NO744404L - - Google Patents

Description

Elektrisk kabel, med strekkavlastning.

Oppfinnelsen.vedrører en elektrisk kabel med en kabelkjerne som består av en eller flere ledere og minst en kunststoffmantel som koaksialt omgir kjernen, i hvilken mantel det er innleiret et strekkavlastningsorgan for opptak av de strekkbelastninger som opptrer i kabelens lengderetning.

Det er kjent at de egentlige overføringsledere i kabler med en eller.flere ledere, som tjener til overføring av informasjo-ner, signaler eller elektrisk energi, bare kan oppta meget begrensede strekkrefter. Såsnart disse strekkrefter har overskredet en viss størrelse, blir lederne strukket, og den elektriske ledningsevne blir derved redusert. Dessuten blir særlig ved telefonkabler for lavfre-kvens og høyfrekvens overføringsegenskapene dårligere. Por unngåelse av denne fare, dvs. for beskyttelse av den elektriske leder mot util-latelig strekkbelastning, er det allerede foreslått forskjellige løs-ninger.. Disse løsninger har det til felles at strekkavlastningsorganet eller -organene i forhold til den aktive del av kabelen som skal avlastes har en liten utvidelse og en tilstrekkelig stor bruddfasthet. Dermed blir strekkreftene opptatt av avlastningsorganene, og kabelens aktive del blir skånet for strekkbelastning.

Kjent er strekkavlastningen ved hjelp av runde eller flate metalltråder, f. eks. av stål, bronse eller strekkfaste aluminiumle-geringer, som er lagt i form av en lukket, såkalt strekkarmering i skruelinjeform i ett eller flere lag a?undt den kabel som skal avlastes. Disse strekkavlastningsorganer er imidlertid relativt tunge og påvirker dessuten kabelens bøyelighet. Ved anvendelse av visse metal-ler, som f, eks. stål, utgjør faren for korrosjon en ytterligere viktig ulempe.

Videde kjenner man til den mulighet på kabelkjernen - som vanligvis allerede har en isolerende omhylling - å anbringe metall-fletninger som består av runde eller flate tråder, og som må anbringes ved hjelp av en spesiell flettemekanisme. Flettingen er relativt langsom og dermed dyr. Dessuten må man også her regne med fare for korrosjon alt etter det benyttede materiale, og dessuten er de på'denne måte strekkavlastede kabler relativt stive.

Videre er det. kjent løsninger ved hvilke det. som strekk-opptagende elementer benyttes metallbånd som legges konsentrisk om kabelkjernen. Til forbedring av bøyeegenskapene til kabelen kan disse metallbånd være bølget. Også konstruksjoner, med parallelt til ka-belaksen forløpende, jevnt og i avstand over omkretsen fordelte tråder eller lisser er blitt benyttet til forskjellige former for strekkavlastning.

Disse kjente løsninger har riktignok på den ene side den fordel at lederen, henholdsvis lederbunten er avskjermet, av de som strekkavlastning påførte metalliske omhyllinger mot elektrostatiske og elektromagnetiske forstyrrende påvirkninger, hvorved denne avskjerming fremfor alt er viktig ved. fjernmeldekabler og signalkabler for la.vfrekvens og høyfrekvens. På den annen side .er slike kabler,

i mange anvendelsestilfeller for stive og også for dyre.-. Metallflet-ninger som strekkopptakselementer er videre beheftet med den betrak-telige ulempe at de enkelte tråder ligger skrått til retningen for de strekkbelastninger som skal opptas og derfor fører til en tverr-komponent som utgjør en uønsket, belastning av metallfletningen.

Ved de fleste av de ovenfor nevnte konstruksjoner ble det isteden for det metalliske materiale også allerede forsøkt strekkopptakselementer av kunststoff eller av kombinerte materialer, hvorved med hensyn til den nødvendige store strekkfasthet og lave utvidelse fremfor alt glassilke kommer på tale. Av rent mekaniske og geomet-riske grunner fremkommer, ved en i tverrsnitt praktisk talt sirkelrund struktur, slik man har det ved en kabel, en utførelse ved .hvilken dåsse strekkavlastningselementer i kabelens lengderetning er anordnet fordelt se.ntrisk-symmetrisk over omkretsen. Av økonomiske grunner, forsøker man dessuten å anbringe disse i kabelens lengderetning for-løpende strekkavlastningselementer i ett arbeidstrinn samtidig med ekstruderingen av de ytre kabelhylster. Denne jevne, fordeling a<y>de

i lengderetning forløpende strekkavlastningselementer over kabelens omkrets forlanger, derved en spesiell føring for disse elementer i sprøytehodet og derved et spesielt sprøytehode for ekstruderingen av mantelen.

