FI59499C - Foerfarande foer framstaellning av en i laengdriktningen vattentaet telekommunikationskabel och enligt foerfarandet framstaelld i laengdriktningen vattentaet telekommunikationskabel - Google Patents

Description

- [B] (11)KUULUTUS]ULKAISU :0/00 lJ 1 ' UTLÄCGN I NGSSKRIFT D 7 4 7 7 1 cW Patentti -ry fn»<? tty 10 08 1031

Patent JJelat ' * (51) K*.ik?/incci. H 01 B 7/28

SUOMI—FINLAND OD PKanttihakemu* — PattfiantAkning 75188U

(22) H»k*ml*p»hri—· AmOknlnfidag 25.06.75 ' * (23) Alkuplhr»—Glltlghaudag 25.06.75 (41) Tullut Julkiseksi — Bllvlt offtntllg 29.12.75

Patentti· ja rekisterlKallltus .... . .... _. . ,, .. .

_ * ,, . , (44) Nihtlvlkslpsnon |· kuuL|ulksliuii pvm. —

Patent' OCh rtjllttrityrallin Amökan utlifd oeh utl.tkriftun puMIcsrtd 30. oU. 8l

(32)(33)(31) stuoiksu* —Begird prlorttet 28.06.7U

Hollanti-Holland(NL) 7^087^0 (71) N.K.F. Kabel B.V., Schieweg 9, Delft, Hollanti-Holland(NL) (72) Frederik Hendrik Kreuger, Delft, Jacobus Petrus Ignatius van Kesteren, Leidschedam, Hollanti-Holland(NL) (7M Oy Kolster Ab (5l) Pitkittäissuunnassa vesitiiviin kaukoviestityskaapelin valmistusmenetelmä ja tällä menetelmällä valmistettu pitkittäissuunnassa vesitiivis kaukoviestityskaapeli - Förfarande for framställning av en i längdriktningen vattentät telekommunikationskabel och enligt förfarandet framställd i längdriktningen vattentät tele-kommun ik at i on r. k ab e 1

Nyt esiteltävä keksintö koskee menetelmää sellaisen pitkittäissuunnassa vesitiiviin kaukoviestityskaapelin valmistamiseksi, jossa on useita synteettisellä eristysmateriaalilla päällystettyjä säikeitä 1. johtimia. Johtimien välit sekä kaapelin sydämen ja vaipan välinen tila on täytetty aineella, joka estää veden tunkeutumisen kaapelin sydämeen kaapelin pituussuunnassa.

Tämän tyyppisiä kaapeleita tunnetaan jo ennestään. Pohjalasket-tuihin kaapeleihin voi kaapelin sydämeen päästä tunkeutumaan vettä mekaanisesta vahingosta kaapelin vaippaan syntyneiden reikien kautta. Tällaiset viat voivat johtua pohjan painumisesta tai mekaanisesta voimasta. Kaapelin sydämessä, joka koostuu kaapelisäikeistä tai toisiinsa kierretyistä säie- 1. johdinpuista, kuten kaukoviestityskaapelin kohdalla yleensä on laita, kaapeliin päässyt vesi voi levitä kaapelin pitkittäissuunnassa 2 59499 johtimien välisen tyhjän tilan sekä kaapelin sydämen ja vaipan välisen tilan kautta. Kun kukin johdin on eristetty muovilla, veden pääsy kaapeliin todetaan vasta sitten, kun se on ehtinyt tunkeutua melko pitkälle, jolloin kaapelin sähköiset ominaisuudet heikkenevät. Tällaisen sähköisten ominaisuuksien heikkenemisen korjaaminen on taas hyvin vaikea tehtävä. Veden tunkeutuminen kaapeliin voidaan kuitenkin estää siten, että erittäin "paksujuoksuista" ainetta tai vaahtomuovia pannaan kaapeliin sen koko pituudelle tai määrättyinä lohkoina, ts. säännöllisten välimatkojen päähän määrätynpituiselle osalle kaapelin pituussuunnassa. Tähän tarkoitukseen ehdotetut erittäin paksujuoksuiset aineet ovat tavallisesti parafiinityyppisiä aineita, petrolivahoja, petrolihyytelöä ja vastaavia. Tällaiset materiaalit sulatetaan tai kuumennetaan, niin että niiden viskositeetti saadaan alhaiseksi ja ne puristetaan sitten johtimien väliin sekä kaapelin sydämen ja vaipan väliseen tilaan. Kun aine on jähmettynyt, se muodostaa kaapeliin vesieristyksen. Näiden aineiden varjopuolena on kuitenkin se, että ne muuttuvat jälleen nestemäisiksi kaapelin lämpötilan noustessa. Näin voi käydä esimerkiksi silloin, kun kaapelikelalla oleva kaapeli joutuu olemaan kauan auringonsäteiden vaikutuksen alaisena. Painovoimasta johtuen kaapelissa sulanut eristysaine valuu tällöin kaapelikelalla olevan kaapelin alempiin osiin, jolloin johtimien väliin ei tule riittävää vesieristystä, tai kaapelin muihinkin osiin jää eristä-mättömiä kohtia. Tästä on haittaa varsinkin silloin, kun eristysaine on sijoitettu kaapelin tiettyihin lohkoihin. Tämän rakenteen toisena epäkohtana on, että polyeteenieristeiden joutuessa kosketukseen joidenkin parafiinityyppisten aineiden kanssa niiden sähköiset ja mekaaniset ominaisuudet heikkenevät ajan mittaan.

