NO167607B - Fleksibel, hengende elektrisk leder. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en hengende, fleksibel, elektrisk leder

av den type som fremgår av ingressen til det etterfølgende selvstendige krav.

I den fullstendige beskrivelsen i GB-pat.nr.1598438 er det beskrevet og gjort krav på en hengende elektrisk leder innbefattende i det minste ett lag av spiralformet viklet,nakne,langstrakte elementer av metall eller metallegering, hvor i det minste ett avlangt rom inne i og ragende gjennom hele lengden av lederen,og, løst innlemmet i det avlange rommet eller i det minste en av de avlange rommene, er i det minste en sepa-

rat optisk fiber og/eller i det minste en optisk bunt.

Det er et formål med den foreliggende oppfinnelsen å tilveie-bringe en forbedret hengende, fleksibel elektrisk leder som innlemmer et flertall av optiske fibre.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen med en leder av den innlednings-vis nevnte art som kjennetegnes av de trekk som fremgår av karak-teristikken i det etterfølgende selvstendige krav.

Fortrinnsvis ligger krumningsaksen av bølgebevegelsene av den bølgende båndstrukturen parallelt med hverandre og i hovedsak normalt til lengdeaksen av båndstrukturen for optiske fibre.

I en foretrukket utførelse innbefatter den eller hver bølgende båndstruktur for optiske fibre to fleksible, elastiske, forsterkende elementer mellom hvilke de adskilte optiske fibrene er anordnet side om side.

De fleksible, elastiske, forsterkende elementer av den eller hver bølgende båndstruktur for optiske fibre kan være av et metall eller metallegering, kobber eller rustfritt stål fore-trekkes, men fortrinnsvis tilvirkes de forsterkende elementer av et ikke-metallisk elastisk materiale, slik som polyetylentereftalat.

For optiske fibre, som har en total diameter på 250 mikrome-

ter, er fortrinnsvis krumningsradien på hver bølgebevegelse av den eller hver bølgende båndstruktur for optiske fibre

Den bølgende båndstrukturen for optiske fibre, som beskrevet ovenfor, er inngitt som egen søknad nr. 842413.

I kraft av å bli innlemmet løst i det avlange rommet, kan begrenset relativ bevegelse mellom den eller hver bølgende båndstruktur for optiske fibre og den hengende, fleksible, elektriske lederen finne sted når lederen vibrerer, oscillerer eller blir på annen måte bøyd, som kan oppstå når den fritt opphengte, fleksible lederen utsettes for vind. Begrenset relativ bevegelse mellom den eller hver bølgende båndstruktur for optiske fibre og den fleksible lederen kan også oppstå når lederen utsettes for en endring i strekkbelastning under og etter dens installasjon på grunn av krefter påført den av vinsjer og bremser etc, som anvendes til å stramme ledningen for å oppnå en forhåndsbestemt nedhengende tilstand, og etter installasjon kan endringer i strekkbelastning i den fleksible lederen også oppstå på grunn av endringer i utven-dig belastning og i temperatur. Begrenset relativ bevegelse mellom den eller hver bølgende båndstruktur for optiske fibre og den fleksible lederen kan også oppstå mens lederen er i tjeneste, og kryping gir økning til ikke-elastisk utstrekning av lederen. I alle disse situasjoner, i det tilfelle at en strekkraft påføres til den fleksible lederen, overføres i det minste delvis til den løst innhyllede bølgende båndstrukturen for optiske fibre, vil båndstrukturen strekke seg i en lengderetning mot virkningen av det bølgende elastiske forsterkende element eller elementer for å redusere enhver strekkraft som ellers måtte påføres til de optiske fibrene, og etter at strekkraften fjernes, vil båndstrukturen returnere mot sin opprinnelige bølgende form.

