NO814227L - Luftkabel - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en luftkabel med et antall tvinnede ledninger som enkeltvis er ommantlet og hvor hver omfatter flere metalltråder bestemt for signalformidling og omfatter hovedsakelig i kabelens lengderetning forløpende strekkavlastningsorganer som i det minste tilnærmet, er strekkfaste eller uten lengdeutvidelse.

Luftkabler av denne art er særlig kjent som telefonledninger i form av kabler med to ledninger. Slike telefonledninger er allerede en tid i første rekke anvendt i områder hvor de enkelte telefonabonnenter ligger forholdsvis langt fra en sentral formidlingsstasjon eller fra et endepunkt for et underjordisk telefonkabélnett og hvor en underjordisk forlegning til telefonabonnentene på grunn av forholdsvis lang. avstand og for dårlig utnyttelse av en kabeltunnel med bare én eller noen få abonnenter, ville bli for kostbar. Ved disse kjente telefonkabler som var bestemt for luft-ledninger, har man til nå hovedsakelig brukt ståltråd som strekkavlastningsorgan som, sammen- med metalltrådene for signaloverføringen, som som oftest bestod av fortinnet kobber, dannet de enkelte ledninger i kabelen. Begge ledninger var ved disse kjente telefonledninger forsynt med hver sin polyetylenmantel og en polyamidmantel over denne og forbundet med hverandre ved en bro av samme polyamid som dekket begge polyamidmantlene i ett stykke. Denne kjente telefonledning har dog den avgjørende ulempe at strekkavlast-ningsorganet av ståltråd i de enkelte ledninger fører til et vesentlig større angrep av korrosjon på ledningene når man sammenligner med ledninger som utelukkende består av kobbertråd. For eksempel skyldes en rekke feil ved: disse telefonledninger at de polyetylenmantler som omslutter de enkelte ledninger, med tiden er blitt utette på enkelte steder, f.eks. der ledningen bøyer seg eller på steder med høye vekslende mekaniske belastninger, slik at vann kunne trenge inn i ledningene på disse steder, som så førte til dannelse av lokalelementer på vedkommende sted, hvilket til slutt førte

til korrosjonsbrudd på ledningen på dette sted. For å unngå disse ulemper ved de kjente telefonledninger forsøkte man først å redusere korrosjonsangrepet på ledninger av kobber og ståltråd til omtrent nivået for korrosjonsangrep på ledninger som utelukkende bestod av kobbertråd, ved å fortinne

ikke bare kobbertrådene med også'ståltrådene. Disse forsøk førte riktignok til en viss nedgang i korrosjonsangrep på ledninger som bestod av kobber og ståltråd, men en reduk-sjon i korrosjonsangrep til nivået for ledninger som utelukkende består av kobbertråder, lot seg ikke gjøre fordi man ikke kunne gjøre tinnbelegget på ståltrådene tykt nok til fullstendig å hindre inntrengning av vann gjennom fortinningen. Den teoretisk oppnåelige effekt med full-stending bortfall av korrosjonsangrep med et fullstendig tett tinnbelegg, noe man nesten kan oppnå med ledninger som utelukkende består av fortinnede kobbertråder, ble i alle fall ikke på langt nær oppnådd . med ledninger som består av fortinnede kobbertråder og fortinnede ståltråder.

