FI95011C - Menetelmä kaapelimaisen muovisen komposiittikappaleen valmistamiseksi ja luja kaapelimainen muovinen komposiittikappale - Google Patents

Description

95011

Menetelmä kaapelimaisen muovisen komposiittikappaleen valmistamiseksi ia luia kaapelimainen muovinen komposiitti-kappale

Keksintö kohdistuu menetelmään kaapelimaisen muovisen kom-5 posiittikappaleen valmistamiseksi, jossa menetelmässä nippu jatkuvia filamentteja, joilla on suuri kimmomoduli, ja jotka on koottu yhteen ja kulkevat toisensa ja kaapeliakselin suhteen yhdensuuntaisina, kyllästetään nestemäisellä, kiinteytettävällä muovilla, minkä jälkeen muovi kiinteytetään. Kek-io sintö kohdistuu myös lujaan kaapelimaiseen komposiittituki-kappaleeseen, joka vastustaa sykkyröitymistä ja on tehty jonkin menetelmävaatimuksen 1-10, mukaisesti, ja joka omaa pitkittäisen akselin, ja johon kuuluu useita olennaisesti jatkuvia, suuren kimmomodulin omaavia filamentteja, jotka on koot-15 tu yhteen sydännipuksi siten, että filamentit ja sydännippu ovat pitkittäisen akselin suunnassa keskenään samansuuntaiset, ja sydännipun filamenttien välinen kyllästys.

Tällaisia synteettisiä yhdistettyjä kappaleita käytetään tekniikassa tukielementteinä kaapeleissa, etenkin optisissa 20 aaltojohdinkaapeleissa, kuten optisissa kuitukaapeleissa.

Niitä käytetään laajalti kaapelinvalmistustekniikassa ja pääasiassa tankomaisena keskussydämenä tai armeerauksena kaapeleissa (merikaapeleissa, tietoliikennekaapeleissa, ilmakaa-peleissa jne.). Myös muita sovellutuksia tunnetaan. Tällaisia 25 synteettisiä yhdistettyjä kappaleita voidaan esimerkiksi käyttää myös armeerauksena muissa rakenteissa, esimerkiksi betonissa sillanrakennuksessa.

Erikoisesti kun yhdistettyä kappaletta käytetään optisen aaltojohdinkaapelin tukielementtinä, mutta myös kun sitä käy-30 tetään armeerauksena betonirakenteissa ja muilla aloilla, on tärkeää, että yhdistetty kappale voi vastaanottaa sekä veto-·. kuormituksia että puristuskuormituksia, erikoisesti aksiaa- lisuuntaisia kuormituksia, ilman että yhdistetty kappale venyisi tai puristuisi kokoon liian paljon. Tältä kannalta on 35 suotavaa, että yhdistetty kappale käyttäytyisi suunnilleen terästangon tavoin.

Esimerkiksi optisissa aaltojohdinkaapeleissa jokainen yksittäinen valosignaaleja siirtävä lasikuitu asetetaan ohueen putkeen tai vaippaan, joka on täytetty vaseliinilla.

2 95C11

Normaalitilassa optiset kuidut ovat hieman pidempiä kuin putket, niin että kuidut kulkevat lievästi aaltomaisesti putkissa. Tällä tavoin on mahdollista sietää putken tietynasteista venymistä, esimerkiksi vetokuormitusten tai lämpötilan vaih-5 teluitten seurauksena, ilman että optisiin kuituihin syntyisi pitkittäiskuormituksia, jotka voisivat johtaa kuitujen katkeamiseen. Puristuskuormituksilla, joita pääasiassa syntyy lämpötilanvaihtelujen seurauksena, putket pyrkivät kutistumaan enemmän kuin lasikuidut. Tämä putken liian suuri kutis-10 tuminen johtaa tällöin siihen, että optiset kuidut kulkevat jyrkemmässä aaltomuodossa putkien sisällä, niin että kuidut tulevat ainakin pistemäiseen kosketukseen putkien sisäpintojen kanssa. Tämä aiheuttaa erittäin suuren optisen vaimennuksen, mikä on epäsuotavaa, koska signaalin voimakkuus piene-is nee. Esillä olevan tyyppisen kaapelimaisen synteettisen yhdistetyn kappaleen edullisimpana pidetty käytännön sovellutus on putkien liiallisen kutistumisen estäminen. Tämä saavutetaan järjestämällä putket kaapelimaisen synteettisen yhdistetyn kappaleen ympärille ja kiinnittämällä ne siihen, mikä 20 voidaan tehdä esimerkiksi liiman (edullisimmin sulateliiman) avulla.