Konstruksjoner ved hvilke det som strekkavlastningsorgan påføres flettede nett av glassilke- eller kunststofftråder mellom den indre og den ytre mantel til kabelen er dyre, da påføringen av disse flettede nett betinger et separat ekstra arbeidstrinn. Dessuten ligger de enkelte tråder ikke aksialt, dvs. i retning av den på kabelen virkende strekkraft, og virker derfor bare på grunn av. forankringen til kunststoffmantelen.

Alle de kjente løsninger hvor det til strekkavlastning benyttes'ikke-ledende materiale har den ulempe at det for elektrostatisk eller elektromagnetisk avskjerming i tillegg må innebygges en metallisk skjerm i omhyllingen til den aktive kabeldel. Dette fører naturligvis til en betydelig fordyring i kabelfremstillingen.

Den oppgave som ligger til grunn for oppfinnelsen er å. tilveiebringe en strekkavlastet elektrisk kabel hvor det ikke er nød-vendig med noen separat elektrisk avskjerming og som dessuten tilla-ter anvendelsen av et vanlig sprøytehode.

Denne 'oppgave blir ifølge oppfinnelsen løst ved at strekkavlastningsorganet er et på forhånd fremstilt, vevet og således av varp- og veftelementer bestående bånd, som ihvert fall delvis består av et elektrisk ledende og/eller halvledende materiale og dermed såvel bevirker en strekkavlastning som også en elektrostatisk, henholdsvis elektromagnetisk avskjerming for kabelkjernen.

Takket være denne konstruksjon er. begge funksjoner, nemlig strekkavlastningen på den ene side og den elektriske avskjerming på den annen side forenet i et enkelt element, nemlig det på forhånd fremstilte vevede bånd, noe som fører til en betydelig forenkling av kabelfremstillingen.

Ifølge en spesiell utførelsesform kan varpelementene i overveiende grad bestå av et elektrisk' ikke-ledende materiale og vefttrådene av et elektrisk ledende eller halvledende materiale. Fortrinnsvis er derved minst ett varpelement likeledes elektrisk ledende eller, halvledende, hvorved de øvrige varpelementer kan fremstilles, av ikke-ledende kunststoff, glass eller et annet uorganisk eller or- ■ ganisk materiale.

En særlig god fleksibilitet fremkommer hvis de ledende, henholdsvis halvledende elementer til båndet består av en fleksibel, ikke-ledende kjerne med stor strekkfasthet, som er utstyrt med en metallisk omhylling. ' Denne metalliske omhylling kan hensiktsmessig være en i lengderetning forløpende metallfolie som på alle sider omslutter den ikke-ledende kjerne, eller, den kan fortrinnsvis være an- bragt som skruelinjeformede bånd analogt til de kjente "Lahntråder".

Det i kunststoffmantelen innleirede bånd kan også ha bøl-geform for å øke kabelens fleksibilitet.

Oppfinnelsen er i det følgende nærmere forklart ved hjelp

av utførelseseksempler som er fremstilt på' tegningen, som viser: fig. 1 et. forenklet riss av en delvis oppskåret, flerleder-kabel ifølge en første utførelsesform,

fig.. 2 et detaljriss til fig. 1,

fig. 3-5 forskjellige detaljer, på strekkavlastningssær • gan, og

fig. 6 et skjematisk perspekti<y>riss av en ytterligere ut-førelsesform for en kabel, som av oversiktsgrunner er vist oppskåret.

Den på fig. 1 skjematisk viste kabel har en kabelkjerne som er sammensatt av fem innbyrdes forseglede kobberledere 1 og er omsluttet av en isolerende indre hylse 2 (også kalt indre mantel). De enkelte kobberledere 1 er likeledes utstyrt med en isolering la. Den indre hylse 2, som f. eks. kan bestå av polyetylen, er omgitt av en ytre hylse eller yttermantel 3, som likeledes utøver en isolasjons-virkning, og i hvilken det er innleiret et bånd som totalt er beteg-net med 4.'. Innermantel og yttermantel kan enten være sammenklebet

eller sammensveiset eller kan være oppdelbare.

