FI72221C - Flexibla elkablar med korrugerad isolering och foerfarande foer deras framstaellning. - Google Patents

Description

I- r, KU ULUTUSJULK AISU

[β] (11) UTLÄGGNINGSSKRIFT 722 2 1 (45) p- { ,..«·> · ·. ' · h 1 j ·.* 1 <y (51) Kv.lk.*/lnt.ci.‘ H 01 B 7/04 SUOMI —FINLAND (21) Patenttihakemus —Patentansökning 781 223 (22) Hakemispäivä- -Ansökningsdag 2 0.0 4.78 (^"0 (23) Alkupäivä — Giltighctsdag 20 04.78 (41) Tullut julkiseksi — Blivit offentlig 22 jO 78

Patentti- ja rekisterihallitus ,44s Nähtäväksipanon ja kuut.julkaisun pvm.— 0/

Patent- och registerstyrelsen ' ' Ansökan utlagd och utl.skriftcn publicerad 3 1 . 11.00 (86) Kv. hakemus - Int. ansökan (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus — Begärd prioritet 21.04.77 Ranska-Frankrike(FR) 7712864 (71) Precicable, 138, rue Michel Carre, Argenteuil, Ranska-Frankrike(FR) (72) Michel Sebille, Carrieres S/Seine, Ranska-Frankrike(FR) (74) Berggren Oy Ab (54) Taipuisat sähkökaapel it, joissa on aaltoileva eristys ja niiden valmistusmenetelmä - Flexibla elkablar med korrugerad isolering och förfarande för deras framstä11 ning Tämä keksintö koskee taipuisaa eristettyä jatkuvaa sähkökaapelia, joka käsittää johtavan sydämen sekä ympäröivän eristysmateriaalin, joka on suhteellisen jäykkää kaapelin käyttö-olosuhteissa, esimerkiksi f luoripolymeeriä ja sen viini s. -tusmenetelmää.

Useihin käyttötarkoituksiin on välttämätöntä, että käytettävissä on taipuisia sähkökaapeleita, johtuen joko siitä välimatkasta, johon ne vedetään tai vielä siitä syystä, että laite, johon ne liittyvät joutuu tekemään taajoja, enemmän tai vähemmän laajoja liikkeitä.

Näissä kaapeleissa saadaan kaapelin sydämenä olevan johtimen taipuisuus aikaan yhdistämällä elementaarisäikeitä, joiden dia-metri on hyvin pieni, usein alle mm:n ja voi laskea jopa millimetrin kymmenesosaan.

Klassisten eristysaineiden, kuten termoplastisten polymeerien taipuisuutta pidetään yleensä riittävänä, kun lämpötila on lähellä ympäristön lämpötilaa. Mutta näin ei ole enää laita alhaisissa lämpötiloissa, joita on esimerkiksi luonnossa tai 2 7 2 ? ? 1 jäähdytyslaitteissa, joissa nämä eristysaineet menettävät suureksi osaksi taipuisuutensa.

Lisäksi erikoiseristysaineet kuten esimerkiksi fluorijohdannaiset, jotka ovat erikoisen haluttuja dielektristen ominai-suuksiensa ja tulenkestävyytensä vuoksi, ovat jäykkiä, minkä vuoksi niitä ei voida käyttää muiden kuin hyvin pienen dimension omaavien taipuisien eristettyjen kaapelien valmistukseen.

Tämän vaikeuden voittamiseksi on yritetty käyttää lyhyiden kaapelien valmistukseen eristysaineena putkea, joka on taipuisa, pinnaltaan aaltoileva ja eristävää materiaalia, johon kaapelin sydämenä oleva johdin pannaan. Mutta tätä ratkaisua ei voida soveltaa, jos kyseessä on kaapelien eristys, joiden pituus on satoja metrejä, jopa kilometrejä. Se olisi myös melko kallista, ja koska taipuisan putken ja kaapelin sydämen väliin on välttämättömästi jäätävä vapaata liikkumistilaa, jotta johdot saataisiin sisään, sulkeutuu kaapeliin huomattava määrä ilmaa, josta aiheutuvat tunnetut hankaluudet.