Tunnetussa kaapelimaisessa synteettisessä yhdistetyssä kappaleessa on sydänköysi, joka muodostuu päättömistä säikeistä, jotka on upotettu vetopursotuksen avulla matriisiin, 25 joka on kertamuovia, ts. synteettistä materiaalia, joka voi daan kovettaa lämmön avulla. Tämä sydänköysi ympäröidään tämän jälkeen käämityllä lankakerroksella tai kahdella ristikkäisellä lankakerroksella, jotka muodostavat sydänköyden ja langan väliseen rajaan syvennyksiä ja kojo hollaan olevia osia, jotka varmistavat muotolukittuvan liitoksen sydänköyteen. Tämä käämitty kerros tai kerrokset varustetaan tämän jälkeen pääasiassa termoplastista materiaalia olevalla vaippakerroksella valmiin synteettisen yhdistetyn kappaleen muodostamiseksi. Tämä vaippakerros, joka muodoste-35 taan usein myöhemmin varsinaisen kaapelin valmistamisen aikana, liittyy samoin käämityn kerroksen tai kerrosten syvennysten ja kohollaan olevien osien vaikutuksesta viimeksi mainittuun kerrokseen, niin että vaippakerrokseen vaikuttavat veto- tai puristusvoimat voivat siirtyä muotolukitun liitok- 3 95011 sen välityksellä sydänköyteen oleellisesti vain sydänköyden aikaansaadessa yhdistetyn kappaleen vetolujuuden. Optisen aaltojohdinkaapelin tukielementtinä käytettäessä vaippaker-rosta käytetään sydänköyden paksuntamiseen ja vaippakerroksen 5 voidaan asettaa halkaisijaltaan vaihtelevana, jotta saatai siin halkaisijaltaan erilaisia tukielementtejä seuraavassa kaapelinvalmistuksessa käytettäväksi. Kun tunnettua yhdistettyä kappaletta käytetään betonirakenteiden armeerauksessa, vaippakerros voidaan jättää pois.

io Sydänköyden valmistaminen tapahtuu niin sanotun vetopurso- tuksen avulla ja vaatimus lämmössä kovettuvan muovin (kerta-muovin) kovettamisesta lämmön avulla johtaa järkevän pituisessa laitoksessa suhteellisen alhaiseen tuotantonopeuteen noin 4 m/min. Alhaisen tuotantonopeuden vuoksi tuote on suh-15 teellisen kallis. Lisäksi lämmössä kovettuvat kertamuovit sisältävät aina liuottimia, joita on pidettävä vahingollisina ja ne ovat myrkyllisiä ihmisille. Haihtuvat liuottimet on siten suurin kustannuksin pidettävä pois ympäristöstä tai ne on otettava talteen.

20 Koska kertamuovit ovat suhteellisen jäykkiä, myös yhdiste tyn kappaleen taivutuslujuus on suhteellisen suuri. Tämä on tosin joltakin kannalta suotavaa, mutta se johtaa kuitenkin tiettyihin vaikeuksiin yhdistettyä kappaletta tai valmista kaapelia käsiteltäessä, koska yhdistetty kappale pyrkii jous-25 tamaan pois kelalta ja itse kaapelia on suhteellisen vaikeaa taivuttaa pienten säteiden ympäri. Kaapelin asentaminen tulee siten tarpeettoman vaikeaksi tietyissä sovellutuksissa. Tunnetulla yhdistetyllä kappaleella on kuitenkin hyvä sykkyröi-tymisen vastustuskyky suuren taivutusjäykkyyden vuoksi, mikä 30 on suotavaa etenkin optisissa aaltojohdinkaapeleissa.

Päätavoitteena, johon esillä oleva keksintö perustuu, on saada aikaan menetelmä tai laite sellaisen kaapelimaisen synteettisen yhdistetyn kappaleen valmistamiseksi taloudellisesti, joka tyydyttää vaatimukset, joiden mukaan sen on kes-35 tettävä suhteellisen suuria veto- ja puristusvoimia joka suunnassa, jolla on riittävä taivutusjäykkyys ja hyvä sykky-röitymisen vastustuskyky mutta jota on kuitenkin helppo käsitellä seuraavan käsittelyn aikana ja joka erikoisesti sallii pienet taivutussäteet, ja jota voidaan lisäksi valmistaa 4 95011 ympäristöystävällisellä valmistusprosessilla ja joka ei muodosta vaaraa ympäristölle myöhemmässä käytössä.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, että nippu kyllästetään sulatesideaineella, joka on nes-5 teytettävissä kuumentamalla; ja että sulatesideaineella kyllästetty nippu käämitään lujalla langalla. Keksinnön mukaiselle komposiittitukikappaleelle on tunnusomaista se, että kyllästykseen kuuluu sulatesideaine, joka on nesteytet-tävissä kuumentamalla ja kovettuu jäähtyessään, ja että ai-10 nakin yksi käämintä kulkee sydännipun ympärillä, mikä kää-mintä käsittää lujan langan, joka on käämitty sydännipun ympärille sulatesideaineen ollessa pehmeässä tilassa.

Jatkuvat filamentit ovat keksinnön mukaan edullisimmin E-lasia (alumiiniboorisilikaattilasia), S-lasia (magnesiumalu-15 miinisilikaattia), aramidia tai hiiltä. Ensimmäinen termoplastinen muovi on edullisimmin sulateliimaa, esimerkiksi su-lateliimaa, joka pohjautuu eteenivinyyliasetaattiin, polyesteriin, polyamidiin, polypropeeniin tai polyesteriin.