Båndet 4 er sammensatt av i lengderetning forløpende elementer (varptråder) 5 og på tvers forløpende elementer (veft) 6 som er sammenvevet. på kjent måte (se fig. 2).. De parallelt til kabelak-sen forløpende varptråder tjener, til opptak av strekkreftene, mens v.efttrådene tjener som avstandsholdere. f or. varptrådene .. Såvel v.eft-elementer som også varpelementer kan bestå av elektrisk ikke-ledende eller ledende,, henholdsvis halvledende materiale, dog bør'ved hver utførelsesform være sikret at minst en del av hele båndet 4'er elektrisk ledende, henholdsvis halvledende og dermed sikrer, den nødvendige elektriske avskjerming. Dessuten bør det ledende, henholdsvis halvledende materiale være mest mulig jevnt fordelt over hele omkretsen og/eller hele lengden til kabelen.

Ifølge et spesielt utførelseseksempel består varpelementene 5 i overveiende grad av et elektrisk ikke-ledende materiale, mens veftelementene 6 er fremstilt som tråder, lisser eller bånd av et. elektrisk ledende, henholdsvis halvledende materiale. Hensiktsmessig skal minst ett varpelement. 5 likeledes være elektrisk ledende eller halvledende for at de enkelte sløyfer i veften skal være innbyrdes kortsluttet..

De ledende elementer til båndet 4 består fortrinnsvis av et metall som f. eks. messing, kobber eller stål, mens de ikke-ledende elementer f. eks. kan være garn eller, roving av ikke-ledende kunststoff eller glass. Velger man for varpelementene 5 f. eks. et materiale som tåler sterk belastning, som glassilke, så gir dette kabelen en relativt stor strekkfasthet under størst' mulig skåning av den aktive del, nemlig kabelkjernen.

Båndet 4 blir på kjent måte fremstilt på forhånd av veve-maskiner og umiddelbart før påsprøytningen av den ytre hylse 3 lagt på omkretsflaten til den indre hylse. 2 .og dermed innleiret i den ytre hylse. Hensiktsmessig 'er båndet 4 tilstrekkelig grovmasket til at det flyténdegjorte materiale til ytterhylsen ved påsprøytning kan komme inn i båndets, mellomrom og at båndet dermed blir forankret på en sikker måte. Herved blir det oppnådd at også materialetutiiil ytterhylsen 3 delvis er delaktig i overføringen av strekkreftene, og at båndets struktur også under sterk strekkbelastning opprettholdes. Hovedstrekklasten blir selvfølgelig opptatt' av de parallelt til ka-belaksen forløpende varpelementer 5, noe som det. må tas hensyn til ved materialvalget.

Påleggingen av det på forhånd fremstilte bånd på den indre hylse skjer på kjent måte ved hjelp av et. foran sprøytehodet til ekstruderen anordnet traktformet., henholdsvis trompetrørlignende føringsorgan. Det kan således ved ekstruderingen av den ytre- mantel benyttes, et. normalt pprøytehode. Dette, forenkler £gémstillingspro-sessen og gjør den billigere.

Kombinasjonen av elektrisk ledende, henholdsvis halvledende materiale med ikke-ledende materiale kan varieres, på mange forskjellige måter. Hertil enkelte eksempler: 1) Varp og veft består av elektrisk ledende eller halvledende, or-ganiske eller uorganiske tråder, garn,' lisser eller, roving. 2) Varp består av elektrisk ikke-ledende glasstråder, garn, lisser eller roving og veft av elektrisk ledende eller halvledende or-ganiske eller uorganiske tråder eller av magnetiske materialer. 3) Varp består delvis av elektrisk ledende eller, halvledende materiale, som f. eks. av tråder eller lisser, og delvis av elektrisk ikke-ledende kunststoff eller glass eller uorganisk materiale eller, av magnetiske materialer, og veft består enten av samme materiale eller av metalliske tråder. 4). Isteden for tråder, garn, lisser eller roving som bare består av kunststoff eller glass, kan disse elementer også fremstilles av en blanding av glass, kunststoff og metall.

Fig. 3 viser en kombinasjon av metalltråder 7 med kunststofftråder 8 som sammenbuntet danner et varpelement 5.

