例性地形成包围内导体的电介质材料层。

[0050] 电介质挤出机205的输出然后与金属带的供应卷轴207一起被供给到第二管成型机206中，该第二管成型机示例性地形成包围电介质材料层的外导体。

[0051] 第二管成型机206的输出被供给到第二感应焊接机209中，该第二感应焊接机示例性地焊接外导体。第二感应焊接机209的输出被供给到夹套挤出机210中，该夹套挤出机形成包围外导体的绝缘夹套。完成的同轴电缆21从夹套挤出机210输出以便由合适的卷取卷轴(未示出)卷取。

[0052] 在其它实施例中，双金属带的供应卷轴201可以设置有纵向边缘部分的至少一个，该纵向边缘具有内金属层的端部部分，该端部部分向外延伸超过外金属层。此外，双金属带的供应卷轴201可以设置成包括端部部分，该端部部分在外金属层附近以直角折叠并且与其一起限定不连接的界面。

[0053] 现在另外参考图11-21，参考流程图300，另一方面涉及用来制造同轴电缆121的方法，该同轴电缆可包括内导体123、外导体125以及位于内导体和外导体之间的电介质材料层124。开始于块302，该方法包括通过至少将双金属带形成为管状双金属层133而形成内导体123，该管状双金属层在纵向接缝127处具有一对纵向边缘部分161、162。管状双金属带包括内金属层132和外金属层131，该外金属层粘结到内金属层并且与其共同延伸。共同延伸的内金属层132和外金属层131有利地克服铜镶嵌材料的缺点，这是由于共同延伸的双金属带可以更容易地获得并且与铜镶嵌相比具有降低的成本。另外，虽然同轴电缆121包括很光滑的内导体123和外导体125，但本领域技术人员将理解，内导体和外导体可以是波纹状的。

[0054] 示例性地，折叠纵向边缘部分161、162中的每一个纵向边缘部分(块304)。折叠的纵向边缘部分161、162中的每一个纵向边缘部分可以被成形，例如，通过渐进辊成型而被挤压。例如，平辊171可以用在折叠的纵向边缘部分161、162周围以形成大约180度的弯曲，如图17中示出的(块306)。纵向边缘部分161、162的每一个也可以被其间的界面处的平辊171弄平以另外限定每一个折叠的纵向边缘部分，例如，如图18中所示。

[0055] 例如，如图13中所示，相对的折叠的纵向边缘部分161、162可以通过折叠而被圆整。折叠的纵向边缘部分161、162的每一个纵向边缘部分可以通过刮削(块308)纵向边缘部分的每一个的相对端部而被成形，如图19中所示。刮削每一个折叠的纵向边缘部分161、162有利地可以通过去除每一个相对的折叠的纵向边缘部分的圆整的部分而变平，如图14中可能最佳地示出的。例如，可以使用金刚石、硬质合金或陶瓷刀172执行刮削，并且可以水冷却或干燥地执行刮削。如本领域技术人员将理解的，可以执行其它刮削方法。

[0056] 如图15中可能最佳地示出的，焊接接合部163形成(块310)在折叠的纵向边缘部分161、162的相邻部分之间。如本领域技术人员将理解的，焊接接合部163可以通过高频焊接或其它合适的焊接技术形成。

[0057] 焊接接合部163和折叠的纵向边缘部分161、162在焊接接合部处限定剩余材料164。去除焊接接合部163处的剩余材料164。例如，如图20中更具体地示出的，剩余材料
164可以由分离辊171举起(块312)并且被刮削刀或凿刀去除(块314)。如本领域技术人员将理解的，可以使用其它剩余材料164去除工具。

[0058] 在去除剩余材料164之后，如图16中示出的，内金属层132在焊接接合部163处暴露。内金属层132的暴露的量是可控制的，并且可以不宽于原始双金属带的厚度的两倍。然而，本领域技术人员可以构想内金属层132暴露的其它宽度。

[0059] 该方法还包括形成包围内导体123的电介质材料层124(块316)。该方法也包括形成包围电介质材料层124的外导体125(块318)。可以形成填充管状双金属层133的另一电介质材料层122(块320)。而且，在块324处完成之前，可以在块322处形成包围外导体125的绝缘夹套126。

[0060] 另外并且如上面讨论的，外金属层131可以具有比内金属层132高的电传导率。内金属层131可具有比外金属层131低的熔化温度。内金属层132可包括铝或如本领域技术人员理解的任何合适金属，并且外金属层131可包括铜或如本领域技术人员理解的任何合适金属。管状双金属层133可具有大约0.005到0.050英寸的范围中的厚度，并且外金属层131相对于管状双金属层的总厚度可具有在大约1到30％的范围中的百分比厚度。

[0061] 借助前述描述和相关联的附图中给出的教导的优点，本领域技术人员将想到本发明的许多改进型和其它实施例。因此，应当理解，本发明不限于公开的具体实施例，并且改进型和实施例预期被包括在所附权利要求的范围内。