Keksintöä selitetään yksityiskohtaisemmin seuraavassa vii-20 täten piirustusten kuvioihin 5-8. Kuviot helpottavat keksinnön ymmärtämistä. Piirustuksissa: kuvio 1 on kaaviollinen perspektiivinen esitys laitteesta yhdistetyn kappaleen valmistamiseksi, kuvio 2 on kaaviollinen perspektiivinen esitys kaapelimai-25 sen synteettisen yhdistetyn kappaleen rakenteesta, jossa yk sityisiä kerroksia on osittain poistettu selvyyden vuoksi, kuvio 3 esittää kuvion 2 nuolien III-III mukaista poikkileikkausta kaapelimaisesta synteettisestä yhdistetystä kappaleesta, 30 kuvio 4 esittää kuvion 1 nuolien IV-IV mukaista pitkit täisleikkausta käytetyn köyden kyllästyslaitteen yksityiskoh-\ dan esittämistä varten, kuvio 5 esittää päällyskuvantoa laitoksesta erikoisesti optisissa kaapeleissa käytettäväksi soveltuvan sydänköyden 35 valmistamiseksi, kuvio 6 esittää sivukuvantoa kuvion 5 laitoksesta, kuvio 7 esittää kaaviollista esitystä osasta laitosta erikoisesti haaroitusjohtona käytettäväksi soveltuvan optisen kuitukaapelin valmistamiseksi ja li 95011 5 kuvio 8 esittää osittain leikattua kuvantoa kuvion 7 laitosta käyttämällä valmistetusta haaroitusjohtokaapelista.

Kuvion 1 laitteiston alkupäässä on rullankannatinjärjeste-ly 17, joka muodostuu purkauskehikosta, jossa on joukko rul-5 lia 16, jotka on sovitettu pyörivästi akselitapeille. Jokai sella yksityisellä rullalla 16 on säiekimppu (joka voi muodostua useista sadoista säikeistä) ja rullaa jarrutetaan säikeiden purkauksen pitämiseksi tasaisena. Säiekimpun yksityiset säikeet kelataan säikeiden valmistusprosessin aikana 10 ilman liimaa tai kiinnitys- tai sidonta-aineita rullalle 16.

Piirustuksessa on esitetty neljä riviä, jotka on sijoitettu päällekkäin ja joissa jokaisessa on neljä rullaa 16. Jokaisen rivin rullilla 16 olevat neljä säiekimppua 15' vedetään ohjaimen 24 läpi ja johdetaan tältä ohjaimelta köyden kylläs-15 tyskoneen suuttimen 26 tuloon köyden 11 muodostamiseksi. Piirustuksessa on siten yhteensä 16 rullaa, kuitenkin myös paljon useampia tai harvempia voidaan myös käyttää riippuen siitä kuinka monta säiettä kokonaisuudessaan tarvitaan ja kuin monta säiettä kuhunkin kimppuun kuuluu.

20 Suuttimen 26, joka on esitetty yksityiskohtaisesti pitkit täisleikkauksena kuviossa 4, tehtävänä on sulateliiman asettaminen, jota pidetään valmiina nestemäisessä tilassa säiliössä 30 ja jota painetaan jakelupumpulla 31, jonka muodostaa moottorikäyttöinen hammaspyöräpumppu, johdon 32 kautta 25 annosteltuina määrinä. Kuten kuviossa 4 on esitetty suutti- messa 26 on torvimainen kanava 27, jonka poikkileikkaus on pyöreä. Kimput 15' kulkevat kanavan läpi ja ne kyllästetään samanaikaisesti sulateliimalla, joka virtaa johdon 32 ja reiän 33 läpi, yksityisten päättömien säikeiden 15 ollessa 30 yhdensuuntaisia keskenään ja köyden 11 pitkittäisakselin suhteen suuttimen lähdössä valmiin yhdistetyn kappaleen ·. halutun venytettävyyden ja kokoonpuristuvuuden saamiseksi.

Sulateliimalla kyllästetyt päättömät säikeet muodostavat siten niin sanotun sydänköyden 11 35 Esimerkkinä voidaan viitata kaapelimaiseen synteettiseen yhdistettyyn kappaleeseen, jossa sydänköyden 11' poikkileikkaus on 3 mm, jolloin kymmenen tällaista kimppua yhdistetään kunkin kimpun pituuspainon ollessa 1200 Tex (g/1000 m) ja muodostuessa yksityisistä säikeistä, joiden halkaisija on 95011 6 alueella 14 - 15 μια. Nämä säikeet ovat suurimodulisia kuituja, ts. kuituja, joilla on suuri kimmomoduli ja ne ovat esillä olevassa esimerkissä E-lasia. Kymmentä kimppua 15' käytettäessä siten muodostuneen köyden 11 paino on 12 g/m.

5 Suuttimesta 26 tulevan sydänköyden 11' absoluuttinen no peus ja annostelupumpun 31 syöttönopeus on sovitettu toisiinsa siten, että kuljetettu sulateliima sitoutuu kokonaan köyteen 11, niin että ylimääräistä sulateliimaa ei mene hukkaan tai että sitä ei tarvitse palauttaa säiliöön.

10 Köyden kyllästyslaitteessa 18 oleva nestemäinen sulatelii ma on JU 2514 -tyyppistä eteenivinyyliasetaattipohjäistä Esso sulateliimaa, joka pysyy nestemäisenä 190 eC lämpötilassa ja jolla on alhainen viskositeetti tässä lämpötilassa, niin että se voi virrata päättömien säikeiden väliin.

