FI68923C - Staolaluminiumlina speciellt foer ledning av elektricitet och foerfarande foer framstaellning av en saodan lina - Google Patents

Description

fnpFil KUULUTUSjULKAISU

•5SP1? ^ 11 UTLÄGGNINGSSKRIFT 6 892 3 c (45) Γ ;; :^r' :11 lvS5 (B1) Kv.ik//lnt.ci.4 H 01 B 5/08, 13/00 (21) Patenttihakemus — Patentans&knlng 782526 (22) Hakemispäivä — Ansökningsdag 18.08.78 (23) Alkupäivä — Giltighetsdag 18.08.78 (41) Tullut julkiseksi — Blivit offentllg 20.02.79

Patentti- ja rekisterihallitus Nähtäväksipanon ja kuuI.julkaisun pvm.- ... n? o.

Patent-OCh registerstyrelsen ' ' Ansökan utlagd och utl.skriften publicerad ^ I . U / . Op (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus — Begärd prioritet 1 9.08.77

Unkari-Ungern(HU) Az DE-939 (71) "December V* Drotmlivek, Besenyöi u.16, 3501 Miskolc, Unkari -Ungern(HU) (72) Istvan Barköczy, Miskolc, Janos Lonscsäk, Miskolc, Gyula Kaderjak,

Miskolc, Albert Veres, Miskolc, Unkari-Ungern(HU) (7^4) Oy Kolster Ab (5*0 Teräsalumiiniköysi, erityisesti sähkön johtamista varten ja menetelmä tällaisen köyden valmistamiseksi - Stälaluminiumlina, speciellt för ledning av elektrieitet och förfarande för framställning av en sadan 1 i na

Keksinnön kohteena on teräsalumiiniköysi, jota on pääasiassa käytetty sähkön johtamista varten ja jossa itse terässydän on köysi ja tämän ympärille sovitettu alumiinivaippa muodostuu myös yleensä köysimäisistä punoksista ja edelleen on samoin keksinnön kohteena tällaisten teräsalumiiniköysin valmistamiseksi sopiva menetelmä.

Eräänä sähkön johtamista palvelevien kaukojohtojen teräsalumii-niköysille asetettuna vaatimuksena on, että näiden on oltava mekaanista lujuutta vastaavia. Kuten tunnettua, tulee terässydänten vastaanottaa mekaanista kuormitusta. Lähes yksinomaan kaukojohtoina käytettyjen teräsalumiiniköysien käyttöolosuhteista seuraa, että terässydämen mekaaninen rasitus on erittäin monimutoinen. Terässydän on samanaikaisesti alttiina veto-, taivutus- ja kiertorasituk- 2 6S923 sille. Terässydämen kuormitustilaa vaikeuttaa vielä se, että taipuman ja kierron suunta ja määrä muuttuvat ajoittaisesti ilmajohdon heilahtelun seurauksena.

Toisena teräsalumiiniköysille asetettuna vaatimuksena on, että käsiteltvien teräsalumiinikövsien yhtevdessä niiden rakenteen tai mitoituksen aiheuttama, sähköisyyden kannalta saatu häviö on sähköjohtoon kuuluvien osien tasavirtavastuksen teräsalumiiriköyden reak-tanssin ja vaihtelevan uudelleen magnetisoinnin johdosta esiintyvän terässydämen häviön summa.

Kolmannen vaatimuksen mukaisesti on teräsalumiiniköyden ominaispainon oltava yhä pienempi. Ominaispainolla ymmärretään yleensä yhden kilometrin pituisen köyden painoa.

Seuraavana tulee mainita eliniän pituudelle asetettu vaatimus. Ilmajohtojen elinikää vähentävät seikat voidaan jakaa kahteen ryhmään. Toinen ryhmä käsittää mekaaniset seikat, kun taas toiseen ryhmään voidaan lukea kuuluvaksi kemialliset vaikutukset. Elinikää alentavista mekaanisista syistä kannattaa mainita teräsalumiiniköy-dessä olevien lankojen siirtymisestä toisiinsa nähden syntyvä kuluminen, ilmasta peräisin olevien kiinteiden epäpuhtauksien aiheuttama hankausvaikutus, edelleen mekaanisen kestävyyden kanssa yhteydessä oleva, värähtelyrasitusten aiheuttama väsyminen. Luonteeltaan kemiallisia vahingollisia vaikutuksia voidaan nimittää yhteisellä käsitteellä syöpyminen. Kuten tunnettua voi ilmajohtojen syöpyminen olla seurauksena ympäröivän ilmakehän erilaisista likahiukkasista. Ilmajohtojen rakoihin muodostuu likahiukkasten ji veden vuoksi syövyttäviä nesteitä, erilaisia happoja, jotka syövät köysiainetta. Syöpyminen on erityisen vaarallista terässydämelle, koska alumiinin pinnalla oleva oksidikerros kestää riittävästi näitä syövyttäviä nesteitä, kun taas teräs ei voi vastustaa niitä. Syöpymisellä ja syö-pymissuojalla on erityinen merkitys sellaisten ilmajohtojen yhteydessä, jotka on sovitettu meren läheisyyteen.