Keksinnön kohteena on eristetty taipuisa kaapeli, pituudeltaan määräämätön, jonka eristävä aine ei ole taipuisaa mainitun kaapelin käyttöolosuhteissa, ja kaapelille on tunnusomaista, että eristysmateriaali on pidettynä luistamattomasti johtavaan sydämeen nähden sekä aaltomaisessa muodossa yhden tai useamman onton profiilielementin avulla, joka on sijoitettu johtavan sydämen ja eristysmateriaalin väliin.

Keksinnön toisena kohteena on jatkuva menetelmä, jonka avulla voidaan valmistaa eristettyä taipuisaa kaapelia, joka on edellä määritelty, ja menetelmälle on tunnusomaista, että eristysmateriaali levitetään alustalle, joka on etukäteen varustetty yhdellä tai useammalla ontolla profiilielementillä, jonka tarkoituksena on muodostaa ja tukea eristyskerroksen aaltomaista pintaa.

Ilmaisu "alusta" tarkoittaa tässä paljasta tai paljaita johtimia, jotka voivat myös olla joissakin tapauksissa ensimmäisen eristyskerroksen tai puolijohtavan kerroksen peittämiä.

3 72221

Kuva 1 esittää pitkittäisleikkauksena keksinnön mukaista kaapelia, jossa profilointi on peräkkäisten, poikittain asetettujen renkaiden muodostama.

Eristysaine voidaan panna alustalle parhaiten esimerkiksi pur-sottamalla tai teippaamalla.

Mukana seuraavat kuvat selvittävät keksinnön erilaisia toteutustapoja.

Kuvat 2-7 esittävät pitkittäisleikkauksina, keksinnön mukaisia kaapeleita, joissa profiili kiertää ruuvimaisena pitkin kaapelia. Kuva 6 tarkoittaa monijohdinkaapelia ja kuva 7 kaapelia, jossa kaapelin sydän on ennakolta peitetty puolijohtavalla kerroksella.

Kuvassa 1 on taipuisa kaapeli 1, jonka elementaarisäikeet on esitetty kaavamaisesti, ja joka on varustettu useilla poikittaisilla renkailla 2, jotka ovat pieniä elastisia vanteita. Eristysaine 3 on levitetty pursottamalla ja näin on muodostunut sarja poikittaisia aaltoja 4. Renkaan poikkileikkaus voi olla pyöreä, mutta myös aivan toisen muotoinen: esimerkiksi elliptinen tai monikulmainen Tyhjä-tilan volyymi 5 riippuu profiilin muodosta.

Kuvassa 2 muodostuu profiilielementti putkesta 6, jonka litistyminen kaapelin taipuessa, parantaa vielä eristyskerroksen taipui-suutta. Putki 6 kiertää ruuvimaisesti pitkin kaapelin sydäntä.

Kuvassa 3 on profiili 7 myös ruuvikierteinen ja sen poikkileikkaus on tähden muotoinen, mikä parantaa vielä aaltoilevan päällyksen deformaatiokykyä, mutta lisää jonkin verran eristysaineen 3 ja kaapelin sydämen 1 väliin jäävää ilmavolyymiä.

Kuvassa 4 on profiili 8 myös ruuvikierteinen ja putkimainen ja sen poikkileikkaus on suunnilleen kolmiomainen.

Kun valitaan profiilin ruuvikierteiden välit suunnilleen yhtä suuriksi tai päin vastoin selvästi eri suuruisiksi kuin itse kaapelin sydämen säikeet ja kun lisäksi valitaan kierteet samansuuntaisiksi tai päinvastaisiksi, voidaan vaihdella jonkin verran kokonaisuuden taipuisuutta kaapelin käyttötarkoituksen mukaan.

On myös mahdollista, kuten nähdään kuvasta 5, käyttää useita erilaisia profiileja, 9, 10, 11, täyteisiä tai onttoja, tai minkä muunlaisia tahansa poikkileikkaukseltaan, erilaisissa ruuvikierteissä.