15 Sulateliimalla kyllästetty sydänköysi 11' tulee köyden kyllästyslaitteesta 18, tai sen suuttimesta 26, 13,5 g/m painoisena. Suhteellisen pieni painon kasvu osoittaa, että sydänköydessä on suhteellisen vähän sulateliimaa, toisin sanoen, että sydänköyden täyttöaste suurimodulisilla kuiduille? la on erittäin korkea.

Sydänköysi 11' jäähtyy nopeasti ympäröivässä ilmassa, niin että sulateliimalla on jo tiettyä lujuutta sen jälkeen kun se on jättänyt köyden kyllästyslaitteen 18. Sydänköysi 11' kulkee tämän jälkeen ensimmäiseen suulakepuristimeen 19, köyden 25 kyllästyslaitteen 18 ja ensimmäisen suulakepuristimen 19 vä lisen etäisyyden ollessa 4 m.

Ensimmäinen suulakepuristin 19 on muodostettu niin sanotuksia ristipääsuulakepuristimeksi, joka on tunnettu köyden päällystämiseksi synteettistä materiaalia olevalla vaipalla. 30 Ensimmäinen suulakepuristin 19 asettaa sydänköydelle vaippa-kerroksen, joka on toista termoplastista materiaalia 13, johon on lisätty täyteaineena lyhyitä lujite-elementtejä 23, kuten lasin tapulikuituja. Toinen termoplastinen materiaali voi olla lasikuitutäytteistä polypropeenia, johon on lisätty 35 täyteaineena 20 % E-lasin tapulikuituja, jotka on yhdistetty kemiallisesti polypropeeniin. Tämä termoplastinen materiaali tuodaan suulakepuristimeen 19 lämpötilassa 240 °C ja se lämmittää täten allaan olevan sulateliimapinnan, niin että viimeksi mainittu tulee uudelleen aktivoiduksi, ts. tulee 95011 7 adhesiiviseksi, jolloin sulateliiman ensimmäisen termoplastisen materiaalin ja vaippakerroksen toisen termoplastisen materiaalin 13 välille muodostuu läheinen sidos. Tätä sidosta vahvistaa toisen termoplastisen materiaalin tapulikuitutäyte, 5 koska valesatunnaisesti jakautuneiden tapulikuitujen yksityiset kuidut ylittävät kahden termoplastisen materiaalin välisen rajakerroksen ja varmistavat siten, että puristus- ja vetovoimat voivat siirtyä toisen muovin 13 vaippakerroksesta sydänköyteen 11'. Poistuessaan ensimmäisestä suulakepuristi-10 mesta tällöin muodostetulla vaippakerroksella varustetun köyden 11" halkaisija on 4 mm ja paino 17,5 g/m, ts. 4 g/m painon lisäys sydänköyteen 11' verrattuna.

Köysi il" johdetaan sitten ympäristön ilmassa tapahtuvan jäähdytyksen jälkeen toiseen suulakepuristimeen 22, joka on 15 sijoitettu 1,5 m etäisyydelle ensimmäisestä suulakepuristi mesta 19. Köyden 11” toista muovia 13 olevalle vaippakerrok-selle asetetaan kolmatta termoplastista materiaalia 14 oleva vaippa ja se muodostuu esillä olevassa esimerkissä Neste-yhtiön tyyppiä DFDG 1169 olevasta polyeteenistä. Tämä polyetee-20 ni saavuttaa 190° lämpötilan suulakepuristimessa 22, kun sitä asetetaan köydelle 11”. Toisen suulakepuristimen jälkeen köyden halkaisija on siten 6 mm ja paino 34 g/m, ts. köyteen 11" verrattuna 16,5 g/m painonlisäys.

Siten muodostettu köysi 11" vedetään tämän jälkeen käyte-25 tyllä vetolaitteella 29 jäähdytyslaitteen 20 läpi, joka muo dostuu avoimesta 30 m pituisesta kanavasta, noin 20 °C lämpöisen jäähdytysveden virratessa kanavan läpi köyden jäähdyttämiseksi ympäristön lämpötilaan. Veden säästämiseksi sitä kierrätetään pumpun avulla varastosäiliön kautta.

30 Käytetty vetolaite muodostuu kahdesta kiertävästä kulje- tinhihnasta, jotka muodostavat tulokidan ja jotka kulkevat vastakkaisiin suuntiin, niin että yläkuljetinhihnan alahaara ja alakuljetinhihnan ylähaara kulkevat samaan suuntaan. Tällä vetolaitteella köyttä 11"" ja siten myös päättömiä säikeitä 35 vedetään 100 m/min vakionopeudella laitteen läpi.

Valmis köysi 11"" kelataan tämän jälkeen rullalle 21. Tätä rullaa 21 käytetään siten, että köysi 11"" rullautuu vakio-jännityksellä rullalle. Tämän kaltainen vetolaite voidaan toteuttaa suhteellisen yksinkertaisella tavalla.

95011 δ

Keksinnön suoritusmuoto on esitetty kuvioissa 5 ja 6, joissa aikaisempien kuvioiden kanssa yhteiset osat on yksiöi-ty samoilla viitenumeroilla.

Kuvioiden 5 ja 6 laitoksen tarkoituksena on saada aikaan 5 sydänköysi 11', jossa suurimodulisten kuitujen tiheys on suuri ja jossa sulateliimaa on kaikissa suurimodulisten kuitujen välitiloissa, niin että sydänköyden 11' ehdoton vedenpitävyys voidaan taata. Tätä on joskus vaikeaa saavuttaa kuvioiden 1 ja 4 köyden kyllästyslaitteella 18.