Nå er det også kjent ved kabler å benytte andre strekkavlastningsorganer i ledningene enn ståltråd som nevnt innledningsvis. Isteden kan man anvende fibre, henholdsvis fiberbunter av høy kvalitet av ikke-metalliske materialer som f.eks. glassfiber,<k>^<1>%^n^en^fse^<e>ime<J1>ikke-metalliske materialer som strekkavlastningsorgan bortfaller naturligvis problemet med korrosjonsangrep som man har ved anvendelse av ståltråd. Den løsning man anvendte ved disse kjente kabler, nemlig å anordne fibre med høy fasthet parallelt med kabelaksen og i form av et fiberleie eller enkeltvis regelmessig på omkretsen inne i kabelen arrangerte fiberbunter, kunne imidlertid ikke overføres til luftkabelen av den foreliggende type fordi det på grunn av fiberforsterk-ningen av kabelmantelen ville forårsakes en altfor høy bøyningsstivhet i luftkabelen. Dette kommer i første rekke av at fibrene i disse kjente kabler er anordnet parallelt med kabelaksen,.f ordi ved en slik anordning parallelt med kabelaksen vil enhver bøyning medføre en strekning av fibre som ligger på utsiden av bøyningsstedet. De høyfaste fibre vil på grunn av sin strekk- eller forlengelsesfasthet motsette seg en slik bøyning. På grunn av det forhold at luftkabel i det minste i områdene ved sine opphengniirgssteder er utsatt for relativt sterke og dessuten stadig vekslende bøyningspå-kjenningef, ville en så høy bøyningsstivhet av en luftkabel føre til at fibrene i områdene med sterk bøyningpåkjenning meget snart ville få brudd .og følgelig ville det ikke lenger foreligge noen strekkavlastning i luftkabelen, hvilket før eller senere forårsaket av spesielt høye belastninger som f.eks. en storm, så ville føre til fullstendig brudd av luftkabelen. Nå er det riktignok kjent fra luftkabler.av den innledningsvis omtalte type hvordan man unngår bøyningsstiv-het bevirket av akseparallell anordning av strekkavlasthings-organer, og de resulterende konsekvenser i form av kabelbrudd, nemlig ved at man tvinner de enkelte ledninger bestående henholdsvis av kobber- og ståltråder. En slik tvinning med-fører imidlertid samtidig også at totallengden av trådene innenfor hver enkelt ledning blir større enn lengden av kabelen på grunn av det skruelinje- eller vindelformede forløp dannet ved tvinningen. Dette betyr at luftkabelen er istand til å forlenges uten strekning av trådene inntil den totale lengde av disse, når trådene har mulighet for å gå over fra sitt vindelformede forløp til et forløp sammenfallende med kabelaksen. En slik mulighet finnes imidlertid ikke ved luftkabler av den innledningsvis angitte type, fordi i h.ver enkelt ledning av kabelen vil de tråder som er omsluttet av den til-hørende mantel gjensidig fiksere sin stilling og dermed ute-lukke enhver forskyvning av trådene ved strekkbelastning på kabelen, i retning mot kabelaksen. Ville man imidlertid ved slike luftkabler de som strekkavlastning anvendte ståltråder ganske enkelt utskifte med fiberbunter av kunstfibre som for-løper på strenglignende måte parallelt med hverandre, så ville de enkelte fibre i disse fiberbunter meget lett ha mulighet for å forskyve seg i retning mot aksen under strekk-påkjenning, fordi de enkelte fibre i fiberbuntene ikke blir fiksert i sin stilling innenfor ledningen ved hjelp av kobbertrådene. Dette fremgår f.eks. av fig. 1, når man forestiller seg at de ikke skraverte sirkler enten representerer ståltråder eller fiberbunter bestående av strenglignende, parallelt med hverandre forløpende enkeltfibre, og de skraverte sirkler representerer kobbertråder: I tilfelle av ståltråder vil kobber- og ståltrådene gjensidig fiksere seg i sin stilling, og en endring av denne stilling ved strekkbelastning på kabelen er derfor ikke mulig. I tilfelle av fiberbunter bestående av enkeltfibre kan imidlertid enkeltfibrene i de tre utenpå-liggende fiberbunter uten videre forskyve seg mot sentrum, hvorunder for det første de seks hulrom som er gruppert omkring den sentrale fiberbunt, ville bli utfyLt og derefter ville kobbertrådene bli trykket utad, inntil fibrene i de utenpå-liggende fiberbunter ville -ha omgruppert seg til en form for mantel omkring den sentrale fiberbunt. Samtidig med denne omgruppering som naturligvis bare ville foregå

under strekkbelastning på kabelen, ville kabelen i overens-stemmelse med den nå reduserte midlere diameter,av det vindelformede forløp av de tre ytre fiberbunter, bli forlenget. Herunder ville fibrene i den sentrale fiberbunt som ble utsatt for strekkbelastningen alene, ikke holde stand og bli revet over, og kobbertrådene som har relativt liten strekkfasthet, men derfor er strekkbare eller forl.eng-bare, ville bli tilsvarende, forlenget. Til tross for strekk-eller forlengelsesfastheten av kunstfibrene ville kabelen dermed under strekkbelastning la seg utvide som følge av for-lengelse som skyldes omgrupperingen, og ville dermed ikke lenger være strekkfast. Bare å erstatte ståltrådene ved en luftkabel av kjent type som omtalt innledningsvis, med fiberbunter bestående av kunstfibre, ville således bare ha til følge at strekkfastheten av luftkabelen gikk tapt, og da strekkfastheten er et grunnleggende krav ved luftkabel, er det ikke mulig å erstatte ståltrådene ved den kjente luftkabel, med høyfaste kunstfibre, og heller ikke er det mulig å overvinne de innledningsvis omtalte korrosjonsproblemer når ståltråd brukes som strekkavlastningsorganer, i alle fall ikke uten spesielle forholdsregler.

Den oppgave som lå til grunn for oppfinnelsen, var å tilveiebringe en luftkabel av den innledningsvis omtalte type, hvor på den ene side det ikke opptrer korrosjonsproblemer som ved de kjente luftkabler med ståltråder som strekkavlastningsorganer, og hvor på den annen side egenskaper med hensyn til forlengelses- eller strekkfasthet og bøyningsevne er sammen-lignbare med det som er å finne i luftkabler forsynt med ståltråder som strekkavlastningsorganer.

Ifølge oppfinnelsen blir dette oppnådd ved en luftkabel som innledningsvis angitt, ved at strekkavlastningsorganene består av en eller flere fiberbunter som løper parallelt med og er sammentvinnet med metalltrådene, og fiberbuntene består av hovedsakelig forlengelses- eller strekkfaste kunstfibre, og hver fiberbunt.i sin konsistens og tverrsnittsform er tildannet og anordnet slik innenfor ledningene at i de enkelte ledninger vil metalltrådene og fiberbuntene som er . omsluttet av mantelen, fiksere hverandre gjensidig i sin stilling slik at tverrforskyvninger som forårsakes gjennom strekkbelastning på kabelen og som fører til lengdeutvidelse samt skyldes den vindelformede tvinning av kunstfibrene eller fiberbuntene, blir utelukket, slik at hver enkelt ledning dg derved også kabelen, tross vindelformet forløp av kunstfibrene eller fiberbuntene, er i det vesentlige strekkfaste eller uten lengde-utvidelse.

