NO321101B1 - Selvbaerende kabel - Google Patents

Description

OMRADE FOR OPPFINNELSEN

Foreliggende oppfinnelse vedrører selvbærende kabler.

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

Slik det fremgår av f .eks. Fl 33129 og EP 0 461 794, er det kjent å gjøre luftkabler selvbærende ved å integrere en bæreledning i kabelen. Det er også kjent å tilveiebringe kabler med forbedret strekkfast het ved å innlemme strekkraftavlastende elementer i kabel isolasjonen, jfr. US 4.9S6.523. Det er også kjent å tilveiebringe en kabel med høy strekkfasthet ved å plassere en forsterkning, f .eks. omfattende glassfibertråder, umiddelbart innenfor ytterkap-pen, jfr. DE 17 90 251 eller EP 0 268 286.

SE 8105835-6 beskriver en kabel som omfatter et skjermebånd rundt hver isolerte leder av kabelen. Kabelen er imidlertid ikke selvbærende.

SAMMENFATNING AV OPPFINNELSEN

Et problem med kjente selvbærende kabler er at de består av mange forskjellige isolerte ledere eller mange forskjellige lag.. Dette gjør kabelen dyr og komplisert å fremstille, og i enkelte tilfeller vanskelig å installere.

Et formål for foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en selvbærende kabel som kan motstå belastningen som f .eks. forårsakes av et fallende tre.

Et annet formål for foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en selvbærende kabel som er enkel og billig å fremstille og som lett kan installeres.

Disse formål oppnås ifølge, oppfinnelsen med en kabel som omfatter minst én isolert leder, hvor hver isolerte leder omfatter en leder som har en lederisolasjon. Et langstrakt skjermebånd som er forsynt med spor eller tilsvarende undulasjoner, påføres rundt hver isolerte leder, enten fullstendig eller delvis. Kabelen omfatter en ytre ekstrudert kappe. Mår kappen ekstruderes, formes tilsvarende undulasjoner også i kappen og i leder isolasjonen. Undu las j onene på de forskjellige lederne i kabelen griper inn med hverandre når kabelen belastes mekanisk, for å forebygge en innbyrdes forskyvning eller glidning mellom de forskjellige lederne. Dette gjør det mulig å overføre lasten som genere-res av kabelens vekt, innover til kabelens ledere i form av en aksialt rettet kraft, som lederne bærer bl.a. på grunn-lag av deres mekaniske egenstyrke.

Den selvbærende kabel ifølge oppfinnelsen har fordelene av å være lett og billig å fremstille og å være lett å installere. Andre fordeler er at kabelen ikke trenger å gjøres rund, og at skjermebåndene danner en mekanisk beskyttelse som er spesielt virksom mot punktbelastninger ("punctiform pressures").

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives i større detalj under henvisning til foretrukne utførelser derav som tjener som eksempler, og også under henvisning til de vedlagte tegninger.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

Figur 1 er et perspektivriss av en kabelutførelse.

Figur 2 er et snitt gjennom en kabelutførelse, tatt langs linje A-A på figur 3. Figur 3 er et lengdesnitt gjennom en kabelutførelse.

DETALJERT BESKRIVELSE AV FORETRUKNE UTFØRELSER

Kabel

Figur 1 er et perspekt ivr iss av en kabel, mens figur 2 er et snitt gjennom den samme kabel, fra hvilke det vil bli tydelig at kabelen omfatter tre isolerte ledere 1, 2, 3. Antallet ledere kan være flere eller færre enn tre. Hver leder 1, 2, 3 omfatter en leder 4 og en leder isolasjon 5.

Lederen 4 omfatter et flertall trukne, kombinerte og tvunnede tråder 11 av f.eks. aluminium eller kobber. Den illus-trerte utførelse omfatter nitten tråder. Selv om det er mulig å bruke kun én tråd 11, vil den mekaniske styrke for-bedres ved bruk av et flertall tråder. SveHetråd eller svellepulver kan innlemmes mens trådene kombineres, som en beskyttelse mot inntrengning av vann. Et innerste halvlederlag 12 ekstruderes rundt en leder 4. Et isolerende lag 13 ekstruderes rundt det innerste halvlederlag 12, og et ytre halvlederlag 14 ekstruderes rundt det isolerende lag 13. De to halvlederlagene 12, 14 kan være av en elektrisk ledende plast, og det isolerende lag 13 kan være av fornet-tet polyeten (PEX) . De tre lagene 12, 13, 14 utgjør lederisolasjonen 5.