10 Myös tässä päättömiä suurimodulisia säikeitä vedetään useilta rullankannatinjärjestelyssä 17 olevilta rullilta 16. Rullankannatinjärjestely 17, rullat ja myös niille rullatut säikeet voivat olla, ja edullisesti ovat, täsmälleen samanlaisia kuin kuvioon 1 viitaten selitetyt. Kunkin rivin rul-15 lilla 16 olevat neljä säiekimppua 15' vedetään jälleen asian omaisen ohjaimen 24 läpi mutta sen sijaan että ne kulkisivat suoraan suulakepuristimen suuttimelle 18, ne kulkevat tässä ensin rullan 41 alapuolelta ja telarullan 42 pinnan yli.

Telarulla 42 on asennettu siten, että sen alaosa kulkee 20 säiliön 43 läpi, joka sisältää samaa sulateliimaa kuin mitä syötettiin kuvion 1 köyden kyllästyslaitteelle 18. Telarulla 42 lämmitetään samaan lämpötilaan kuin säiliössä 43 oleva sula sulateliima 44 (190 °C JU 2514 tyyppiselle eteenivinyy-liasetaattipohjaiselle Esso sulateliimalle), niin että tela-25 rullan 42 pinnalle muodostuu ohut kalvo sulaa sulateliimaa.

Yksityisten säiekimppujen 15' yksityiset säikeet tuodaan läheiseen kosketukseen telarullan 42 pinnalla olevan sulateli imakalvon kanssa seurauksena rullan 41 asennosta, mikä saattaa säikeet kiertymään telan ympärille kulman a verran. 30 Kosketuskulmaa a (kuvio 6) voidaan muuttaa muuttamalla telan 41 asemaa telarullan 42 suhteen ja myös muuttamalla suulakepuristimen 18 asemaa telarullan 42 suhteen.

Säikeiden jännityksestä johtuen yksityiset säiekimput pyrkivät litistymään telan pinnalle, kuten kuviosta 5 voidaan 35 havaita, ja tämä varmistaa, että jokainen ohut säie tulee kosketukseen telan pinnalla olevan ohuen sulateliimakalvon kanssa. Lisäksi telarullaan 42 käytetään hieman pienemmällä pintanopeudella, joka on hieman pienempi kuin yksityisten suurimodulisten kuitujen lineaarinen nopeus sydänköyden li' 95011 9 suunnassa, niin että yksityisten kuitujen ja telan pinnan välillä esiintyy tietynasteista liukumista. Tämä liukuminen vaikuttaa edullisesti yksityisten kuitujen päällystämiseen sulateliimalla.

5 Telarullalta 42 poistuessaan yksityiset kuidut kulkevat jälleen köyden kyllästyslaitteeseen 18, joka voi olla konstruoitu täsmälleen samalla tavalla kuin kuvion 1 on yhteydessä on selitetty. Ainoana erona on tällöin, että annostelupumppu 31 asetetaan antamaan vähemmän sulateliimaa johon 32 kautta, 10 koska osa sulateliimasta syötetään jo telarullan 42 avulla.

Kuvion 5 sydänköyden kyllästyslaitteesta 18 tuleva sydänköysi 11' voidaan joko johtaa suoraan kuvion 1 ristipääsuulakepu-ristimelle 19, josta se tämän jälkeen kulkee ristipääsuulake-puristimelle 22 (sisältyy laitteistoon haluttaessa), jäähdy-15 tyslaitteeseen 20 ja tämän jälkeen telavetolaitteen 29 kautta ennen sen kelaamista kelalle 21.

On kuitenkin odotettavissa että monet kaapelinvalmistajat haluaisivat vastaanottaa sydänköyden 11' siten, että he voivat täydentää sydänköyttä omien vaatimustensa mukaisesti. 20 Tämä aiheuttaa tietyn ongelman, koska sydänköydellä ei ole lainkaan sykkyröitymisen vastustuskykyä, koska vaippakerros 13 puuttuu. Hakija on kuitenkin yllättävästi havainnut, että sydänköysi voidaan suojata sykkyröitymistä vastaan käämimällä sille spiraalimainen ulkolanka, mikä aikaansaadaan käyttämäl-25 lä kuvion 5 käämintälaitetta 45.

Tämä käämintälaite käsittää onton akselin 46, jonka läpi sydänköysi 11' voi liukua vapaasti, onton akselin 46 ollessa tuettu molemmista päistään telineessä (ei esitetty) oleviin laakereihin. Akselia käytetään vetopyörän 47 avulla käyttä-30 mällä kiilahihnaa ja moottoria, joita ei ole esitetty tässä yksinkertaisuuden vuoksi. On selvää että moottori on sijoitettu akselin telineen sisälle käämintälaitteen 45 alle kuviossa 6.

Vetopyörään on asennettu siipi 48 ja siinä on kaksi vart-35 ta, joista toinen muodostaa ohjaimen käämintälangalle ja toinen muodostaa vastapainon yhdistelmän pitämiseksi dynaamisesti tasapainossa.