Fordelen med foreliggende luftkabel i forhold til de nevnte kjente luftkabler som angitt innledningsvis, består i en vesentlig nedsatt korrosjonsrisiko. Denne kan f.eks. ved fullstendig harpiks-impregnering av ledningene, endog redu-seres vesentlig under den korrosjonshyppighet eller -risiko som er oppnåelig ved de kjente luftkabler under den forutset-ning (som i praksis ikke er realiserbar på, grunn av utilstrek-kelig strekkfasthet) at utelukkende metalltråd bestående av fortinnet kobbertråd ble anvendt. En annen fordel ved foreliggende luftkabel i' forhold til de nevnte kjente kabler, ligger i at vekten av de fiberbunter som trer istedenfor ståltrådene som strekkavlastningsorganer, ved samme fåsthets-egenskaper, er lavere enn ståltråder, og derved blir også vekten av foreliggende luftkabel pr. lengdeenhet 20 - 40 % lavere enn ved den nevnte kjente luftkabel. Denne vektfordel er av vesentlig betydning ved luftkabler, fordi strekkpåkjen-ningen på kabelen hovedsakelig forårsakes av kabelens egen vekt.

Ved en foretrukket utførelsesform av foreliggende luftkabel er tverrsnittsformen av hver fiberbunt i det vesentlige sirkelformet. Fortrinnsvis er i denne utførelsesform hver fiberbunt tvinnet i seg selv for å oppnå en tilstrekkelig konsistens eller integritet, og en også ved strekkbelastning av kabelen i det vesentlige uforanderlig sirkelform. Fiberbuntene kan herunder hensiktsmessig bestå av enkelt tvinnede kunstfibre. Med hensyn på den nevnte konsistens og uforander-lighet av tverrsnittsformen er det imidlertid mer fordelaktig at fiberbuntene består av flere ganger tvinnede, fortrinnsvis dobbelt-tvinnede henholdsvis spundne kunstfibre. Ved en ytterligere og likeledes meget fordelaktig utførelsesform av foreliggende luftkabel er tverrsnittsformen av hver fiberbunt tildannet slik at fiberbuntene samlet i hver ledning

helt fyller den del av rommet innenfor kabelmantelen som ikke er opptatt av metalltrådene.

Det er spesielt fordelaktig ved foreliggende luftkabel at hver fiberbunt og/eller hver ledning i sin helhet er harpiks-impregnert for å oppnå en tilstrekkelig konsistens, og dermed i det vesentlige uforanderlig tverrsnittsform av fiberbuntene respektive ledningené også ved strekkbelastning av kabelen, eller for styrking av denne konsistens. Med hensyn til integriteten eller konsistensen av de enkelte fiberbunter ville en slik harpiks-impregnering i og for seg ikké være nødvendig i de ovenfor nevnte tilfeller hvor hver fiberbunt ér tvinnet i seg selv, men konsistensen av de enkelte fiberbunter blir imidlertid naturligvis ytterligere forhøyet ved hjelp av en slik harpiks-^impregnering. Dessuten har denne impregnering den fordel, spesielt når den omfatter hele ledningen, at vann som måtte trenge inn i ledningene, blir holdt borte, fra metalltrådene. Derimot antas en slik harpiks-impregnering for oppnåelse av en tilstrekkelig konsistens under enhver omstendighet å være nødvendig når de enkelte fiberbunter består av kunstfibre anordnet på streng-

lignende måte parallelt med hverandre. Dette tilfelle med

"slik strenglignende, parallell anordning av kunstfibrene

i de enkelte fiberbunter kommer spesielt i betraktning for den ovenfor nevnte ytterligere fordelaktige utførelsesform av foreliggende luftkabel, fordi tverrsnittsformen av de enkelte fiberbunter ved denne utførelse i alminnelighet ikke er sirkelformet og det derfor ikke er mulig å tvinne de enkelte fiberbunter i seg selv: Den harpiks som anvendes for impregneringen,, kan hensiktsmessig være slik at den går over til eller forfaller i pulverform når trykk- og/eller bøynings-belastningene overskrider bruddgrensen for harpiksen. Dette, har den fordel at ved overbelastning av luftkabelen ved bøyning på de aktuelle steder, blir bøyningsstivheteh av kabelen så sterkt redusert ved at harpiksen går over i pulverform, at man unngår et brudd av kabelen henholdsvis i de enkelte ledninger i denne forårsaket.av en for høy bøynings-stivhet. Impregnering med en slik harpiks som ved overbelast-

ning forfaller i pulverform, kommer særlig i betraktning når ledningene i sin helhet er harpiksimpregnert eller det er anordnet fiberbunter med forholdsvis stort tverrsnitt. Det er hensiktsmessig at den harpiks som ble brukt til impregnering, fullstendig eller i det minste for den overveiende del, består av naturlig harpiks, og at det naturlige harpiks fortrinnsvis er kolofonium.