Edelleen erään vaatimuksen mukaisesti tulee teräsalumiiniköyden tilantäyttökertoimen olla edullisempi. Tilantäyttökertoimella on ymmärretty teräslankojen ja alumiinilankojen pintojen summan suhdelukua teräsalumiiniköyden ja köyden nimellishalkaisijasta lasketun pinnan poikkileikkauksessa.

Ratkaiseva merkitys on luonnollisesti teräsalumiiniköyden hai- 3 63923 puusvaatimuksella. Teräsalumiiniköysien hintaan vaikuttavat valmistusmenetelmän kustannukset ja käytettyjen materiaalien hinnat erittäin merkittävästi.

Teräsalumiiniköysien yhteydessä on vielä nähtävissä lukuisia muita vaatimuksia ja näkökohtia, joita ei kuitenkaan keksinnön kannalta ole pidetty niin ratkaisevina, että niitä käsiteltäisiin patentin selityksessä.

Sähkön johtamiseksi toimivien teräsalumiiniköysien tunnetuista rakenteista on eniten käytetty seuraava rakenne. Terässydän on tehty sellaisesta teräsköydestä, joka on kierretty sinkillä päällystetyistä teräslangoista. Nämä terässydämet on ympäröity älumiinivai-palla, joka muodostuu alumiinilangoista tai alumiinilangoista kierretyistä punoksista. Terässydämien kiertosuunta ja alumiinilankojen tai vastaavasti punoksien kiertosuunta ovat vastakkaiset. Yksittäiset alumiinilangat koskettavat toisiaan ja terässydämien teräs-lankoja ainoastaan löyhästi, niin että alumiinilangoilla tai vastaavasti punoksilla on oikeastaan ympyränmuotoiset poikkileikkaukset. Yllä olevan rakenteen omaavat tunnetut teräsalumiiniköydet on valmistettu sillä tavalla, että teräslangat on varustettu sinkkikerrok-sella, sinkitetyistä teräslangoista on tehty teräsköysi ja sen päälle on kierretty alumiinilangoista tai vastaavasti punoksista muodostuva vaippa teräsköyden kiertosuuntaan nähden vastakkaisessa suunnassa.

Mekaanisen kestävyyden kannalta on tällaisen tunnetun rakenteen omaavilla teräsalumiiniköysillä se epäkohta, että tietvn kuormituksen vastaanottamiseksi on kävtettävä suhteellisen suurta teräksen poikkipintaa. Suhteellisen suuri teräksen poikkipinta on tarpeen sen vuoksi, koska teräsköyden muodostuvien teräs- lankojen materiaalina voidaan kävttää korkeintaan vetluiuuden 2 100 - 120 ko/mm omaavaa terästä, suuremman vetolujuuden omaavaa te-räsmateriaalia ei saada käyttää. Kuten jo tunnetun teräalumiini-köyden valmistusmenetelmän yhteydessä mainittiin, päällystetään teräslanka tämän tunnetun menetelmän aikana sinkillä ja vastaavan vahvuisen sinkkikerroksen aikaansaamiseksi käytetään kuumasinkitystä. Kuumasinkityksen lämpötilassa kestävät suuremman vetolujuuden omaavat teräsaineet sellaisen metallografisen muutoksen, joka vähentäisi alkuperäistä vetolujuutta.

4 68923

Suhteellisen suuren teräksen poikkipinnan johdosta suurenee suhteellisesti sähköhäviön jokainen komponentti, joka on terässydämen hystereesihäviön aiheuttama.

Tunnettujen teräsalumiiniköysien ominaispaino on juuri sen vuoksi jokseenkin suuri, koska terässydämen poikkileikkaus on myös jokseenkin suuri aikaisemmin jo käsitellyn mekaanisen lujuuden varmistamisen vuoksi. Koko teräsalumiiniköyden ominaispainossa on te-rässydämellä nimittäin hyvin merkittävä osuus, koska terässydämen aineiden paino on pyöreästi kolme kertaa niin suuri kuin alumiini-vaipan aineiden paino.

Tunnetun rakenteen omaava teräsalumiiniköysi on haitallinen myös tilantäyttökertoimen kannalta. Annetun rakenteen yhteydessä ei nimittäin alumiinivapan muodostavia alumiinilankoja tai vastaavasti sellaisista langoista muodostuvia punoksia voida asettaa tiiviisti terässydämelle, koska keskenään vastakkaisessa suunnassa kierretyn terässydämen ja alumiinipunoksien toisiaan koskettavat osat tukevat toisiaan vasten ainoastaan hyvin pienellä pinnalla ja sen seurauksena syntyisi kosketuspinnoilla korkea painevoima. Sellaisen suuren painevoiman yhteydessä voisivat käyttöolosuhteissa syntyvien heilahtelujen aikana ei estettävissä olevat suhteelliset liikkeet merkitä hyvin suurta hankausvaikutusta ia aikaansaada alumiinilan-qoissa sähkön johtamista ajatellen vahingollista poikkileikkauksen pienenemistä.