Kuva 6 esittää toteutuksen varianttia, jossa taipuisa kaapeli sisältää kaksi johdinta 12 ja 13 ja ensimmäisen eristysaineen 14, jonka 4 72221 päällä on keksinnön mukainen profiili 15, joka on ulomman aaltomaisen eristysaineen 3 alustana. Tämä sama soveltuu asennettavaksi myös monijohdinkaapeleihin.

Kuva 7 esittää toteutuksen varianttia, jossa kaapelin johdinsydän on varustettu etukäteen puolijohtavalla päällyskerroksella.

Kuvien 6 ja 7 tapauksissa on aaltomainen eristysaine 3 siis kiinni johdinsydämessä välikerroksen kautta, joka on itse eristävä tai puolijohtava.

Kaikissa tapauksissa kaapelin taipuminen, vieläpä silloin kun kaa-revuussäde on pieni, ei aiheuta käytännöllisesti katsoen aaltoilevan päällyksen siirtymistä kaapelin sydämeen nähden.

Profiilin tukeman aaltomaisuuden ansiosta eristävän päällyksen deformaatiot kaapelin puristuessa tai venyessä ovat vain eristävän materiaalin elastista deformaatiota siten, että taipumisen jälkeen kaapeliin ei jää pysyvää deformaatiota.

Keksinnön mukaisten taipuisien, eristettyjen kaapelien jatkuva valmistusmenetelmä käsittää profiilin paikalleen asettamisen ja eristysaineen levityksen.

Profiili voidaan panna paikalleen peräkkäisten termohitsattujen renkaiden muodossa, kuten on laite kuvassa 1. On kuitenkin usein helpompi, ennen kaikkea kun kyseessä ovat putkimaiset profiilit, kiertää ne yhdelle tai useammalle kierteelle kuten kuvissa 2-7, ja kierteiden välit ja suunta voidaan valita halutun taipuisuusas-teen funktiona, jolloin saman suuntainen ja yhtä leveä kierteisyys kuin johdinsydämen säikeissä antaa maksimaalisen taipuisuuden.

Eristysaineen levitys tapahtuu pursotussuuttimen avulla eristettyjen kaapelien valmistuksessa nykyään käytetyn tekniikan mukaan jatkuvana. Eristysaine, joka pursotetaan tahnamaisessa tilassa, muodostaa aaltoja kun sitä puristetaan määrätyllä tavalla ja kiinnittyy alustaan koskiessaan.

Eristysaineen levitys voi tapahtua myös nauhoittamalla. Tässä tapauksessa on nauhaan kiedottu kaapeli pantava lämmön lähteeseen, jonka avulla voidaan muodostaa aallot profiilien päälle pehmentämällä tai lämpökutistamalla materiaali, josta nauha muodostuu.

72221

Keksinnön toteutukseen soveltuvat kaiken tyyppiset eristysaineet, joita käytetään tavallisesti sähkökaapelien valmistukseen. Mutta keksinnön edut tulevat selvimmin esiin, kun eristysaine on erikoisen jäykkää niissä olosuhteissa, joissa kaapelia tullaan käyttämään. Näin on useimpien polymeerien laita, kun ne joutuvat alhaisiin lämpötiloihin ja samaten useiden fluorattujen polymeerien laita, joita ovat esimerkiksi E.T.F.E. (etyleenin ja tetrafluorietyleenin kopoly-meeri) tai F.E.P. (fluorietyleenipropyleeni), joita tähän asti ei ole voitu käyttää muiden kuin sellaisten eristettyjen taipuisien kaapeleiden valmistukseen, joiden diametri on hyvin pieni.

Profiili voidaan valmistaa materiaalista, joka on varsinaisen eris-tysaineen kanssa identtistä, mutta ilman että poistuttaisiin keksinnön piiristä myös erilaisesta materiaalista, eristävästä,johtavasta tai puoli-johtavasta.

Esimerkki

Valmistetaan eristetty taipuisa kaapeli keksinnön mukaisesti käyttä- 2 mällä kaapelin sydäntä, jonka poikkileikkaus on 70 mm , joka muodostuu 0,25 mm:n elementaarisäikeistä, elektrolyyttistä tinattua kuparia.