De kunstfibre som danner fiberbuntene, består i foreliggende luftkabel hensiktsmessig av et kunststoff, fortrinnsvis et organisk polymer. Dette kunststoff kan med særlig fordel være et aromatisk polyamid. Kunstfibrene kan herunder hensiktsmessig ha en strekkfasthet på i det minste 250 kg/mm 2, en elastisitetsmodul på minst 10000 kg/mm 2 og en bruddforlengelse lavere enn 3 %. Kunstfibrene kan imidlertid også helt eller delvis bestå av glassfibre, idet i første rekke såkalte høyfaste glassfibre kommer i betraktning.

Fortrinnsvis kan i foréliggende luftkabel metalltrådene i hver ledning være anordnet sentralsymmetrisk om aksen i vedkommende ledning. Det er spesielt fordelaktig'at hver ledning er forsynt med en sejitral metalltråd hvis akse faller sammen

med vedkommende ledningsakse og har tre ytre metalltråder av samme diameter som den sentrale metalltråd, og ligger i vinkelavstand på 120° om den sentrale metalltråden og med anlegg mot denne. Ved denne anordning av metalltrådene kan hensiktsmessig "hver ledning være forsynt med tre fiberbunter som hair minst

tilnærmet lik diameter som metalltrådene, og som er anordnet mellom de tre ytre metalltråder, og også ligger an mot den sentrale metalltråd, eller er forsynt med tre fiberbunter som har tilnærmet trapesformet tverrsnitt, hvorav hver fullt utfyller de tre hulrom som omsluttes av to ytre metalltråder og den sentrale metalltråd samt en sylindrisk mantelinnervégg. I det første tilfelle er den fiberbunt som har sirkelformet tverrsnitt, tvinnet i seg selv, mens i det annet tilfelle den fiberbunt som har trapesformet tverrsnitt, hensiktsmessig består av kunstfibre som er anordnet på strenglignende måte parallelt med hverandre og er impregnert med harpiks. En annen fordelaktig mulighet ved den nevnte sentralsymmetriske anordning av metalltrådene består i at hver ledning er forsynt med tre metalltråder med. samme diameter, og hvis akser har en avstand fra aksen i vedkommende ledning, som er en-og-

en-halv-ganger større enn diameteren av metalltrådene, og er anordnet med en vinkelavstand på 120° om aksen i vedkommende ledning. Fortrinnsvis har herunder hver ledning en sentral fiberbunt med samme diameter som metalltråden, hvis akse faller sammen med vedkommende lednings akse,- såvel som tre ytre fiberbunter med samme diameter som metalltrådene har, og som er anordnet mellom de tre metalltrådene og ligger an mot den sentrale fiberbunt. De enkelte fiberbunter er da likeledes fortrinnsvis tvinnet i seg selv.

En ytterligere fordelaktig mulighet ved den nevnte sentralsymmetriske anordning av metalltrådene består i at hver ledning er forsynt med en sentral fiberbunt hvis akse faller sammen med vedkommende lednings akse og med et flertall metalltråder som er anordnet.omkring den sentrale fiberbunt og ligger an mot denne, og dessuten fortrinnsvis mot hverandre.

Metalltrådene består i foreliggende luftledning hensiktsmessig av kobbertråd, fortrinnsvis fortinnet kobbertråd. Ved anvendelse av fortinnet kobbertråd er det mulig å oppnå en overordentlig lav. korrosjonsrisiko i' kabelen. Istedenfor et tinnbvertrekk kan det imidlertid også være anordnet andre korrosjonsbeskyttende belegg på kobbertrådene, f.eks. fler-dobbelte lakkbelegg.

Ved foreliggende luftkabel .er konstruksjonen fortrinnsvis slik at mantelen på hver ledning med sin innside griper inn i og i det vesentlige fullt utfyller fordypninger på utsiden av ledningene. Dette kan lett oppnås ved at kabelmantelen blir anbragt på kabelen henholdsvis de enkelte ledninger i denne, ved ekstrudering under trykk. Materialet for kabelmantelen kan hensiktsmessig være et vannfast og fortrinnsvis også vannavvisende polyamid. Mantelen omkring de enkelte ledninger i kabelen er fortrinnsvis forbundet med hverandre til ett stykke gjennom en bro eller et steg.

Disse broer eller steg kan tildannes ved ekstruderingen av kabelmantelen, ved egnet utformning av ekstruderen samt pas-sende føring av de enkelte ledninger i kabelen gjennom ekstruderen .

Endelig omfatter denne oppfinnelse anvendelse av foreliggende, luftkabel som telefonledning for ledninger som skal føres i det fri. Det som i første rekke er aktuelt i så måte er totråds luftkabel ifølge foreliggende oppfinnelse.