Tunnetun rakenteen omaava teräsalumiiniköysi on puutteellinen myös elinikää ajatellen.Elinikää alentavista mekaanisista vaikutuksista tulee esille pääasiallisesti jo mainittu hankausvaikutus.

Löyhän rakenteen omaava köysi, jonka tilantäyttökerroin on siis huono, ei suli e oois sitä seikkaa, että ilmaiohdon vmoäristössä aina läsnä olevat kiinteät hiukkaset, esim. oölv. tunkeutuvat terässvdä-men teräslankojen väliin. Nämä hyvin kiinteät rakeet saavat ilmajohdon heilahtelujen yhteydessä, yksittäisten teräslankojen siirtyessä toistensa suhteen suuren hankausvaikutuksen. Ratkaisevin merkitys eliniän alenemisen kannalta on syöpymisellä. Löyhän rakenteen omaavan teräsalumiiniköyden ollessa kyseessä tunkeutuvat ilmajohdon ympärisössä oleva kosteus ja ilmakehässä aina läsnä olevat kaasut ja höyryt esteettömästi terässydämen teräslankojen väliin ja sähkö-jännitteen vaikutuksesta tai yksinkertaisen liukenemistapahtuman

II

5 68923 johdosta syntyy voimakkaasti syövyttävää typpihappoa, rikkihappoa tai muuta vahingollista ainetta, joka lyhyessä ajassa syövyttää terässydämen ainetta sellaisessa määrin, että tämä tulee sopimattomaksi mekaaniseen kuormitukseen. Svöovmistapahtuma hajoittaa eritvi-sen nopeasti teräsaluraiinikövden teräsosaa, kun tällaisen rakenteen omaava teräsalumiinikövsi sijaitsee meren läheisvvdessä. Merenrannan läheisvvteen rakennettujen kaukojohtojen rakenteeltaan tällaiset teräsalumiiniköydet täytyy enimmäkseen vaihtaa joka viides-seitse-mäs vuosi, kun halutaan ennalta estää ilmajohtojen katkeaminen.

Tunnetun rakenteen omaavan teräsalumiiniköyden tähän asti lueteltuihin haitallisiin ominaisuuksiin liittyy myös hyvin vaikeita taloudellisia epäkohtia. Niiden analysoinnin asemesta haluamme viitata ainoastaan valmistusmenetelmän kalleuteen sikäli, että kiinnitämme huomiota sinkityksenaiheuttamiin lisäkustannuksiin. Sinkitysta-pahtuma merkitsee nimittäin teräsalumiiniköyden tiettyä pituutta ajatellen valmistuksen kokonaiskustannusten huomattavaa osaa.

Tällaisen rakenteen omaavien teräsalumiiniköysien epäkohtien poistamiseksi on suoritettu useita yrityksiä. Sellainen ratkaisu on tullut tunnetuksi, jonka yhteydessä terässydämen teräslangat viedään vielä ennen kiertämistä alumiinikylvyn kautta ja tällä tavalla syntyy teräslangoille alumiinipäällyste. Alumiinipäällysteellä varustetut teräslangat on sen jälkeen kierretty yhteen ja alumiinivaippa on sovitettu sillä tavalla valmistetulle köydelle. Yllä mainittua teräslankojen päällystämistä alumiinilla on selitetty US-patentti-julkaisussa 3 779 056, kun taas teräsalumiiniköysi, jossa terässy-dän on kierretty sellaisista, alumiinilla päällystetyistä langoista, tunnetaan nimellä Alumoweld.

Alumoweld-koysien valmistuskustannukset ovat hyvin korkeat, koska teräslanqan päällystäminen alumiinikerroksella voidaan suorittaa ainoastaan teknologisesti vaikeasti ja monimutkaisen laitteen avulla. Korkeiden valmistuskustannusten ohella ovat Alumoweld-köysistä valmistetut ilmajohdot huomattavan puutteellisia käyttöä ajatellen. Ennen kaikkea on viitattava siihen, että alumiinin ja teräslangan liitos on varmistettu ainoastaan hyvin vähäisellä tar-tuntavoimalla, niin että jo terässydämen valmistuksen aikana teräslangat "hilseilevät" yksittäisistä kohdista. Myös säröileminen teräslankojen alumiinipäällysteissä lämpötilanvaihteluiden sekä 6 68923 vaihtelevien mekaanisten rasitusten vuoksi tulee ottaa huomioon. Mainittujen syiden vuoksi paljaaksi tulleiden teräspintojen syöpyminen ei ole estettävissä ja lyhyen ajan kuluessa tapahtuu syöpymistä teräslangoissa sellaisessa määrin, mikä tekee välttämättömäksi teräsalumiiniköyden vaihtamisen. Tällaisista syistä, ts. korkeiden valmistuskustannusten sekä siitä huolimatta lyhyen eliniän vuoksi eivät Alumoweld-köydet ole voineet levitä käytössä.

Sellaiset ratkaisut ovat myös tunnettuja, joissa terässydämen teräslangat on ennen kiertämistä galvanoplastisella menetelmällä päällystetty alumiinikerroksella. Tämä menetelmä on samoin hyvin kallis ja oleellisesti esiintyvät samat epäkohdat kuin yllä mainittujen Alumoweld-koysien yhteydessä. Sen vuoksi eivät myöskään tällä menetelmällä valmistetut teräsalumiiniköydet ole voineet levitä.