Kun johtimien välit sekä kaapelin sydämen ja vaipan välinen tila on täytetty vaahdotetulla synteettisellä materiaalilla, syntyy taas toisenlaisia vaikeuksia. Vaahdotus on nimittäin menetelmä, jota on vaikea valvoa ja joka alkaa tavallisesti heti sen jälkeen, kun vaahdon muodostava seos on ruiskutettu säiliöstä. Vaahdon muodostuminen voi sen vuoksi olla päättynyt jo ennen johtimien välien eekä kaapelin sydämen ja vaipan välisen tilan täyttymistä kokonaan eristysaineella. Toinen epäkohta on vielä se, että yleensä kaapeli, jonka sydämessä on vaahdotettua synteettistä materiaalia eristysaineena, tulee jäykäksi, mistä voi taas aiheutua vaikeuksia kierrettäessä kaapelia kelalle ja upotettaessa sitä maahan.

Kun valmistetaan voimakaapeleita, joissa on lukumääräisesti vain vähän poikkileikkaukseltaan pyöreitä johtimia, johtimien välit sekä niiden ympärillä oleva tila täytetään poikkileikkaukseltaan pyöreänä 5 59499 eristerakenteena silikonikautsulia, joka vulkanoituu itsestään huone-lämpötilassa. Vulkanoimisaine lisätään täyteaineeseen vasta vähän ennen ao. käsittelyn aloittamista.

Tämän menetelmän varjopuolena on kuitenkin se, että valmistusprosessin pysähtyessä po. materiaalia sisältävät johdot tukkeutuvat helposti.

Tästä johtuen tällaisen itsestään vulkanoituvan täytemateriaalin käyttäminen kaukoviestityskaapelien valmistuksessa aiheuttaa vaikeuksia etenkin silloin, kun eristysmateriaali sijoitetaan kaapeliin määrättyihin lohkoihin estämään veden tunkeutuminen kaapelin sisälle.

Nyt käsiteltävän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan menetelmä, jolla pystytään valmistamaan jatkuvasti joustavana pysyvä, pituussuunnassa vesitiivis kaapeli, jossa vesieristysaine ei pääse virtaamaan lämmetes-sään eikä näin vahingoittamaan varsinaista johtimen eristystä.

Keksinnön mukaisesti tähän päästään käyttämällä menetelmää, jolle on tunnusomaista, että silikonikautsu, joka vulkanoituu ilman kosteuden vaikutuksesta, syötetään säikeiden 1. johtimien väliin sekä sydämen ympärille, minkä jälkeen kaapelin sydämen päälle tulee vaippa.