Päättömien polyesterisäikeiden ristiinkelattu rullapakkaus 49 on asennettu ontolle akselille ja se voi pyöriä tämän 10 95011 suhteen. Ristiinkelatun pakkauksen 49 ja akselin 46 välille on sijoitettu kitkakytkin 50 pakkauksen liiallisen purkautumisen ja polyesterisäikeiden sekaantumisen estämiseksi. Pakkaukseen rullatut polyesterisäikeet 51 käsittävät tyypilli-5 sesti 50 yksityistä päätöntä polyesterisäiettä, jotka kukin ovat 5 D.Tex, ts. sydänköyden ympärille kelattavaksi käytetyn polyesterisäielangan kokonaispaino on 250 D.Tex.

Laitteen toimiessa moottori pyörittää siipeä kiilahihna-ja vetopyöräjärjestelyn välityksellä ja siipi vetää lankaa 51 io pakkauksesta ja käämii sen spiraalimaisesti sydänköyden 11' ympärille kuten kohdassa 52 on osoitettu. Ensimmäisen käämin-tälaitteen 45 jälkeen voi olla toinen käämintälaite 53 ja sitä voidaan käyttää toisen polyesterilangan 51', joka on samanlainen kun käämintälaitteessa 45 käytetty, käämimiseksi 15 ristikkäin sydänköydelle 11'. On selvää että ristikkäiskää-minnän aikaansaamiseksi käämintälaitetta 53 pyöritetään vastakkaiseen suuntaan kuin käämintälaitetta 45. Kun käämintä tapahtuu sydänköyden 11' kyllästämiseen käytetyn sulateliiman ollessa vielä pehmeää, käämitty lanka pysyy luotettavasti 20 sydänköyden 11' pinnalla. On havaittu että tällä sydänköyden yksinkertaisella käämintätoimenpiteellä on edullinen vaikutus, joka estää sydänköyden poikkileikkausta tulemasta soikeaksi, kun niihin kohdistuu mahdollisia sykkyröiviä kuormituksia, niin että saadaan parempi suojaus sykkyröitymistä 25 vastaan.

On huomattava että vaikka sydänköydelle käämintä ja myös ristiinkäämintä, on sinänsä tunnettua tunnettujen säikeiden yhteydessä, käämintä on silloin tapahtunut täysin eri tarkoitusta varten. Tunnetussa tekniikassa kääminnällä ei ole vai-30 kutusta sydänköyden sykkyröitymisen vastustuskykyyn, koska sydänköysi on kyllästetty jäykällä lämmössä kovettuvalla muovilla tai hartsilla, joka on niin kovaa, että sykkyröitymistä ei tapahdu. Päinvastoin tunnetun tekniikan sydänköyteen pyrkii syntymään haurausmurtumia, jos siihen kohdistuu kuor-35 mituksia, jotka tavallisesti aiheuttaisivat sykkyröitymistä.

Sydänköydelle käämintä on tehty tunnetussa tekniikassa yksinomaan mekaanisen ankkuroinnin saamiseksi sille myöhemmin asetettavalle vaippakerrokselle.

95011 11 Käämintälaitteelta 45 tai myös toiselta käämintälaitteelta 53, mikäli sellaista käytetään, poistuttuaan sydänköysi kulkee jälleen telaketjuvetolaitteen 29 kautta ja kelataan keloille kuten kelalle 56.

5 Kuvioihin 5 ja 6 viitaten selitetty prosessi ei ole yhtä nopea kuin kuvioon 1 viitaten selitetty prosessi. Kokeet osoittavat tällä hetkellä, että kuvioiden 5 ja 6 prosessia on mahdollista käyttää sydänköyden lineaariseen nopeuteen 20 m/min asti. Kuvion 1 prosessia voidaan kuitenkin ajaa jopa 10 100 m/min nopeuksilla. Tämän huomioonottaen ja jos oletetaan, että kuvioiden 5 ja 6 laitoksella valmistettua sydänköyttä 11' on tarkoitus käsitellä edelleen ristipääsuulakepuristi-messa 19 (ja haluttaessa ristipääsuulakepuristimessa 22, jota seuraa jäähdytys vesikanavassa 20), on suotavaa käyttää esi-15 merkiksi viittä kuvioissa 5 ja 6 esitetyn tyyppistä laitosta, niin että näiden viiden laitoksen kokonaistuotanto on jälleen 100 m/min sydänköyttä, mikä riittää laitoksen 1 jatkuvaan toimintaan. Vaikka kuvioiden 5 ja 6 laitoksen tuotantonopeus on pienempi kuin kuvion 1 laitoksen, sydänköysi on laadultaan 20 parempaa, koska sydämen ehdoton vedenpitävyys on taattu. Lisäksi kuvioiden 5 ja 6 laitoksen tuotantonopeus on neljä tai viisi kertaa suurempi kuin tunnettujen lämmössä kovettuvaa materiaalia sisältävien kaapelisydänten tuotantoon käytettyjen laitosten tuotantonopeus.