US-patenttijulkaisu 3 813 772 tekee tunnetuksi sellaisen ratkaisun, jossa alumiinilevystä tai alumiinilevyistä on valmistettu yksi- tai monikerroksinen putki ja tähän putkeen on vedetty sisään teräslangoista muodostuva punos tai edeltäpäin jo valmistettu teräs-köysi. Tämä mainittu patenttijulkaisu kuvailee myös sellaista muunnelmaa, jossa putki on muodostettu useita vierekkäisiä teräs-nauhoja taivuttamalla. Sellainen ratkaisu on myös mahdollinen, jolloin vedetty putki on hitsattu pituussuunnassa toiseen levystä taivutettuun putkeen. Jokaisen ratkaisun yhteydessä on teräsköysi sovitettu löyhästi jollakin tavalla muotoiltuun alumiiniputkeen.

Tämän menetelmän käyttö sekä tällä menetelmällä valmistetun köyden käyttö kaukojohtona ei ole tähän asti levinnyt toisaalta, koska valmistuskustannukset ovat hyvin korkeat, menetelmä on hyvin monimutkainen, toisaalta sen vuoksi, koska kaukojohtojen yhteydessä sellaisten löyhien rakenteiden välttämätön asentaminen on lähes mahdotonta, koska ilmaiohdon heilahdellessa alumiiniputkeen lövsästi sovitettu teräskövsi hvvin lvhvessä aiassa rikkoisi alumiiniputken seinän. Lisäksi ei voida estää sitä, että svövvttävä väliaine pääsee alumiiniputken sisätilaan ilmakehästä,ts. että sinne muodostuu sellaista välainetta, esim. erottumisen johdosta lämpötilanmuutoksen vuoksi. Tällaisten seikkojen vuoksi ei tämä ratkaisu vähentäisi lainkaan syöpymisvaaraa.

Vielä voidaan mainita myös US-patenttijulkaisu 3 874 076, jonka mukaisesti sähköjohdon valmistamiseksi käytetty eristetty lanka voi olla varustettu metallipäällysteellä, niin että eristetty- 7 68923 jen lankojen väliin on työkalun avulla taivutettu metallilevy ja sillä tavalla päällystetty lanka on vedetty vetokiven läpi ja näin poikkileikkaus pienenee huomattavasti. Tämä menetelmä on myös erittäin kallis ja sen lisäksi sopimaton siihen, että sellaisista langoista valmistetaan terässydämiä teräsalumiiniköysiä varten. Eristys on nimittäin ilmajohtojen yhteydessä täysin tarpeeton, vieläpä esim. niiden painoa lisäävän vaikutuksen vuoksi suorastaan haitallinen. Sen vuoksi on US-patenttijulkaisun 3 874 076 mukaista ratkaisua käytetty ainoastaan eristettyjen lankojen metallilla päällystämiseen, mutta se ei ole voinut levitä teräsalumiiniköysien yhteydessä .

Eristetyistä langoista koostuvan johdon päällystämistä alumii-nivaipalla on selitetty US-patenttijulkaisussa 3 766 645. Tämän ratkaisun yhteydessä on eristetyistä langoista koostuva punos varustettu eristävällä päällysteellä ja tämän päällysteen ympärille on taivutettu alumiinilevy, jonka päät muodostavat säteittäises-ti ulkonevat kaistaleet. Nämä kaistaleet on hitsattu reunoistaan. Hitsatut, vierekkäin säteittäisesti ulospäin olevat kaistaleet on taivutettu vaipalle, ts. kaistaleita ajatellen sivuttain. Tällä tavalla metallivaipalla varustettu kaapeli on päällystetty vielä tekoaine- tai muulla eristyskerroksella. Tätä ratkaisua ei voida käyttää teräsalumiiniköysien yhteydessä, koska sivuttain taivutetut kaistaleet merkitsisivät sellaista heikkoa kohtaa alumiinipäällys-teen ympärille sovitettua alumiinivaippaa ajatellen, joka hyvin lyhyessä ajassa aiheuttaisi sen kanssa kosketukseen tulevien alumii-nilankojen kulumisen ja rikkoutuisi myös itse lyhyessä ajassa.

Keksinnön mukaisen teräsalumiiniköyden avulla voidaan tunnettujen ratkaisujen epäkohdat poistaa lähes jäljettömiin. Keksinnön mukainen menetelmä mahdollistaa taloudellisen ja joka suhteessa vastaavan teknologian ehdotettujen teräsalumiiniköysien laajamittaiseksi valmistamiseksi.

Keksinnön mukaiselle teräsalumiiniköydelle asetettuna päämääränä oli myös varmistaa pienemmällä teräksen poikkileikkauksella lujuutta ajatellen täysin vastaavanlainen rakenne ja alentaa myös täten sähköhäviöitä. Erityisenä päämääränä tulee saavuttaa teräsalu-miiniköyden eliniän piteneminen laajalti käytettyihin, tunnettuihin teräsalumiiniköysiin verrattuna.