Ved hjelp av tegningsfigurene skal oppfinnelsen for-klares nærmere i det følgende under henvisning til noen ut-førelseseksempler. På tegningene viser:

Figur 1 et utførelseseksempel av foreliggende luftkabel

med to ledninger hver med fire kobbertråder samt tre i seg selv tvinnede fiberbunter pr. ledning,

i tverrsnitt,

figur 2 et annet utførelseseksempel ifølge oppfinnelsen med to ledninger hver med fire kobbertråder samt tre fiberbunter av strenglignende parallelt anordnede

kunstfibre, pr. ledning, sett i tverrsnitt,

figur 3 et utførelseseksempel. med to ledninger som hver har tre kobbertråder og fire tvinnede fiberbunter pr.

ledning, sett i tverrsnitt,

figur 4 'et ytterligere utførelseseksempel med to ledninger som hver har tre kobbertråder og en fiberbunt av streng-lignende, parallelt anordnede kunstfibre, pr.

ledning, sett i tverrsnitt,

figur 5 et utførelseseksempel av foreliggende luftkabel med to ledninger hver med 16 kobbertråder og en tvinnet

fiberbunt, pr. ledning, sett i tverrsnitt,

figur. 6 et ytterligere utf ørelseseksempel med to ledninger hver med 16 kobbertråder•bg en fiberbunt av streng-lignende, parallelt anordnede kunstfibre, pr. ledning, sett i tverrsnitt.

Ved den totråds luftkabel 1 som er vist på figur 1,

og som er beregnet for anvendelse som telefonledning, består de to ledninger 2 og 3 hver av fire fortinnede kobbertråder 4 og 5 med samme diameter samt tre fiberbunter 6 med sirkelformet tverrsnitt og samme diameter som kobbertrådene 4 og 5. En kobbertråd 4 er anordnet sentralt og de tre øvrige kobbertråder 5 samt fiberbunten 6 er anordnet vekselvis omkring den sentrale kobbertråd 4. Hver fiberbunt 6 består av flere i seg selv tvinnede og derefter sammensnodde strenger hver méd flere kunstfibre, eller kort sagt av sammensnodde kunstfibre. Kunstfibrene består av aromatisk polyamid med en strekkfasthet på 300 kg/mm 2, en elastisitetsmodul på

134,00 kg/mm 2, en bruddforlengelse på 2,6% og en spesifikk

vekt på 1,45 g/cm . Kunstfibre av denne art er f.eks.

kjent fra informasjonsskriftet "Kevlar 49, Technische Informa-tion, Bulletin Nr. K-l,Juni 1974" fra Dupont de Nemours Company, side 3, avsnitt A og tabell I, og blir i praksis vanligvis betegnet som aramidfibre. Ledningene 2 og 3 er tvinnet i seg selv med-en slaglengde fra 10 ganger til 15 ganger ledningsdiameteren, henholdsvis fra 30 ganger til 4 5 ganger diameteren av kobbertrådene 4 og 5. Hver av de

to ledninger 2 og 3 er forsynt med en mantel 7 henholdsvis

8 som samtidig tjener til elektrisk isolasjon og til mekanisk beskyttelse mot atmosfærisk innflytelse bg korrosjon. De

to mantler 7 og 8 danner sammen med et steg eller en bro 9 som forbinder manteldelene med hverandre til ett stykke, kabelmantelen for luftledningen 1. Denne kabelmantel består av et vannfast og fortrinnsvis også vannavvisende polyamid og blir ved hjelp av ekstrudering under trykk påført på de på forhånd i seg selv tvinnede ledninger 2 og 3. Som følge av denne form for påføring griper manteldelene 7 og 8 med sin innside inn i fordypninger 10 på utsiden av ledningene 2 og 3 og utfyller disse i det vesentlige fullstendig.

Forsøk med den på fig. 1 viste luftkabel har vist at kabelen sammenlignet med en likt dimensjonert kjent telefonluftkabel med samme kabelmantel 7, 8, 9, hvor det istedenfor fortinnede kobbertråder 4 og 5,er. anordnet fortinnede ståltråder, og istedenfor fiberbuntene 4 og 5, fortinnede kobbertråder, blir oppnådd 16,4 % lavere vekt pr. lengdeenhet,

en 8,1 % lavere likestrømmotstand pr. lengdeenhet og en 3,8 % høyere strekkfasthet. Videre blir det oppnådd en vesentlig større korrosjonsmotstand og dessuten et vesentlig gunstigere frekvensforhold innenfor talefrekvensområdet. Således økte f.eks. dempningen ved den kjente telefonluftkabel med frekvensen allerede i talefrekvensområdet sterkere enn ved den på fig. 1 viste kabel, hvilket åpenbart var

på grunn av de ståltråder som er anordnet i den' kjente kabel. Videre var bøyningsstivheten av kabelen på fig. 1 vesentlig lavere enn ved den kjente telefonluftkabel. Derved blir faren for kabelbrudd eller ledningsbrudd i nærheten av kabelens opphengningspunkter, betydelig nedsatt. Bare med . hensyn på forlengelsesfasthet lå under hensyntagen til et