25 Syy tähän on paitsi materiaalin erilaisuudessa myös pro sessin lähestymistavan erilaisuudessa. Tunnetussa tekniikassa päättömät säikeet kyllästetään lämmössä kovettuvalla muovimateriaalilla kylmässä tilassa ja lämpö kohdistetaan tämän jälkeen lämmössä kovettuvan muovin kovettamiseksi korkeassa läm-30 pötilassa, mikä kestää suhteellisen kauan. Esillä olevassa keksinnössä kuitujen kyllästäminen tapahtuu korkeassa lämpötilassa ja sulateliima alkaa jäähtyä välittömästi poistuessaan suulakepuristimesta 18. Lisäksi kaapeli sydämelle voidaan suorittaa muita prosesseja (käämintä, ristiinkäämintä) sydä-35 men ollessa vielä kuuma tai ainakin lämmin ilman haittoja.

Esillä olevan keksinnön laitos, ts. kuvioiden 5 ja 6 laitos on oleellisesti taloudellisempi kuin tunnettuja kaape-lisydämiä varten käytetty laitos. Paitsi että tunnettujen kaapelisydänten tapauksessa käytetty laitos on paljon hitaam- 95011 12 pi, kuten edellä on selitetty, se edellyttää myös laajaa liuottimen talteenotto- ja uudelleenkäsittelylaitteistoa ympäristön suojaamiseksi. Siinä myös tarvitaan paljon lämpö-energiaa lämmössä kovettuvan muovimateriaalin kovettamiseksi.

5 Kuten edellä on selitetty esillä olevassa keksinnössä käytettyyn sulateliimaan ja muoviin ei liity liuottimia ja valmistusprosessissa käytetään vain suhteellisen pieniä määriä energiaa.

Vaikka edellä selitettyjä sydänköysiä ja päällystettyjä 10 sydänköysiä käytetään pääasiassa suurten optisten kaapeleiden tukisydäminä, niitä voidaan myös käyttää valmistettaessa optisia kuitukaapeleita, jotka soveltuvat käytettäväksi haaroitus johtoina ja myös paikallisina yhteyksinä optisia signaaleja käsittelevien laitteiden välillä. is Laitteisto tällaisen haaroitusjohtokaapelin valmistamisek si on esitetty kuviossa 7. Myös siinä kuvion 7 laitteen osien osoittamiseksi käytetään samoja viitenumerolta, jotka on jo selitetty aikaisemmin. Kuten kuviosta 7 ilmenee, päättömät säikeet 15' kulkevat jälleen telan 41 alapuolelta ja tämän 20 jälkeen lämmitetyn rumputelan 42 pinnan yli, jolla myös tässä on ohut kerros sulaa säiliöstä 43 otettua sulateliimaa.

Sen sijaan että ne kulkisivat suoraan pursotuspäähän 18, päättömät säiekimput 15' kulkevat ensin ohjauslevyn 61 läpi, jossa on joukko ohjausreikiä, jotka on jaettu tasavälein sen 25 keskiaukon 63 ympärille. Muovia, etenkin termoplastista muo via olevaa putkea vedetään varastokelalta 65 ja putki kulkee ohjauslevyn 61 keskiaukon 63 läpi, niin että pursotuspäästä 18 poistuessaan putki 64 sijaitsee sydänköyden 11 keskellä. Sydänköysi 11' voidaan sitoa edellä selitetyllä tavalla ja se 30 voidaan tämän jälkeen päällystää termoplastisella vaippaker-roksella (jossa voi olla valinnaisesti tapulikuitutäyteainet-ta) kuviossa 8 leikkauksena esitetyn kaapelin valmistamiseksi.

Päällekäämityn (tai käämimättömän) sydänköyden li' pääl-35 lystys voi luonnollisesti tapahtua kuvion 1 laitoksen risti- pääsuulakepuristimessa 19. Vaipassa käytetyt materiaalit ovat samoja kuin aikaisemmin muihin suoritusmuotoihin liittyen selitetyt. Kuvion 8 haaroitusjohtokaapelin rakenne käsittää siten keskimmäisenä optisen kuidun 66 tukiputkensa 64 sisäl- 95011 13 lä, putken 64 ollessa koaksiaalisesti sydänköyden 11' sisällä. Sydänköyttä 11' on myös tässä vahvistettu sykkyröitymistä vastaan ristiinkäämityillä polyesterisäielangoilla kuten kuvioiden 5 ja 6 yhteydessä on selitetty, ja ristiinkääminnällä 5 varustetun sydänköyden 11' ympärille on sijoitettu samankes-keisesti termoplastinen vaippakerros 13.

Tämänkaltaisella kaapelilla on huomattavan suuri lujuus ja vaurioiden kestävyys ja se voidaan esimerkiksi asentaa rakennukseen rakennusvaiheessa, ilman että se olisi herkkä vauri-10 oitumaan kovakouraisesta käsittelystä, jollaista voi esiintyä rakennuspaikoilla.

Claims (19)

1. Menetelmä kaapelimaisen komposiittikappaleen valmistamiseksi, jossa menetelmässä nippu jatkuvia filamentteja, joilla on suuri kimmomoduli, ja jotka on koottu yhteen ja 5 kulkevat toisensa ja kaapeliakselin suhteen yhdensuuntaisina, kyllästetään nestemäisellä, kiinteytettävällä muovilla, minkä jälkeen muovi kiinteytetään, tunnettu siitä, että nippu (11) kyllästetään sulatesideaineella (12), joka on nesteytettävis-sä kuumentamalla; ja että sulatesideaineella (12) kyllästetty io nippu (11') käämitään lujalla langalla (51).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käämintä lujalla langalla suoritetaan sulateside-aineen ollessa vielä pehmeää.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnet- 15 tu siitä, että käämitty sydännippu ristikäämitään toisella lujalla langalla (51).