8 68923

Keksinnön mukaisella teräsalumiiniköydellä saavutetaan asetetut päämäärät siten , että siinä on terässvdämen ympärillä alumiinilevvs-tä muodostettu päällyste.Tämä alumiinipäällyste puristetaan vähäisessä määrin terässydämen teräslankojen väliin, kun terässydämen muodostavan teräsköyden päälle on alumiinilevystä muodostettu päällyste, niin että alumiinipäällyste muodostaa terässydämen kanssa ilmajohdon asentamista ajatellen edullisen, jäykän yksikön. Alu-miinipäällysteellä varustetun terässydämen ympärille on sovitettu alumiinilangasta tai sellaisista langoista muodostetuista punoksista tehty vaippa. Mutta koska alumiinivaippa ei nojaa terässydämen teräslankoihin, vaan terässydämen ympärille sovitettuun oleellisesti alumiiniputkeksi katsottavaan päällysteeseen, voidaan alumiini-vaippa tyssätä aikaisempiin verrattuna huomattavasti suuremmassa määrin terässydämen päälle. Tämän johdosta on keksinnön mukaisen teräsalumiiniköyden tilantäyttökerroin paljon edullisempi kuin tunnettujen teräsalumiiniköysien kerroin.

Kun otetaan huomioon, ettei keksinnön mukaisen teräsalumiiniköyden yhteydessä terässydämen teräslankoja tarvitse päällystää sinkillä, voidaan oivaltaa, että terässydäntä varten voidaan käyttää ilman muuta suuremman lujuuden omaavaa terästä olevia lankoja. Terässydämen kiertämiseksi voidaan käyttää esim. vetolujuuden p 160-180 kp/mm omaavasta teräksestä valmistettuja lankoja. Sen johdosta tarvitaan keksinnön mukaisen teräsalumiiniköyden yhteydessä oleellisesti pienempää teräksen poikkileikkausta saman mekaanisen kuormituksen vastaanottamiseksi. Pienempi teräksen poikkileikkaus on edullisempi myös sähkö häviöiden kannalta, koska hystereesihäviö on pienempi kuin tunnetun, saman kuormituksen vastaanottavan teräsalumiiniköyden yhteydessä.Tämän lisäksi on myös teräsalumiiniköyden ominaispaino pienempi keksinnön tapauksessa, koska terässydämen materiaalin paino on likimain kolme kertaa niin suuri kuin teräsalumiiniköyden muiden osien paino, niin sillä on määräävä merkitys ominaispainoa ajatellen.

Keksinnön mukaisen teräsalumiiniköyden yhteydessä on suuri merkitys sillä suotuisalla seikalla, että terässydämen päällysteen muodostava alumiinilevy osallistuu virran johtamiseen. Siten on keksinnön mukaisen teräsalumiiniköyden vastushäviö, jolla köydellä on tietyn poikkileikkauksen omaava alumiinivaippa, pienempi kuin saman poikkileikkauksen omaavalla vaipalla varustetun tunnetun teräsalumiiniköyden vastushäviö.

li 9 68923

Mitä tulee syöpymiseen keksinnön mukaisella ratkaisulla on myös huomattava etu, terässydämen päällysteen muodostava alumiini-levy erottaa nimittäin terässydämen teräslangat ympäristöstä ja pitää ilmakehän vahingolliset vaikutukset erillään terässydämestä. Elinikää ajatellen tärkeä merkityksinen pöly ja muut kiinteät hiukkaset eivät voi keksinnön mukaisen teräsalumiiniköyden yhteydessä käytetyn, terässydämelle sovitetun alumiinipäällysteen johdosta päästä terässydämen teräslankojen luo.

Keksinnön mukaisen teräsalumiiniköyden edullinen suoritusmuoto on sellainen ratkaisu, jossa terässydämen ja tätä ympäröivän alumiinipäällysteen välinen tila sisältää syöpymistä estävää täytettä.

Tämä syöpymistä estävä täyte voi olla kaupassa eri muodoissa tilattavissa olevaa hapotonta vaseliinia. Tämän vaseliinin merkitys ei ole ainoastaan siinä, että se pitää loitolla ympäristön vaikutukset, erityisesti alumiinipäällysteen mahdollisien rakojen läpi tunkeutuvan ilman ja vesihöyryn, terässydämen teräslangoista vaan se toimii voiteluaineena terässvdämen lankojen siirtyessä toisiinsa nähden vanaan johdon heilahdellessa ja siten se vähentää terässvdämen sisäpuolista kitkaa.

Terässydämen ympärille voidaan tarvittaessa tehdä monikerroksinen päällyste. Sellaisen monikerroksisen päällysteen ollessa kyseessä ovat päällysteen muodostavan alumiinilevyn päiden kosketus-viivat siirretyt toisiinsa verrattuna kehää pitkin ja tämän johdosta voidaan saada aikaan tehokkaampi terässydämen erottaminen ympäristöstä .

Keksinnön mukaisen teräsalumiiniköyden luonne on siis sellainen, että terässydän on varustettu alumiinilevystä valmistetulla päällysteellä.