temperaturvariasjonsområdé fra -30 C 'til +40 C, den på

fig. 1 viste kabel med oppnådde verdier som ligger bare litt under de' verdier som blir oppnådd med den kjente telefonkabel. Dette skyldes imidlertid ikke materialet i kunstfibrene hvis forlengelsesfasthet endog er bedre enn for stål, men derimot at fiberbuntene 6 i den på fig. 1 viste kabel består av tvinnede kunstfibre og forlengelsesfastheten av en slik "tvinnetråd" bare nærmer seg forlengelsesegenskapene for trådmateriale med meget høy forspenning. Riktignok var det ved fremstillingen av kabelen mulig uten større vanskeligheter å oppnå tilsvarende høye forspenninger av fiberbunten 6,

men slike høye forspenninger, er ikke ønsket fordi dette virker ugunstig på kabelens bøyningsstivhetsegenskaper og de bedre bøyningsstivhetsegenskaper for kabelen sammenlignet med den kjente telefonkabel, er meget viktigere enn den svake forbedring av forlengelsesegenskapene som er oppnåelig ved hjelp av en forhøyet forspenning av fiberbuntene.

Den luftkabel som er vist i tverrsnitt på fig. 2, svarer i sin oppbygning i det vesentlige til den kabel som er vist på fig. 1, dvs... at det også her finnes to ledninger 12 og 13 og i hver av disse fire fortinnede kobbertråder 14 og 15, tre fiberbunter 16 og en ommantling 17 henholdsvis 18 for hver ledning og videre en bro 19 mellom de to manteldeler 17 og

18. Videre er anordningen av kobbertrådene 14,15 og fiber-"buntene 16 i forhold til hverandre i det vesentlige tilsvarende det som er å se på fig. 1, men her består fiberbuntene 16

ikke av tvinnedemen•av strenglignende, parallelt med hverandre anordnede fibre og disse er harpiks-impregnert med kolofonium. Dessuten har fiberbuntene 16 her intet sirkelrundt, men et tilnærmet trapesformet tverrsnitt, og inner-veggene 20 på manteldelene 17 og 18 er ikke som på fig. 1 sterkt strukturert, men derimot sylindrisk. Til tross for den nær tilsvarende oppbygning er kabelen på fig. 2 allikevel vesentlig forskjellig fra den på fig. 1 med hensyn til de

.tekniske egenskaper. Således er strekkfastheten for kabelen på fig. 2 ved samme ytre dimensjoner og samme kobbertråd-dimensjoner som i kabelen på fig. 1, nær dobbelt så stor som ved kabelen på fig. 1. Dette skyldes det større tverrsnitt av fiberbuntene 16 i forhold til fiberbuntene 6, samt

de strenglignende^parallelt-1iggende fibre i fiberbuntene 16 og den dermed gitte større effektive tverrsnittsflate pr. flateenhet av fiberbunttverrsnittet. Også bøyningsstiv-heten av kabelen på fig. 2 er vesentlig større enn ved kabelen på fig. 1, hvoedsakelig på grunn av harpiks-impregneringen av fiberbuntene 16. Imidlertid medfører ikke denne større bøy-ningsstivhet en forhøyet fare for kabel- eller ledningsbrudd, fordi det kolofonium som brukes til harpiksimpregneringen,

har den egenskap at det ved overbelastning på de aktuelle påkjenningssteder går over til pulver og med denne overgang til pulver blir også bøyningsstivheten i disse områder sterkt redusert. Videre er også forlengelsesfastheten for kabelen på fig. 2 noe større enn i kabelen på fig. 1, hovedsakelig på grunn av den strenglignende, parallelle anordning av fibrene i fiberbuntene 16. Forlengelsesegenskapene overgår til og med forlengelsesfastheten for den kjente telefonkabel som er omtalt i sammenheng med forklaringen av fig. 1. Totalt sett er således de mekaniske egenskaper for kabelen på fig. 2 enda bedre enn for kabelen på fig. 1 og vesentlig bedre enn ved den tilsvarende .kjente telefonluftkabel. I sine elektriske egenskaper så som likestrøm-motstand og frekvensgang og også når det gjelder vekt pr. lengdeenhet, tilsvarer kabelen på fig. 2 fullt ut kabelen på.fig; 1.

Den luftkabel 21 som er,vist i tverrsnitt på fig. 3, "tilsvarer nesten fullstendig den på fig. 1, og adskiiler seg fra denne bare ved at den sentrale kobbertråd 4 på fig. 1,

i kabelen på fig. 3 er erstattet med en tilsvarende sentral fiberbunt 24 som i sin oppbygning fullstendig svarer til fiberbuntene 6 på fig. 1. Ellers tilsvarer de to ledninger 22 og 23 med de ytre fortinnede kobbertråder 25 og de ytre fiberbunter 26 samt manteldelene 27 og 28 med bro .29, i oppbygning og dimensjonering fullstendig de tilsvarende deler av kabelen på fig. 1. Kabelen på fig. 3 har i forhold til den kjente telefonluftkabel som er omtalt i sammenheng med forklaringen av fig. 1, riktignok en 23,7 % høyere likestrøm-motstand, men allikevel likesom kabelen på fig. 1, en lavere økning av dempningen med frekvensen, slik at dempningen i talefrekvensområdet ved kabelen på fig. 3 bare ligger litt over dempningen i denne kjente telefonluftkabel. Derimot er