Silikonikauteu, joka vulkanoituu ilman kosteuden vaikutuksesta, on erilaista kuin ympäristön lämpötilassa vulkanoituva silikonikauteu siinä suhteessa, että ensin mainitussa vulkanoituminen alkaa vasta sitten, kun kautsu joutuu kosketukseen kosteutta sisältävän ilman kanssa. Sen sijaan viimeksimainitussa kautsutyypissä vulkanoituminen alkaa heti, kun seokseen kuuluvat aineet on sekoitettu. Ympäröivällä ilmalla ja sen kosteudella ei siis ole vaikutusta prosessin alkamiseen tässä tapauksessa.

Ilman kosteuden vaikutuksesta vulkanoituvat silikonikautsut ovat jo ennestään tunnettuja ja niitä on yleisesti saatavana. Tavallisesti ne käsittävät seoksen, jossa on diorganopolysiloksaania (diorganopolysiloxaneX täyteainetta, esimerkiksi piidioksidia, sekä lisäksi ainetta, joka saa aikaan ristiliittymisen, esimerkiksi etyylisilikaattia ja luonnollisesti vielä jokin vulkanointikatalyytti. Tämän tyyppisiä kosteusvulka-nointiseoksia selostetaan esimerkiksi US-patentissa no: 3,661,817. Saatavana oleva tuote voidaan käyttää po. tarkoitukseen joko sellaisenaan tai siihen voidaan sekoittaa silikoniöljyä tai jotain nopeasti haihtuvaa liuotinta. Vulkanoitu aine on sitten pysyvästi kuminjoustava. Kokeissa on todettu, että ko. tarkoitukseen käytetyt silikonikautsut tarttuvat riittävän hyvin yleensä käytettyihin johtimien eristemateriaaleihin, joihin kuuluu esimerkiksi polyeteeni ja polyvinyylikloridi, vaikka kaapelia taivutettaisiinkin usein. Toisaalta po. aine voidaan kuitenkin helposti paljain käsin poistaa johtimen eristeen päältä.

4 59499

Ilman kosteuden vaikutuksesta ympäristön lämpötilassa vulkanoi-tuvien silikonikautsujen etuna on lisäksi, että vulkanointiprosessi on suhteellisen hidas. Tästä johtuen kaapelin sydämen päälle voidaan jo ennen vulkanointivaiheen päättymistä järjestää vaippa, joka koostuu limittäin kääritystä kelmusta. Näin ollen kaikki johtimien välit sekä kaapelin sydämen ja vaipan välinen tila saadaan täyteen po. ainetta.

Kun kaapelin sydän pannaan sitä ympäröivään vaippaan, se osa ainetta, joka ei ole ehtinyt vulkanoitua kokonaan, vaan on vielä plastista, puristuu nyt kaikkiin kaapelin sydämen ja vaipan välisiin tiloihin. Normaaliolosuhteissa vaipan kiinnittämisen jälkeen kaapelin sydämeen jäänyt kosteus riittää vulkanointiprosessissa saamaan aikaan silikonikautsun täydellisen vulkanoitumisen. Kun silikonikautsu vulkanoitiin kokeessa lohkoina, kävi selville, että lohkot voitiin irrottaa johdinkerroksista. Jos kaapelin sydämenä on useita toisiinsa kierrettyjä johtimia, esimerkiksi tähtinelikierrekaapelit, em. kerrosjärjestely voidaan saada aikaan siten, että kun uusi kerros johtimia tai johdinnippuja sijoitetaan edellisen kerroksen päälle, kaapeliin pannaan samalla silikonikautsuker-ros, joka vulkanoituu ympäristön lämpötilassa ilman kosteuden vaikutuksesta. Vulkanoimisen jälkeen silikonikautsukerrokset, jotka on tehty peräkkäin samaan kohtaan, muodostavat yhtenäisen, vettä läpäisemättömän sulun. Näin on laita myös silloin, kun sydän on tehty kiertämällä yhteen useita johdinnippuja. Tässä viimeksi mainitussa kaapelinvalmistusproses-sissa, jossa kaapelin sydän muodostetaan, vulkanoimatonta silikonikautsua pannaan johdinnippuihin ja niiden ympärille sellaisiin paikkoihin, että nippujen yhdistämisen jälkeen niissä oleva silikonikautsu muodostaa yhtenäisen massan jokaiseen lohkokohtaan kaapelin sydämessä.