Keksinnön mukaisen teräsalumiiniköyden tarkoituksenmukainen suoritusmuoto on sellainen ratkaisu, jossa terässydämen ja päällysteen välinen tila sisältää syöpymistä estävää täytettä, tarkoituksenmukaisesti hapotonta vaseliinia, kun taas erään toisen edullisen suoritusmuodon ollessa kyseessä terässydämellä on kahdesta tai useammasta, toisensa sitovasta alumiinilevystä tehty päällyste.

Keksinnön olemuksena on, että teräsköyden vieressä on ohjattu alumiinilevyä, sen jälkeen tätä on edelleen siirtämisen aikana jatkuvasti taivutettu teräsköyden ympärille ja puristettu tämän pääl- 10 68923 le ja vain tämän jälkeen on alumiinivaippa kierretty sinänsä tunnetulla tavalla alumiinilevystä muodostuvan päällysteen päälle.

Keksinnön mukainen menetelmä voidaan suorittaa vaikeuksitta vähäisessä määrin muuttamalla teräsalumiiniköysien valmistamiseksi käytettyjä tunnettuja laitteita. Mitkään erityiset kustannukset eivät siis ole tarpeen siirryttäessä tunnetusta teknologiasta keksinnön mukaiseen menetelmään.

Keksinnön mukaisen menetelmän vhtevdessä on annettu mahdollisuus ennen teräskövden muotoilua alumiinilevvllä tai sen aikana tuoda hapotonta vaseliinia tai muuta ruosteensuoja-ainetta teräskövdelle. Yksinkertaisen voitelun tai syöttämisen avulla tai viemällä teräs-köysi vaseliinin läpi voidaan varmistaa riittävä vaseliinimäärä.

Alumiinilevyn taivuttaminen ja puristaminen myöhemmin terässydä-men muodostavan teräsköyden päälle voidaan suorittaa myös sillä tavalla, että teräsköysi on viety yhdessä alumiinilevyn kanssa ve-tokiven läpi. Vetokivi taivuttaa alumiinilevyn teräsköydelle ja* valiten vastaavan rajoituksen puristaa alumiinilevyn halutussa määrin teräsköyden päälle. Valitsemalla oikean levyinen alumiinilevy sekä muuttamalla vetokiven poikkileikkausta tulee alumiinipäällys-teen toisiaan vastapäätä olevien levynreunojen hitsaaminen yleensä tarpeettomaksi. Kuitenkin voi olla edullista asettaa jo mainitussa vetokivessä alumiinilevyn materiaali sellaisen kuormituksen alaiseksi, joka saa alumiinissa aikaan sen juoksurajan ylittävän jännitystilan, niin että tällä tavalla voidaan päällysteen muodostavan alumiinilevyn kaksi reunaa varsinaisesti yhdistää kylmäpuristimien avulla.

Alumiinilevyn sovittaminen teräsköyden ympärille ja puristaminen teräsköyden päälle voidaan suorittaa myös rullien avulla. Tässä tapauksessa viedään terässydämeksi tarkoitettu teräsköysi ja sen vieressä ohjattu alumiinilevy vetokiven asemesta rullaradan läpi siten, että lopuksi syntyy yhtenäinen päällyste teräsköyden ympärille ja tämä päällyste puristetaan vastaavasti teräsköyden päälle.

Keksinnön mukaisen rakenteen omaavan teräsalumiiniköyden valmistuksen yhteydessä on mahdollista, että alumiinivaipan kiertämisen jälkeen tunnetulla tavalla päällysteellä varustetun terässydämen päälle tällä tavalla valmistettu teräsalumiiniköysi viedään sellaisen vetokiven läpi, joka tyssää alumiinivaipan terässydämen päälle.

11 6892 3 Tässä tapauksessa muotoutuvat alumiinivaipan muodostavat punokset pienessä määrin, mutta tämä tosiasia merkitsee keksinnön mukaista teräsalumiiniköyttä ajatellen edelleen erästä edullista ominaisuutta.

Keksinnön mukaista teräsalumiiniköyttä ja samoin keksinnön mukaisesti tämän valmistamiseksi käytettävää menetelmää kuvaillaan perusteellisemmin oheisen piirustuksen kuvioiden avulla. Piirustuksessa on kuvio 1 keksinnön mukaisen teräsalumiiniköyden suoritusesimerkin poikkileikkaus ja kuvio 2 esimerkkinä olevan, keksinnön mukaisen menetelmän suorittavan laitteen pääkaaviokuvaa.

Kuvio 1 esittää sellaista teräsalumiiniköyttä,jossa päällysteellä varustetun terässydämen ympärille on tehty punoksista muodostuva alumiinivaippa kahdeksi kerrokseksi. Päällyste 3 on taivutettu teräslangoista 1 muodostetun terässydämen 2 ympärille ja puristettu terässydämen 2 päälle. Päällyste on tehty alumiinilevystä. Päällysteen 3 sisäpuolelta on teräslankojen 1 välinen tila täytetty vaseliinilla 5, joka toisaalta vähentää sisäpuolista kitkaa ja toisaalta pitää syövytysvaikutuksia ajatdlen vahingolliset kaasut ja höyryt pois päällysteen 3 sisäpuolisesta tilasta.