strekkfastheten av kabelen på fig. 3 nesten 40 % høyere og vekten pr. lengdeenhet ca. 25% lavere enn ved den kjente telefonluftkabel. Med hensyn til bøyningsstivhet og for-lengelsesf asthet har kabelen på fig. 3 praktisk talt de samme egenskaper som kabelen på fig. 1. 'Totalt sett er kabelen på fig. 3 derfor når det gjelder mekaniske egenskaper vesentlig bedre enn den kjente telefonluftkabel, da den høyere strekkfasthet i forbindelse med den lavere vekt samt den vesentlig reduserte bøyningsstivhet, fører til at den kan motstå vesentlig større belastninger enn den kjente telefonkabel slik som f.eks. en dobbelt så stor avstand mellom de ledningsmaster som tjener til opphengning av kabelen. Av de kabler som er vist på de to fig. 1 og 3, vil derfor kabelen på fig. 3 spesielt komme i betraktning når den ledning som skal legges opp, blir utsatt for høye mekaniske påkjenninger, mens kabelen på fig. 1 er å foretrekke når totallengden av kabelen er forholdsvis stor og det derfor i første rekke kommer an på at kabeldempningen pr. lengdeenhet av kabelen er minst mulig.

Den på fig. 4 i tverrsnitt viste luftkabel 30 tilsvarer i oppbygning i det vesentlige den på fig. 3 viste kabel og adskiller seg fra denne bare ved at det istedenfor fire ad-skilte fiberbunter 24 og 26 er anordnet en felles fiberbunt 31 som i sin tverrsnittsform i det vesentlige tilsvarer' tverrsnittsformen av alle disse fire fiberbunter tilsammen. Videre er fibrene i denne felles fiberbunt ikke som fibrene i fiberbuntene 24 og 26 i kabelen på fig. 3, sammensnodd, men anordnet på strenglignende måte parallelt med hverandre. Videre er fiberbunten 31 i kabelen på fig. 4 harpiks-impregnert med kolofonium, mens fiberbuntene 24 og 26 i kabelen på fig. 3, ikke er forsynt med en slik harpiks-impregnering. I sine egenskaper adskiller kabelen på fig. 4 seg fra kabelen på fig. 3 ved en 20 - 30 % høyere strekkfasthet, en noe høyere forlengelsesfasthet og en vesentlig høyere bøyningsstivhet.

På grunn av denne høye bøyningsstivhet er kabelen på fig. 4 mer egnet for bruk i områder hvor det i første rekke kommer an på en høy strekkfasthet og mindre på bøyningsegenskapene og egenskapene med hensyn til vekslende belastning. For selv om naturligvis også det anvendte kolofonium ved kabelen på fig. 4 går over til pulver under overbelastning i de områder hvor påkjenningen er størst, vil det ved denne kabel i slike områder være noe ugunstigere fasthetsegenskaper enn f.eks. i et tilsvarende område ved kabelen på fig. 2. Luftkabler 32 og 4 0 som er vist i tverrsnitt på figurene 5 og 6 har i forhold til kablene på figurene 1-4, en prinsipielt annerledes oppbygning av ledningene 33 og 34. Når det gjelder utformning og dimensjonering av deres kabel-, mantler, stemmer de imidlertid overens med kablene på fig. 1 - 4 i vesentlig grad. Ved kablene på fig. 5 og 6 er det flertall enkelte fiberbunter. 6 henholdsvis 16 henholdsvis 24, 26 anordnet i kablene på fig. 1-3, sammenfattet til én enkelt sentralt anordnet fiberbunt 36 henholdsvis 41 med i det vesentlige sirkelrundt og like stort tverrsnitt som det samlede tverrsnitt.av disse enkelte fiberbunter. Denne ene sentrale fiberbunt 36 henholdsvis 41 er omgitt av et lag fortinnede kobbertråder med mindre diameter enn diameteren

av kobbertrådene 4,5 henholdsvis 14, 15 henholdsvis 25 i kablene på figurene 1 - 4. Det samlede, kobbertverrsnitt tilsvarer totalkobbertverrsnittet av kobbertrådene i kablene

på figurene 1 og 2. «Tverrsnittet av kobbertrådene 35 er tilnærmet halvparten så stort og antallet av disse tråder

fire ganger så stort som diameteren henholdsvis antallet av kobbertråder i kablene på figurene 1 og 2. Slagiengden

i tvinningen av ledningene 33 pg 34 tilsvarer omtrentlig slagiengden ved kablene på figurene 1-4. Ledningene 33 og 34

er likesom ved kabelen på figurene 1-4, forsynt med ommantling eller manteldeler 3 7 og 38, som er forbundet med hverandre gjennom en bro 39. Den sentrale fiberbunt 36 i den på fig. 5 viste kabel 32, består av snodde fibre, mens fiberbunten 41

i kabelen 40 på fig. 6, består av strenglignende, parallelt anordnede fibre som er harpiks-impregnert med kolofonium. Fibermaterialet er det samme som i kablene på figurene 1 til 4. Når det gjelder tekniske egenskaper tilsvarer kabelen