De enkelte elementer til båndet kan også bestå av ikke-ledende kunststoff- eller glasstråder, garn, lisser eller roving som er utstyrt med en metallisk omhylling..Ifølge fig. 4 kan denne ledende omhylling være en i lengderetning forløpende, lukket metallfolie 9S henholdsvis metallisk belagt papir eller...kunstst.offolie, som omgir trådbunten 10 på alle sider. Kantpartiene til metallfolien 9 kan enten som vist på fig. 4,. støte stumpt mot hverandre, eller i samsvar med fig, 5 overlappe hverandre. Ifølge en foretrukket ut-førelsesform består den metalliske omhylling av ett eller flere skruel.injeformet påførte bånd av metall, metallisk belagt papir eller kunststoffbånd, som gir kabelen særlig stor fleksibilitet..

En videre utførelsesform er vist på fig. 6. • Også her har kabelen igjen en av flere, enkeltvis isolerte kobberledere' 10 bestående kabelkjerne, som er utstyrt med en indre hylse 11. I den ytre hylse 12 som slutter seg til den indre hylse 11 er det innleiret et vevet bånd 13, som ved denne variant har en lett bølgedannelse. Prinsipielt vil det uten videre være mulig å anordne båndet 13 i strukket tilstand, dog medfører den nevnte bølgedannelse en vesent-lig fordel. Hvis det av tråd, garn, lisser eller roving med stor strekkfasthet og liten utvidelse fremstilte bånd innleires stramt i kabelmantelen, er kabelen praktisk talt ikke tøybar. Den virker derfor stiv ved oppvikling på tromler. For å gi kabelen en større fleksibilitet, bør derfor det vevede bånd ikke strekkes fullstendig, men innleires noe løst i kunststoffmantelen eller-ha den nevnte svake bølgeform. Ved strekkbelastning kan så kunststoffmantelen tøye seg så langt til det fast forbundne bånd er strukket. Ved. en videre øk^ ning av strekkraften opptar båndet, strekkraften, og på grunn av den lave utvidelsesevne for båndet, kan kabelen nu ikke forlenges mer. KunststoffmanteL. og kabelkjerne er dermed avlastet for strekk.

De beskrevne utførelseseksempler kan varieres på mange forskjellige måter av fagmannen innenfor oppfinnelsens ramme.

Claims (9)

1. Elektrisk kabel med en kabelkjerne som består av en eller flere ledere og med minst en kunststoffmantel som omgir kjernen koak-

sialt, i hvilken det er innleiret et strekkavlastningsorgan for opptak av dé i lengderetningen til kabelen opptredende strekkrefter, karakterisert ved at strekkavlastningsorganet er et. på forhånd fremstilt, vevet og således av varpelementer og veftelementer. bestående bånd, som i hvert fall delvis består av et elektrisk ledende og/eller halvledende materiale og dermed bevirker såvel en strekkavlastning som også en elektrostatisk og/eller elektromagnetisk avskjerming for kabelkjernen.

2.. Kabel ifølge krav 1, karakterisert ved at varpelementene delvis består av et elektrisk ikke-ledende materiale og veftelementene av et elektrisk ledende eller halvledende materiale.

3. ' Kabel ifølge krav 2, karakterisert ved at minst ett varpelement likeledes er elektrisk ledende eller halvledende og at de øvrige varpelementer består av ikke-ledende kunststoff, glass eller et. annet, uorganisk eller organisk materiale.

4.. Kabel ifølge ett av kravene 1-3»karakterisert ved at veftelementene består av tråder, lisser eller metalliske bånd.

5- Kabel ifølge krav 1, karakterisert ved at varpelementene og/eller veftelementene består av tråder eller garn, som er oppbygget ved blanding av elektrisk ledende og/eller elektrisk halvledende tråder med ikke-ledende tråder.

6. Kabel ifølge krav 1, karakterisert ved at varpelementene og/eller veftelementene består av en ikke-ledende kjerne som er utstyrt med en metallisk omhylling.

7. Kabel ifølge krav 6, karakterisert ved at den metalliske omhylling er en i lengderetning forløpende metallfolie eller metallisk belagt papir eller kunststoffolie som på alle sider omslutter den ikke-ledende kjerne.

8. Kabel ifølge ett av kravene 6-7»karakterisert ved at den metalliske omhylling består av minst ett skruelinjeformet anordnet bånd av metall eller metallisk belagt papir eller kunststoffolie.

9. Kabel ifølge krav 1, karakterisert ved at det i kunststoffmantelen innleirede bånd. for økning av fleksibilite-ten til kabelen har en lett bølgeform.