I et foretrukket aspekt av oppfinnelsen er et avlangt rom inne i og ragende gjennom hele lengden av en i hovedsak langs omkretsen fast sentral kjerne av den fleksible lederen, og det eller hvert lag av spiralformet/viklede/nakne7avlange elementer av metall eller metallegering omgir den sentrale kjernen. I en foretrukket utførelse av dette aspekt av oppfinnelsen er den sentrale kjerne et enkelt ekstrudert, av-

langt element som har en sentral boring som utgjør det av-

lange rommet. Det enkle avlange elementet kan til å begynne med være av i hovedsak U-formet tverrsnitt, hvor en eller hver av armene av U-en brettes innover, slik at åpningen mellom friendene av armene er i det minste delvis lukket, og området mellom armene og basisen av U-en som utgjør det av-

lange rommet, alternativt den sentrale kjernen, kan til å begynne med være et langsgående bånd av metall eller metallegering brettet på tvers for å forme et rør, hvor de motstøt-

ende langsgående kanter av båndet blir sveiset eller på annen måte sikret til hverandre. I alle tilfeller er fortrinnsvis den sentrale kjernen av i hovedsak sirkulært tverrsnitt.

Alternativt kan den sentrale kjernen være i hvilken som helst form eller mer av de valgfrie konstruksjoner, beskrevet og vist i britisk patent nr. 1598438.

I et ytterligere aspekt av den foreliggende oppfinnelsen be-

står den sentrale boringen av to adskilt utformede deler og innbefatter et indre fast avlangt element av metall eller metallegering som har på sin ytre overflate i det minste en. langsgående forsenkning, og det indre avlange element.omgis av et i lengderetningen påført, på tvers brettet bånd av me-

tall eller metallegering, hvilket bånd overligger den eller hver i lengderetningen ragende forsenkning for å forme et avlangt rom.. Fortrinnsvis har det indre avlange elementet på sin ytre overflate tre eller fire langs omkretsen, bragt i avstand, langsgående forsenkninger, som når de omgis av de på tvers brettede bånd, utgjør langs omkretsen i avstand anbragte avlange rom i i det minste ett av disse er en bølgen-

de båndstruktur for optiske fibre løst innlemmet.

Den sentrale kjernen kan være av aluminium eller en aluminiumbasert legering, hvor i det minste et lag av nakne , avlange elementer av stål omgir den sentrale kjernen,og i det minste et i hovedsak langs omkretsen kontinuerlig ytre lag av aluminium eller en aluminiumbasert legering omgir laget eller lagene av bare avlange elementer av stål, aluminium eller aluminiumbasert legering av den sentrale kjernen og/eller av det ytre laget i det minste delvis utfyller mellomrommet mellom de bare avlange elementene av stål. I dette tilfelle kan den sentrale kjernen innbefatte i det minste ett lag av bare,avlange elementer av aluminium eller en aluminiumsbasert legering, hvor hvert element har et tverrsnitt tilnærmelsesvis som en sektor av en ring eller har et tverrsnitt av en slik form at når det fleksible avlange legemet er i strekk, er nevnte element i grenseflateinngrep med tilstøtende bare ,avlange elementer.

I alle tilfeller,de deler av det eller hvert avlange rom som ikke opptas av den bølgende strukturen for optiske fibre eller strukturer kan være i hovedsak fylt med et silikon som blir til gele eller med et vannugjennomtrengelig medium av en fettaktig beskaffenhet, hvor silikonet som blir til gele eller det fettholdige vannugjennomtrengelige medium er av en slik konsistens at dén eller hver bølgende båndstruktur for optiske fibre er fri til å bevege seg relativt den fleksible leder når den fleksible leder vibrerer, oscillerer eller på annen måte blir bøyd. Det fettholdige vannugjennomtrengelige. medium kan bestå av, eller kan innbefatte som en hovedbe-standdel, vaselin.

Under noen omstendigheter, når en elektrisk strøm strømmer

for en begrenset periode langs den fleksible lederen, som kan oppstå som et resultat av en feil eller lynnedslag, kan den være av en slik størrelse at det er en risiko for at varme som genereres under passering av strømmen vil bli ledet til den eller en båndstruktur og til de optiske fibre og vil re-sultere i skade på båndstrukturen eller slik skade til hver optisk fiber at dens lystransmisjonseffekt reduseres til en uønsket størrelse. Eksempelvis kan den genererte varmen for-årsake plastmaterialet av båndstrukturen å mykne og følgelig utøve slikt trykk på de optiske fibre i båndstrukturen at de reduserer deres lysoverføringseffekt til en uønsket størrelse.