Kabellederne 1, 2, 3 tvinnes eller snos for å forbedre deres mekaniske styrke. Hver isolerte leder 1, 2, 3 omslut-tes delvis av et skjermebånd 6. Det kan forventes en dårli-gere mekanisk styrke når det kun brukes én isolert leder 1, og skjermebåndet 6 bør i dette tilfelle fullstendig om-slutte lederen 1.

Selv om det fortrinnsvis brukes ett skjermebånd 6 med hver leder l, er det tenkbart å bruke flere eller færre skjermebånd 6 enn antallet ledere 1 som foreligger.

Skjermebåndet 6 omfatter undulasjoner 22, 23, såsom spor eller lignende, som strekker seg hovedsaklig tangensialt, og som f .eks. omfatter en duk av fortinnede kobbertråder. Alternativt kan riflet metallfolie eller undulerende kobbertråder mellom plastfolier brukes.

En kappe 7 ekstruderes rundt alle lederne 1, 2, 3. Kappen 7 kan med fordel være av et sterkt polyeten eller et annet materiale med lav kaldflyt for å unngå deformasjon av kappen i tidens løp. Materialet bør fortrinnsvis også ha en viss grad av elastisitet som vil formidle fleksibilitet, jfr. nedenfor.

Skjermebåndet 6 er tilstrekkelig stivt i sin radiale retning for å gjøre det mulig at undulasjonene 22 derpå repro-duseres på den indre flate av kappen 7, og disse undulasjoner benevnes 21, jfr. figur 3. Sporene 24 formes fortrinnsvis også på det ytre halvlederlag 14, og derfor bør dette lag være relativt mykt. Det ytre halvlederlag 14 må imidlertid være tilstrekkelig sterkt for å hindre at det øde-legges lett, og det kan også være avtrekkbart. Disse krite-rier oppfylles når det ytre halvlederlag 14 omfatter et indre relativt hardt lag og et ytre mykere lag.

Skjermebåndene 6 vil også fortrinnsvis være myke i aksial retning, slik at det dannes en fleksibel kabel, og slik at de ytre halvlederlagene 14 ikke knuses når kabelen bøyes eller belastes.

Undulasjonene 21 på kappen 7 og undulasjonene 22 på den ene side, og undulasj onene 23 på skjermebåndene og undulasj onene 24 på de ytre halvlederlag på den andre side griper fast inn med hverandre når kabelen belastes. Dette forebyg-ger en uønsket forskyvning eller kryping mellom de forskjellige kabelledere, og gjør det mulig å ekstrudere kappen 7 mer løst rundt lederne enn hva som ellers ville ha vært nødvendig. Den dannede kabel er dermed mer fleksibel enn den ville ha vært uten undulasj onene. Dette grunner seg i at kappen 7 i noen grad kan skli mot skjermebåndene 6, i fravær av en belastning på kabelen. Denne sklidning av kappen 7 er mulig fordi undulasj onene 21 på kappen 7, som er svakt elastisk, "hopper" i undulasj onene 22 på skjermebåndene 6. Tilsvarende "hopp" kan også forekomme mellom skjermebåndundulasj onene 23 og undulasj onene 24 på de ytre halvlederlag. Dette er ønskelig fordi det ellers ville forekomme uønskede strekk- og kompresjonskrefter når kabelen bøyes. Fordi undulasj onene 21, 22, 23, 24 griper inn med hverandre etter at kabelen er blitt bøyd, vil kabelen "fjære tilbake" i mindre grad når bøyekraften fjernes.

Den selvbærende evne av kabelen oppnås ved det innbyrdes inngrep mellom kappeundulasjonene 21 og skjermebåndundulasjonene 22 på den ene side og skjermebåndundulasjonene 23 og undulasj onene 24 på de ytre halvlederlag på den andre side når en svak radialt virkende kompresjonskraft opptrer på kabelfeste- eller installasjonspunkter. Dette gjør det mulig for tyngdekreftene som virker på kabelen mellom kabelfeste- eller installasjonspunktene som en aksialt virkende kraft, å overføres til lederne 4 i fravær av noen forskyvning eller glidning mellom de forskjellige kabellag, hvorved kabelen blir selvbærende grunnet ledernes 4 mekaniske egenstyrke.