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jatkuvat filamentit johdetaan kuuman tela-rullan (42) pinnan yli, jota peittää nestemäisen sulateside- 20 aineen (44) kalvo filamenttien kostuttamiseksi sideaineella kaikilta sivuilta mainitun kaapelimaisen komposiittikappaleen täydellisen vedenpitävyyden takaamiseksi.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jatkuvat filamentit, jotka on päällystetty sulate- 25 sideaineella, kootaan yhteen, kun ne jättävät kuuman telarul- lan (42) , ja johdetaan ekstruusiolaitteen (18) läpi sydänni-pun (11') muodostamiseksi.

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että telarullaa (42) pyöritetään kehänopeudella, 30 joka hieman eroaa sydännipun (li') lineaarinopeudesta, jolloin sydännipun (11') ja mainitun rummun (42) pinnan välillä esiintyy hieman liukumista.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 4, 5 tai 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitut jatkuvat filamentit kulke- 35 vat rullan (41) alta ennen tuloaan kosketukseen kuuman tela- rullan (42) pinnan kanssa.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rullan (41) paikka ennen mainittua kuumaa telarullaa 95011 15 (42) on muutettavissa jatkuvien filamenttien kosketuskulman kuuman telarullan pinnan ympärille muuttamiseksi.

9. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että korkean kimmomodulin omaavat fila- 5 mentit kootaan yhteen kimpuiksi ja johdetaan kuuman tela-rullan (42) ja ekstruuderin (18) välille asemoidussa levyssä olevien aukkojen (62) läpi; ja että levyssä on keskiaukko (63) , jonka läpi vedetään optisen kuidun (66) sisältävä putki (64) , jolloin putki (64) tulee upotetuksi olennaisesti saman- 10 keskisesti mainittuun sydännippuun (11').

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että optisen kuidun (66) sisältävä mainittu putki (64) vedetään syöttökelalta (65), joka on asemoitu edullisesti siten, että optisen putken (64) kulku kuuman telarullan (42) is yli estyy.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että optisen kuidun (66) sisältävä sydännippu (11') olennaisesti päällystetään termoplastisella lisämateriaalilla (13), edullisesti ristipääekstruuderissa ja edullisesti sen 20 jälkeen kun se on käämitty lujalla langalla (51, 51') sydän-nipun (11') sykkyröitymiskestävyyden parantamiseksi.

12. Luja kaapelimainen muovinen komposiittitukikappale, joka vastustaa sykkyröitymistä ja on tehty jonkin menetelmä-vaatimuksen 1-10 mukaisesti, ja joka omaa pitkittäisen akse-

25 Iin, ja johon kuuluu useita olennaisesti jatkuvia, suuren kimmomodulin omaavia filamentteja (15, 15'), jotka on koottu yhteen sydännipuksi (li') siten, että filamentit (15, 15') ja sydännippu (li') ovat pitkittäisen akselin suunnassa keskenään saamansuuntaiset, ja sydännipun (11') filamenttien (15, 30 15') välinen kyllästys, tunnettu siitä, että kyllästykseen kuuluu sulatesideaine, joka on nesteytettävissä kuumentamalla ja kovettuu jäähtyessään, ja että ainakin yksi käämintä (51, 51') kulkee sydännipun (11') ympärillä, mikä käämintä käsittää lujan langan, joka on käämitty sydännipun ympärille su-35 latesideaineen ollessa pehmeässä tilassa.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen luja kaapelimainen taipuisa komposiittitukikappale, tunnettu siitä, että jatkuvat filamentit (15, 15') ovat E-lasia (alumiiniborosilikaat-ti), S-lasia (magnesiumalumiinisilikaatti) tai hiiltä. 95011 16

14. Patenttivaatimuksen 12 tai 13 mukainen luja kaapelimainen taipuisa komposiittitukikappale, tunnettu siitä, että sula-tesideaine perustuu etyleenivinyliasetaattiin, polyesteriin, polyamidiin, polypropyleeniin tai polyesteriin.

15. Jonkin patenttivaatimuksen 12 - 14 mukainen luja kaa pelimainen taipuisa komposiittitukikappale, tunnettu siitä, että lujaan lanka (51, 51') on polyesteri-filamenttilanka.

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen luja kaapelimainen taipuisa komposiittitukikappale, tunnettu siitä, että polyes- 10 teri-filamenttilanka käsittää jatkuvia filamentteja.

17. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen 12 - 16 mukainen luja kaapelimainen taipuisa komposiittitukikappale, tunnettu siitä, että optisen välityskuidun (66) sisältävä taipuisa putki (64) on asemoitu sydännipun (11') keskustaan.

18. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen 12 - 17 mukainen luja kaapelimainen taipuisa komposiittitukikappale, tunnettu siitä, että termoplastinen päällystyskerros (13), joka on valinnaisesti lujitettu suuren kimmomodulin omaavilla kuiduilla, on käämityn sydännipun (11') ympärillä.

19. Patenttivaatimuksen 18 mukainen luja kaapelimainen taipuisa komposiittitukikappale, tunnettu siitä, että suojaa-va lisäkerros (14) on päällystyskerroksen (13) ympärillä. 1 7 95011