Følgelig i noen tilfeller kan et lag av termisk isolasjonsmateriale innhylles i det avlange rommet og omgi den bølgende båndstrukturen for optiske fibre eller strukturer. Fortrinnsvis er det termiske isolasjonslaget et langs omkretsen kontinuerlig lag som sammenbinder eller på annen måte adderes til grenseoverflaten av det avlange rommet. Laget av termisk isolasjonsmateriale kan være fast bundet til i hovedsak hele delen av grenseoverflateområdet av det avlange rommet, eller laget av termisk isolasjonsmateriale kan bindes til innbyrdes i avstand anbragte deler av grenseoverflateområdene, hvor mu-lig luft mellom det termiske isolasjonslaget og grenseoverflaten tjener som tillegg av termisk isolasjon. Laget av termisk isolasjonsmateriale er fortrinnsvis et belegg av termisk isolasjonsmateriale av plast, slik som en silikon-gummi, polytetrafluoretylen og andre fluoretylenpolymerer og ko-polymerer, polyetereterketoner, polykarbonater, poly-sulfoner, polyestere og "Kevlar". For forøket termisk isolasjon kan disse plastmaterialer være i celleform.

Oppfinnelsen er ytterligere vist ved en beskrivelse gjennom et eksempel av en foretrukket bølgende båndstruktur for optiske fibre for bruk i en hengende, fleksibel elektrisk leder og ved fire foretrukkede former av hengende, fleksible elektriske ledere som innehar en bølgende båndstruktur for optiske fibre eller bølgende båndstrukturer for optiske fibre med henvisning til de vedlagte tegninger, hvor: fig. 1 er et isometrisk skjematisk snitt, tegnet i forstørret skala av den foretrukkede bølgende båndstruktur for optiske fibre, og

fig. 2 - 5 er tverrgående snitt av de fire foretrukkede former av hengende, fleksibel elektrisk leder.

Idet det vises til fig. 1, innbefatter den foretrukkede bølg-ende båndstruktur for optiske fibre fire optiske fibre 1 og to elastiske, avlange elementer 2 av polyetylentereftalat, anordnet side om side og innhyllet i et avlangt legeme 3 av silikonakrylat, hvor de fire optiske fibrene anordnes mellom de to polyetylentereftalat-elementer. Hver av de optiske fibrene 1 har en total diameter på 250 pm. Hver av polyety-lenteref talat-elementene 2 har en diameter på 200 ym. Hvert polyetylentereftalat-element 2 settes i en slik form at båndstrukturen følger en bane av glattkurvede bølgebevegelser 4, som har krumningsradier på omkring 40 mm, og hvis krumningsakser ligger parallelt med hverandre og i hovedsak normalt til lengdeaksen av båndstrukturen for optiske fibre. Når den bølgende båndstrukturen utsettes for en strekkraft, strekkes båndstrukturen i en lengderetning mot virkningen av de bølgen-de polyetylentereftalat-elementer 2 for derved å redusere strekkraften som ellers ville påføres til de optiske fibrene 1. Etter at strekkraften er fjernet, gir de elastiske poly-etylenteref talat-elementer 2 båndstrukturen anledning til å returnere mot sin opprinnelige bølgende form. Den bølgende båndstrukturen for optiske fibre har en total bredde på

1,6 mm og en total tykkelse på 0,3 mm.

Den hengende, fleksible elektriske leder, vist i fig. 2, innbefatter en sentral kjerne 11 bestående av et enkelt ekstrudert, avlangt aluminiumslegeringselement 12 av i hovedsak U-formet tverrsnitt, hvor området 16 mellom armene av U-en utgjør et avlangt rom. Den sentrale kjernen 11 omgis av tre lag 15 av spiralformet viklet rund metalltråd av aluminiumsbasert legering, hvor retningen av lag av tilstøtende lag er av motsatt retning. Løst innlemmet i det avlange rommet 16 er en bølgende båndstruktur av optiske fibre 17, som vist i fig. 1.