Päällysteen 3 ympärille on sovitettu punoksista 4 muodostettu alumiinivaippa, joka toimii varsinaisena sähkönjohtajana.

Kuvio havannollistaa selvästi, että punoksilla 4 on niin kutsutun tyssäyksen avulla aikaansaadun tehon johdosta - tämä tyssäys ei ollut mahdollinen tunnettujen teräsalumiiniköysien yhteydessä -ulospäin tietyssä määrin muotoiltu poikkileikkaus, minkä vuoksi ne eivät kosketa toisiaan eivätkä ole puristetut toisiaan vasten ei sivusuunnassa eikä myöskään säteittäisesti yhtä viivaa pitkin vaan suhteellieen suurilla pinnoilla. Tässä tapauksessa muodostavat punokset suhteellisen suljetun vaipan.

Edelleen käy kuviosta 1 ilmi, että päällysteen 3 ulko-osa on tietyssä määrin puristettu teräslankojen 1 väliin ja tällä tavalla muodostuu päällysteen 3 ja teräsydämen 2 väliin sellainen tiivis liitos, joka varmistaa päällysteellä 3 varustetulle terässydämelle lähes yhtenäiselle kappaleelle ominaisen jäykkyyden.

Myös päällysteen 3 ulko-osa muotoituu jonkin verran punosten 4 tyssäyksen aikana jakuten kuviosta 1 on nähtävissä, päällysteen 3 muotoutumat leviävät yksittäisten punosten väliin.

12 68923

Kuvion 2 mukaisen laitteen yhteydessä on edeltäpäin valmistettu teräsköysi 2, josta teräsalumiiniköyden valmistamisen jälkeen tulee terässydän 2, kääritty rummulle 6. Alumiinilevyä 8 vedetään jatkuvasti levyrullalta 7. Vierekkäin ohjatut teräsköysi 2 ja alumii-nilevy 8 pääsevät vetokiveen 9, joka muotoilee alumiinilevyn 8 teräsköyden 2 ympärille ja muodostaa teräsköyden 2 ympärille päällysteen sillä tavalla, että tämä päällyste painautuu samanaikaisesti teräsköydelle. Päällysteellä varustettu teräsköysi tulee sen jälkeen kiertolaitteessen 10, jossa sinänsä tunnetulla tavalla muodostetaan punoksista 4 muodostuvan alumiinivaipan sisäkerros. Sen jälkeen tulee tähän asti kuvailtu köysirakenne vetokiveen 11, joka tyssää alumiinivaipan ensimmäisen kerroksen päällysteen 3 päälle.

Esimerkkinä esitetyssä ratkaisussa tulee nyt jo vaippakerroksel-la varustettu köysirakenne kiertolaitteeseen 12, jossa muotoillaan panoksista 4 muodostuva toinen kerros. Tämän jälkeen köysi johdetaan vetokiven 13 läpi, joka tyssää alumiinivaipan toisen kerroksen muodostavat punokset 4 sisäkerroksen päälle. Köyttä on liikutettu vetolevyn 14 avulla koko laitteen läpi.

Piirustuksessa ei ole esitetty laitteen sitä osaa tai sitä laitetta, joka tuo hapottoman vaseliinin teräsköydelle 2. Tämä laite voi olla esim. vaseliinia sisäänruiskuttava koje, jonka ulosvirtaus-osa on suunnattu teräsköyden 2 ja alumiinilevyn 8 kohtaamispisteen läheisyyteen. Teräsköyden päällystäminen hapottomalla vaseliinilla voidaan varmistaa myös siten, että teräsköysi johdetaan vastaavan kiinteyden omaavaa vaseliinia sisältävän säiliön läpi, ennen kuin se tulee kosketukseen alumiinilevyn 8 kanssa. Sellaisessa tapauksessa teräsköysi ottaa mukaansa tietyn määrän pinnalleen tarttunutta vaseliinia, joka myöhemmin päällystettä 3 muotoiltaessa ja päällystettä teräsköydelle puristettaessa puristuu teräslankojen 1 väliin ja jakautuu sinne.

Keksinnön mukaisen teräsalumiiniköyden etuna on, että sillä voi muuttumattoman mekaanisen kuormituksen vastaanottamiseksi olla pienempi teräksen poikkileikkaus,koska voidaan käyttää myös hyvin lujaa terästä. Pienempi teräksen poikkileikkaus alentaa huomattavasti teräksen ominaispainoa ja koko käyden nfinellishalkaisijaa. Pienemmän teräksen poikkileikkauksen tuloksena alenee se sähköhäviön komponentti, joka on aiheutunut teräksen hystereesihäviöstä.

i3 68923

Terässydämen ympärille tehty päällyste osallistuu myös virran johtamiseen. Tästä johtuen aiheuttaa keksinnön mukainen teräsalumii-niköysi vaipan ollessa poikkileikkaukseltaan muuttumaton vähemmän vastushäviötä tai kääntäen voi esiintyä tilanne, että saman virran voimakkuuden johtamiseksi voidaan keksinnön mukaisen köyden yhteydessä käyttää pienemmän poikkileikkauksen omaavaa vaippaa. Tämän viimeksi mainitun seikan johdosta voidaan edelleen pienentää köyden nimel-lishaIkäisijaa.