Den ovenfor beskrevne bruk av skjermebånd 6 gjør det unød-vendig med en fylning for å bevare skjermekonstruksjonens integritet. Den ovenfor beskrevne bruk av skjermebånd 6 gjør det også mulig å gi kabelen f.eks. en trekantet tverr-snittsform som vist på figur 1, og gjør det unødvendig for kabelen å være rund. Når det er ønskelig med en mer vann-tett kabel, kan tomrommene 15 fylles med svellegarn eller sve1lepulver.

Kabelfremstilling

I en produksjonsmetode trekkes først en elektroforedlet aluminiums tang til en tråd med egnet diameter eller tyk-kelse, fortrinnsvis 2-3 mm. Et flertall tråder 11, fortrinnsvis 19 stykker, bringes deretter sammen og tvinnes eller snos for å danne en leder 4, valgfritt under innlem-melse av svellegarn 16 eller sveilepulver.

Lederen 4 mates deretter til en ekstruder, hvor tre isolasjonslag 12, 13, 14 ekstruderes simultant på lederen 4. Den dermed fremstilte kabelieder 1 kjøles deretter med vann og vikles så på en trommel.

Tre kabelledere 1, 2, 3 føres deretter til en kabe1frem-st illingstnaskin, hvor hver leder utstyres med hvert sitt skjermebånd 6, hvoretter kabelkonstruksjonen dreies rundt sin lengdeakse. Skjermebåndene 6 holdes på plass ved å låse båndene fast i regelmessige intervaller ved hjelp av en tråd eller vaier 31, fortrinnsvis en ikke-spunnet tråd, eller en strimmel 31 av et egnet materiale. Strimmelen 31 fremstilles fortrinnsvis av et lignende materiale som kappematerialet, slik at strimmelen kan smelte sammen med kappen når kappen ekstruderes derpå. Alternativt kan metall-strimler eller lignende brukes.

De tvunnede eller snodde kabelledere 1, 2, 3 mates deretter til en annen ekstruder, hvor en kappe 7 ekstruderes ved et trykk ved hvilket skjermebåndundulasjonene 22 vil reprodu-seres på innsiden av kappen 7 i form av undulasjoner 21. Det foretrekkes også å danne undulasjoner 24 på det ytre halvlederlag 14 under dette produksjonstrinn. Med hvilken stramhet kappen ekstruderes på kabellederne, må avveies. Hvis kappen ekstruderes for stramt, vil kabelen bli meget stiv, og det blir vanskelig for undulasj onene 21, 22 å "hoppe" over hverandre, hvilket vil være klart utifrå anfø-ringene ovenfor.

Den fremstilte kabel kjøles deretter og vikles på en trommel.

Claims (14)

1. Selvbærende kabel omfattende minst én isolert leder (1, 2, 3) som omfatter en leder (4) med minst én tråd (11) og en lederisolasjon (5), minst ett langstrakt skjermebånd (6) og en kappe (7), karakterisert ved at hvert skjermebånd (6) er utstyrt med undulasjoner (22, 23) som strekker seg hovedsaklig tangensialt, og er stivt i radialretningen, og at kappen (7) har undulasjoner (21) som tilsvarer skjermebåndets undulasjoner (22), hvor kappeundulasjonene (21) og skjermebåndundulasjonene (22) griper inn med hverandre som respons på relativt svake radialt virkende trykkrefter på kabelfestepunktene, slik at påkjenningskreftene og tyngdekreftene som virker på kabelen mellom f estepunktene, kan overføres til lederne (4) i form av en aksialt virkende kraft i fravær av noen innbyrdes forskyvning mellom de forskjellige kabellag, hvorved kabelen blir selvbærende grunnet ledernes (4) mekaniske egenstyrke.