Keksinnön mukaisella menetelmällä valmistetut kaukoviestityskaa-pelit pysyvät jatkuvasti taipuisina, joten kelattaessa niitä kaapelikeloille tai asennettaessa niitä paikoilleen ao. kohteeseen, ei synny vaikeuksia. Kokeissa todettiin lisäksi, että asennustyötä suoritettaessa silikonikautsu voidaan irrottaa johtimista aivan yksinkertaisesti käsin.

Esimerkki

Erään puhelinkaapelin sydän, johon kuului 150 tähtinelikierrejohdinta, joista jokainen käsitti taas 0,32 mm:n polyeteenieristyskerrok-sella päällystetyn, halkaisijaltaan 0,3 mm:n kuparijohtimen, muodostettiin kiertämällä sydämeksi kolme tähtinelikierrekerrosta peräkkäin, 9» 15» 21, 27» 34 ja 41 tähtinelikierrejohdinta vuorotellen vasemman- ja oikeanpuoleisina kierteinä.

5 59499

Jokaisen kerroksen ympärille» ulommaista kerrosta lukuunottamatta» käärittiin "lineaarisesta" polyesteristä muodostettu kelmu avoimena kierteenä.

Sydämen ja jokaisen peräkkäisen tähtinelikierrekerroksen päälle oli tehty silikonikautsupinta (vulkanoituu ympäristön lämpötilassa ilman kosteuden vaikutuksesta) säännöllisin välein (l m) n. 10 cm:n pituisena* Kautsua oli niin paljon» että johtimien välit olivat kokonaan ummessa. Tähän tarkoitukseen käytettiin Silastic 738 RTVstä (valmistaja Dow Corning Corporation), joka ilmoituksen mukaan on ilman kosteuden vaikutuksesta huonelämpötilassa vulkanoituvaa silikonikautsua.

Lineaarisesta polyesteristä valmistettu kelmu oli kääritty limittäin kaapelin sydämen ympäri. Tämän jälkeen sydämen päälle oli ruiskupuris-tettu vaippa.

" Vesieristyksen tiiviyden toteamiseksi tietty määrä em. tavalla valmistettua kaapelia oli yhdistetty vaakasuorassa suunnassa pystyputkeen, jossa oli vettä metrin verran kaapelin yläpuolella. Kuuden viikon kuluttua voitiin todeta, että vesi oli päässyt ainoastaan ensimmäiseen silikonikautsusulkuun saakka.

Claims (4)

1. 6 59499
2. 1. Menetelmä sellaisen pitkittäissuunnassa vesitiiviin kaukovies-tityskaapelin valmistamiseksi, jossa on useita muovieristeieiä johtimia, tiettyä ainetta, joka estää veden tunkeutumisen kaapeliin sen akselin suunnassa, ollessa tällöin pantu johtimien väliin sekä kaapelin sydämen ja vaipan väliseen tilaan, tunnettu siitä, että silikonikautsua, joka vulkanoituu ympäristön lämpötilassa ilman kosteuden vaikutuksesta, on sijoitettu johtimien väliin sekä kaapelin sydämen ympärillä olevaan tilaan, minkä jälkeen kaapelin sydämen päälle on tehty siihen tiiviisti liittyvä vaippa.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että silikonikautsua, joka vulkanoituu ympäristön lämpötilassa ilman kosteuden vaikutuksesta, pannaan lohkoina kaapelin sydämen ja vaipan väliseen tilaan. 3< Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaapelin sydäntä muodostettaessa ennen toisen johdinkerroksen sijoittamista sydämen ympärille tämän päälle pannaan silikonikautsukerros, joka vulkanoituu ympäristön lämpötilassa ilman kosteuden vaikutuksesta.
4. 4. Pitkittäissuunnassa vesitiivis kaukoviestityskaapeli, jonka sydän koostuu useista johtimista ja joissa on näiden välissä sekä kaapelin sydämen ja vaipan välisessä tilassa ainetta, joka estää veden tunkeutumisen kaapelin sydämeen kaapelin pituussuunnassa, tunnettu siitä, että kaapeli on valmistettu patenttivaatimuksissa 1-3 esitetyllä menetelmällä.