Keksinnön mukaisen köyden yhteydessä ei alumiinipunoksista koostuvan vaipan tyssäys terässydämelle aiheuta väikeuksia. Sellainen tyssäys täcee köyden tilantäytön edullisemmaksi ja johtaa lopulta myös nimellishalkaisijän pienenemiseen. Mainittu tyssäys on myös sen vuoksi edullinen, koska sen avulla vaipan muodostavat punokset muotoillaan suljetuksi vaipaksi ja tämä tosiasia on edullinen syö-pymissuojaa ajatellen.

Terässydämen ympärille muotoiltu alumiinipäällyste varmistaa terässydämen täydellisen erottamisen ympäristöstä. Siten vähenevät myös syövyttävät vaikutukset oleellisesti, ts. keksinnön mukaisella teräsalumiiniköydellä on paljon pitempi elinikä kuin tunnetuilla kövsillä. Koska alumiinipäällyste estää oölvn ia muiden kiinteiden epäpuhtauksien tunkeutumisen terässvdämelle, jää myös niiden hankaa-va vaikutus pois, minkä vuoksi mvös elinikä oitenee. Vaseliinin käytöllä on sama vaikutus ja sen lisäksi vaseliini toimii voiteluaineena ja vähentää terässydämen sisäistä kitkaa.

Lopuksi on vielä mainittava, että, kuten edeltä käy ilmi, keksinnön mukaisen köyden ollessa kyseessä nimellishalkaisijän pienentäminen on mahdollista useilta näkökannoilta katsoen. Tästä seuraa, että ilmajohtoja varten köyden ripustamiseksi ja muita tarkoituksia varten käytetyt asennusyksiköt voivat myös olla pienemmät mitoituksiltaan ja kevyemmät painoltaan ja sillä tavalla paranevat edelleen keksintöä käyttämällä saadut tulokset.

Keksinnön mukaisen menetelmän eräs erityisen oleellinen etu on siinä, että sitä käytettäessä sinkittäminen tai muu monimutkainen pintapäällyste on tarpeeton, joten valmistuksen aikana voidaan saavuttaa huomattava kustannusten säästö. Edelleen on oleellisena etuna, ettei keksinnön mukaisen menetelmän suorittamiseksi tarvita kalliita sijoituksia. Olemassa olevat laitteet voidaan pienin muutoksin tai lisäyksin tehdä sopiviksi keksinnön mukaisen menetelmän suorittamista varten.

Claims (9)

14 6 8 9 2 3

1. Teräsalumiiniköysi, erityisesti sähkön johtamiseen, jossa on teräsköydestä koostuvan terässydämen ympärillä alumiini-nyöristä koostuva alumiinivaippa, tunnettu siitä, että terässydän (2) on varustettu alumiinilevystä muodostetulla päällysteellä (3), joka terässydämen (2) päälle tyssäämisen jälkeen muodostaa aallottoman ulkopinnan, ja tälle pinnalle ja toisiinsa kiinni on puristettu paineen avulla muovatut, alumiinivaipan muodostavat nyörit.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen teräsalumiiniköysi, tunnettu siitä, että terässydämen (2) ja päällysteen (3) välinen tila sisältää syöpymistä estävää täytettä, edullisesti haponkestävää vaseliinia (5).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen teräsalumiiniköysi. tunnettu siitä, että terässydämellä (2) on kahdesta tai useammasta toisensa peittävästä alumiinilevystä muodostettu päällyste (3) .

4. Menetelmä jonkin patenttivaatimuksen 1...3 mukaisen teräs-alumiiniköyden valmistamiseksi, tunnettu siitä, että alu-miinilevy johdetaan teräsköyden viereen, sen jälkeen yhteisen edel-leenohjäämisen aikana alumiinilevyä taivutetaan jatkuvasti teräs-köyden ympärille ja puristetaan teräsköyden päälle ja lopuksi alumiinivaippa kierretään sinänsä tunnetulla tavalla alumiinilevystä tuotetun päällysteen ympärille.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että teräsköydelle on ennen alumiinilevyn asettamista tuotu syöpymistä estävää ainetta, edullisesti haponkestävää vaseliinia.

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että teräsköysi viedään yhdessä alumiinilevyn kanssa vetokiven läpi ja alumiinilevy taivutetaan ja puristetaan teräsköydelle.

7. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alumiinilevy taivutetaan rullien avulla ja puristetaan teräsköydelle.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 4...7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alumiinilevyn taivutuksen ja teräs- II is 68923 köydelle puristamisen aikana alumiinilevyyn kohdistetaan sen materiaalin juoksurajaa vastaavan tai suuremman jännityksen aiheuttava kuormitus.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 4...8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alumiinivaippa tyssätään terässydämen päällysteen päälle, edullisesti vetämällä vetokiven läpi. jl6 689 2 3