2. Selvbærende kabel ifølge krav 1, karakterisert ved at isolasjonen (5) på den minst ene leder omfatter et indre halvlederlag (12) , et isolasjonslag (13) og et ytre halvlederlag (14), hvor de indre og ytre halvlederlag (12, 14) fortrinnsvis er av en elektrisk ledende plast, og at det ytre halvlederlag (14) omfatter undulasjoner (24) som tilsvarer skjermebåndets undulasjoner (23), hvor undulasj onene (24) på det ytre halvlederlag griper inn med skjermebåndundulasj onene (23) som respons på trykk som virker radialt på kabelen.

3. Selvbærende kabel ifølge krav 2, karakterisert ved at det ytre halvlederlag (14) omfatter et indre relativt hart lag og et ytre lag som er mykere enn det indre lag.

4. Selvbærende kabel ifølge et av kravene 2-3, karakterisert ved at skjermebåndet (6) har en lav stivhet i sin aksiale retning, for å gi en fleksibel kabel.

5. Selvbærende kabel ifølge et av kravene 1-4, karakterisert ved at det minst ene skjermebånd (6) er av en vevd metalltrådduk, fortrinnsvis en vevd duk som består av fortinnede kobbertråder.

6. Selvbærende kabel ifølge et av kravene 1-4, karakterisert ved at det minst ene skjermebånd (6) omfatter undulerende metalltråder, fortrinnsvis kobbertråder, plassert mellom plastfolier.

7. Selvbærende kabel ifølge et av kravene 1-4, karakterisert ved at det minst ene skjermebånd (6) omfatter undulerende metallfolie.

8. Selvbærende kabel ifølge et av kravene 1-7, karakterisert yed at kappe undulasj onene (21) griper inn med skjermebåndundulasj onene (22), og at elastisiteten av kappen (7) er slik at det blir mulig for kappeundulasjonene (21) å "hoppe" i skjermebåndundulasjonene (22) når kabelen bøyes.

9. Fremgangsmåte ved fremstilling av en selvbærende kabel omfattende minst én isolert leder (1, 2, 3) som omfatter en leder (4) med minst én tråd (11) og en lederi solas jon (5) , minst ett langstrakt skjermebånd (6) som har hovedsaklig tangensielt forløpende undulasjoner (22, 23) og en kappe (7) , omfattende trinnene å påføre et skjermebånd (6) rundt den minst ene isolerte leder (1, 2, 3), enten fullstendig eller delvis, og å låse båndet på plass, og å ekstrudere kappen (7) rundt skjermebåndet (6) med en grad av stramhet som er tilstrekkelig for å reprodusere skjermebåndundulasj onene (21) på den indre flate av kappen (7).

10. Fremgangsmåte ved fremstilling av en selvbærende kabel ifølge krav 9, karakterisert ved å ekstrudere kappen (7) rundt skjermebåndet (6) med en tilstrekkelig grad av stramhet for å reprodusere skjermebåndundulasjonene (24) på den ytre flate av lederisolasjonen (5).

11. Fremgangsmåte ved fremstilling av en selvbærende kabel ifølge et av kravene 9-10, karakterisert ved å låse skjermebåndet (6) på plass ved hjelp av en enkelt tråd.

12. Fremgangsmåte ved fremstilling av en selvbærende kabel ifølge et av kravene 9-10, karakterisert ved å låse skjermebåndet (6) på plass ved hjelp av en metallstrimmel.

13. Fremgangsmåte ved fremstilling av en selvbærende kabel ifølge et av kravene 9-10, karakterisert ved å låse skjermebåndet (6) på plass ved hjelp av en strimmel av et lignende materiale som kappematerialet, slik at strimmelen vil smelte sammen med kappen når kappen ekstruderes på strimmelen.

14. Fremgangsmåte ved fremstilling av en selvbærende. kabel ifølge et av kravene 9-13, karakterisert ved å ekstrudere kappen (7) rundt skjermebåndet (6) med en avveid grad av stramhet ved hvilken kappeundulasjonene (21) kan "hoppe" i skjermebåndundulasj onene (22) når kabelen bøyes, og ved hvilken tilba-kefjæringen av en bøyd kabel minimeres ved hjelp av et innbyrdes inngrep mellom kappeundulasjonene (21) og skjermebåndundulasj onene (22) .