Den hengende, fleksible elektriske leder, vist i fig. 3 og 4, er lik i konstruksjon til den hengende, fleksible elektriske leder, vist i fig. 2, unntatt fra formen av den sentrale kjernen og, for enkelhets skyld, komponenter av de fleksible ledere, vist i fig. 3 og 4 henholdsvis, som er lik de av den hengende leder, vist i fig. 2, har blitt gitt henvisningstall med ti og tyve større enn henvisningstallene av de korrespon-derende komponenter av den fleksible leder, vist i fig. 2.

I den hengende elektriske leder, vist i fig. 3, er den sentrale kjernen 21 et rør 22 dannet ved på tvers å brette en strimmel av aluminiumsbasert legering. I den fleksible lederen, vist i fig. 4, er den sentrale kjernen 31 bestående av et enkelt ekstrudert, avlangt aluminiumslegeringselement 32 av i hovedsak U-formet tverrsnitt, hvor gapet mellom friendene av armene av U-en er delvis lukket for å holde den bølgende båndstrukturen for optiske fibre 37 i det avlange rommet 36.

Den hengende, fleksible elektriske lederen, vist i fig. 5, har en sentral kjerne 41 bestående av to separat utformede deler innbefattende et indre ekstrudert, avlangt element 4 2 av aluminium som har i sin ytre overflate 4 langs omkretsen, bragt i avstand, langsgående forsenkninger 46, og som omgir det indre avlange element, et i lengderetningen påført, på tvers brettet bånd 43 av aluminium, hvilken strimmel overligger den langsgående forsenkningen for å danne langs omkretsen i avstand anbragte avlange rom. Løst innlemmet i hvert av de avlange rom 4 6 er en bølgende båndstruktur for optiske fibre 47, som vist i fig. 1. Den sentrale kjernen 41 er omgitt av tre lag 45 av spiralformet viklet runde metalltråder av aluminiumsbasert legering, hvor retningen på lagene av tilstøt-ende lag er av motsatt retning.

I hver av de fleksible ledere, vist i fig. 2-5,

kan hvert avlangt rom i hovedsak fylles gjennom hele sin lengde med et silikon som blir til gele eller med et fett- . holdig vannugjennomtrengelig medium.

Claims (14)

1. Hengende, fleksibel, elektrisk leder innbefattende minst et lag (15,25,35,45) av spiralformet, viklede, nakne, langstrakte elementer av metall eller metallegering, minst et langstrakt rom (16,26,36,46) inne i og forløpende gjennom hele lederens lengde, og løst holdt i det langstrakte rommet eller minst et av de langstrakte rommene, minst en optisk fiber-båndstruktur (17,27,37,47) innbefattende et antall optiske fibre (1) og minst to fleksible, langstrakte, forsterkende elementer (2) anordnet side om side og innhyllet i et langstrakt legeme (3) av plastmateriale, idet de fleksible, forsterkende elementer (2) er Jevnt avstandsplassert over båndstrukturens bredde, karakterisert ved at hvert forsterkende element (2) er tilvirket av hovedsakelig elastisk materiale og er herdet eller satt i en slik form at båndstrukturen (17,27,37,47) følger en bane av Jevnt kurveformede bølgebevegelser (4) hvilke krumningsakser ligger på tvers av båndstrukturens lengdeakse, og arrange-mentet er slik at, når den fleksible leder installeres eller er i tjeneste, utsettes den bølgende båndstrukturen for en strekkraft, og båndstrukturen (17,27,37,47) vil rette seg ut i en lengderetning mot virkningen av de bølgende, elastiske, forsterkende elementer (2) for derved å redusere strekkraften som ellers påføres de optiske fibre (1), og når strekkraften fjernes vil båndstrukturen (17,27,37,47) returnere mot sin opprinnelige bølgende form.