Sähkökaapelin sydämen päälle on ensiksi kierretty, kolmena eri kierteenä kolme putkimaista profiilia, jotka ovat E.T.F.E:ä (etyleenin ja tetrafluorietyleenin kopolymeeriä), ulkodiametri 2,5 mm ja sisä-diametri 1,9 mm, kunkin kierteen väli 30 mm ja kierteen suunta vastakkainen kaapelin sydämen säikeiden suunnan kanssa.

Sen jälkeen levitetään pursottamalla kerros E.T.F.E:ä 1,2 mm:n paksuudelta, joka saa samanlaisen aaltoilevan muodon kuin kuvassa 5.

Näin saatua kaapelia on voitu kiertää ja sitten aukaista ilman voimanponnistusta ja ilman että eristysaineelle olisi tullut mitään vahinkoa, karan päälle, jonka diametri on 50 mm.

Vertauksen vuoksi on pursotettu suoraan kaapelin sydämen päälle, jonka poikkileikkaus on 70 mm , eristysainetta E.T.F.E. keskimäärin yhtä paksu kerros kuin edellä olevassa kaapelissa. Näin valmistettu kaapeli on voitu kiertää karan päälle, jonka diametri on 400 mm, käyttäen suurta voimaa. Yritykset kiertää sitä karan päälle, 6 7 2 2 21 jonka diametri on 300 mm ovat aiheuttaneet repeämien ilmestymisen eristysaineen venytettyyn osaan. Näissä molemmissa tapauksissa ei kaapeli ole taivutettuna palautunut itsestään alkuperäiseen muotoonsa.

Paitsi niitä etuja, joita keksinnön mukaisille kaapeleille aiheutuu taipuisuudesta, on havaittu, että päällyksen aaltomaisuus vähentäes-sään kontaktipisteitä, helpottaa huomattavasti kaapelin kiertämistä rullalle ja avaamista rullalta, sen vetämistä ja ylipäänsä sen käsittelyä ja sen asentamista. Kääntäen voidaan sanoa, että kaapelin ulkopinta suurenee tullen noin kaksinkertaiseksi saman poikkileikkauksen omaavan klassisen kaapelin ulkopintaan nähden, ja se parantaa jäähtymistä ja sallii huomattavasti korkeamman keskimääräisen virran tiheyden kuin identtinen kaapeli, jonka eristys on sileä.

Claims (7)

7 72221

1. Taipuisa eristetty jatkuva sähkökaapeli, joka käsittää johtavan sydämen (1) sekä ympäröivän eristysmateriaalin (3), joka on suhteellisen jäykkää kaapelin käyttöolosuhteissa, esimerkiksi f luoripolymeeriä, tunnettu siitä, «tttä eristysmateriaali (3) on pidettynä luistamattomasti johtavaan sydämeen (1) nähden sekä aaltomaisessa muodossa (4) yhden tai useamman onton profiilielementin (6) avulla, joka on sijoitettu johtavan sydämen (1) ja eristysmateriaalin (3) väliin.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen taipuisa eristetty sähkökaapeli, tunnettu siitä, että profiilielementit ovat poikittain asennettuja renkaita.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen taipuisa eristetty sähkökaapeli, tunnettu siitä, että mainittu yksi tai useampi ontto profiilielementti (6) on ruuvimaisesti kierretty sydämen (1) ympäri.

4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen taipuisa eristetty sähkökaapeli, tunnettu siitä, että eristysmateriaali (3) on eteenin ja tetrafluorieteenin kopolymeeriä.

5. Menetelmä jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukaisen taipuisan eristetyn sähkökaapelin valmistamiseksi, tunnet-t u siitä, että eristysmateriaali (3) levitetään alustalle (1), joka on etukäteen varustettu yhdellä tai useammalla ontolla profiilielementillä (6), jonka tarkoituksena on muodostaa ja tukea eristyskerroksen aaltomaista pintaa (4).

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että eristysmateriaali levitetään pursottamalla.

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että eristysmateriaali levitetään teippaamalla.