2. Fleksibel leder ifølge krav 1, karakterisert ved at krumningsaksene til bølgene i den bølgende båndstrukturen (17,27,37,47) for optiske fibre ligger parallelt med hverandre og i hovedsak vinkelrett til optisk fiber-båndstrukturens lengdeakse.

3. Fleksibel leder ifølge krav 2, karakterisert ved at optisk fiber-båndstrukturen (17,27,37,47) innbefatter to fleksible, avlange, forsterkende elementer (2) av hovedsakelig elastisk materiale, der de separate optiske fibrene (1) er ordnet side om side mellom disse.

4. Fleksibel leder ifølge et eller flere av de foranstående krav, karakterisert ved at de fleksible, elastiske, forsterkende elementer (2) i optisk fiber-båndstrukturen er av metall eller metallegering.

5. Fleksibel leder ifølge et eller flere av kravene 1-3, karakterisert ved at de fleksible, elastiske, forsterkende elementer (2) i optisk fiber-båndstrukturen er av et ikke-metallisk elastisk materiale.

6. Fleksibel leder ifølge et eller flere av de foranstående krav, karakterisert ved at krumningsradien til hver bølge i den bølgende optisk fiber-båndstruktur ikke er mindre enn 40 mm.

7. Fleksibel leder ifølge et eller flere av de foranstående krav, karakterisert ved at det langstrakte rom (16,26,36,46) er boringen av en i hovedsak langs omkretsen fast sentral kjerne (11,21,31,41), som omgis av et eller flere lag (15,25,35,45) av spiralviklet, bare, langstrakte elementer av metall eller metallegering.

8. Fleksibel leder ifølge krav 7, karakterlse.rt ved at den sentrale kjerne (11,21,31,41) er et enkelt, ekstrudert, langstrakt element med en sentral boring som utgjør det langstrakte rom (16,26,36,46).

9. Fleksibel leder ifølge krav 7, karakterisert ved at den sentrale kjerne (11,21,31,41) er et enkelt langstrakt element med hovedsakelig U-formet tverrsnitt, der rommet mellom armene og bunnen av U'en utgjør det langstrakte rom.

10. Fleksibel leder ifølge krav 9, karakterisert ved at en eller hver av U'ens armer er bøyd innover slik at gapet mellom armenes frie ender er i det minste delvis lukket.

11. Fleksibel leder ifølge et eller flere av kravene 8-10, karakterisert ved at det enkelt eks-truderte, langstrakte element er av metall eller metallegering.

12. Fleksibel leder ifølge krav 7, karakterisert ved at den sentrale kjerne (11,21,31,41) er et langsgående bånd av metall eller metallegering, som er brettet på tvers for å danne et rør, hvor de motstøtende, langsgående kanter av båndet er sveist eller på annen måte festet sammen.

13. Fleksibel leder ifølge krav 7, karakterisert ved at den sentrale kjerne (11,21,31,41) består av to separate utformede deler innbefattende et indre massivt, langstrakt element av metall eller metallegering, som har på sin ytre flate minst en langsgående forsenkning, og omgivende det indre langstrakte element, et i lengderetningen påført, på tvers brettet bånd av metall eller metallegering, hvilket bånd overligger den eller hver langsgående forsenkning for å danne et langstrakt rom.

14. Fleksibel leder ifølge et eller flere av de foranstående krav, karakterisert ved at de deler av den eller hvert langstrakte rom (16,26,36,46) som ikke opptas av den bølgende optisk fiber-båndstruktur (17,27,37,47) eller strukturer fylles i hovedsak med et vannugjennomtrengelig medium av en fettaktig beskaffenhet eller med en silikongel, hvor det vannugjennomtrengelige medium eller silikongelet er av en slik konsistens at den eller hver bølgende optisk fiber-båndstruktur er fri til å bevege seg i forhold til den fleksible leder når den fleksible leder vibrerer, oscillerer eller på annen måte bøyes.