32 på fig. 5, bortsett fra bøyningsstivheten, egenskapene ved kabelen på fig. 1. Bøyningsstivheten i kabelen 3 2 på

fig. 5 er på grunn av sammenfatningen av de tre fiberbunter 6 anordnet i kabelen på fig. 3,. til en eneste fiberbunt 36 og den sentrale plassering•av denne, enda noe lavere enn i kabelen på fig. 1. Kabelen 40 på fig. 6 har i forhold til

kabelen 32 på fig. 5 som følge av det større effektive fiber-tverrsnitt av fiberbunten 41, som skyldes den strenglignende, parallelle anordning av fibrene-, en tilnærmet 25-3 5% høyere strekkfasthet, samt på grunn av harpiksimpregneringen en noe høyere forlengelsesfasthet og dessuten en vesentlig stør-re bøyningsstivhet, som imidlertid likesom ved kabelen på fig. 2, ikke medfører en forhøyet bruddrisiko for kabelen eller de enkelte ledninger i denne. Når det gjelder alle øvrige egenskaper stemmer'kabelen 40 på fig. 6 i det vesentlige overens med kabelen. 32 på fig. 5.

Til slutt skal det bemerkes at ved de i foreliggende beskrivelse anvendte definisjoner av fiberanordning såvel som anordningen av metalltråder og fiberbunter i forhold til hverandre, spesielt ved det ofte anvendte uttrykk "strenglignende, parallelt anordnede" for anordningen av fibrene, såvel som for den relative anordning av fiberbuntene og metalltrådene (uttrykket "forløpende parallelt med metalltrådene"), er tvinningen av ledningene ikke tatt i betraktning, da definisjonen av vedkommende anordninger i motsatt fall ville bli altfor uoversiktlig. Disse definisjoner gjelder tilsvarende bare for kabelavsnitt med en forholdsvis liten lengde sammenlignet med slaglengden ved tvinningen av ledningene.

Claims (23)

1. Luftkabel med et antall ledninger som er tvinnet i seg selv, og med en mantel omkring hver av dém, hvor ledningene hver har et antall metalltråder for signaloverføring, såvel som i det minste tilnærmet strekkfaste strekkavlastningsorganer som i det vesentlige forløper i kabelens lengderetning, karakterisert ved at strekkavlastningsorganene består av en eller flere fiberbunter (6,16,24, 26,31,36,41) som løper parallelt med og er sammentvinnet med metalltrådene (4,5,14,15,25,35), og fiberbuntene består av hovedsakelig forlengelses- eller strekkfaste kunstfibre, og hver fiberbunt i sin konsistens og tverrsnittsform er til-dannet og 'anordnet slik innenfor ledningene at i de enkelte ledninger vil metalltrådene og fiberbuntene som er omsluttet av mantelen (7,8,17,18,27,28,37,38), fiksere hverandre gjensidig i sin stilling slik at tverrforskyvninger som forårsakes gjennom strekkbelastning på kabelen (1,11,21,30, 32,40) og som fører til lengdeutvidelse samt skyldes den vindelformede tvinning av kunstfibrene eller fiberbuntene, blir utelukket, slik..at hver enkelt ledning og derved også kabelen, tross vindelformet forløp av kunstfibrene eller fiberbuntene, er i det vesentlige strekkfaste eller uten lengde-utvidelse.

2. Luftkabel ifølge krav 1, karakterisert Ve d at tverrsnittet av hver fiberbunt (6,26,36) er i det vesentlige sirkelformet.

3. Luftkabel ifølge krav 1, karakterisert v e d ■ at tverrsnittsformen på hver fiberbunt (16,31,41) er slik at fiberbuntene samlet i hver ledning (12,13) helt fyller den del av rommet innenfor kabelmantelen (17,18) som ikke er opptatt av metalltrådene (14,15).

4. Luftkabel ifølge krav 2, karakterisert ved at hver fiberbunt (6,24,26,36) er tvinnet i seg selv for å oppnå en tilstrekkelig konsistens og en også ved strekkbelastning av kabelen (1,21,32) i det vesentlige uforanderlig sirkelform.

5. Luftkabel ifølge krav 4, karakterisert ved at fiberbunten består av enkelt tvinnede kunstfibre.

6. Luftkabel ifølge krav 4, karakterisert ved at fiberbuntene (6,24,26) består av flertvinnede, fortrinnsvis dobbelttvinnede, respektive spundne kunstfibre.

7. Luftkabel ifølge et av kravene 1 til 6,. karakterisert ved at hver fiberbunt (16,31, 41) og/eller hver ledning i sin helhet er harpiks-impregnert for å oppnå en tilstrekkelig konsistens, og dermed i det vesentlige uforanderlig tverrsnittsform av fiberbuntene respektive ledningene også ved strekkbelastning av kabelen (11,30,40), eller for styrking av denne konsistens.

8. Luftkabel ifølge et av kravene 1. til' 3 og krav 7, karakterisert ved at hver fiberbunt (16,31,41) består av streng-lignende, parallelt-liggende kunstfibre.

9. Luftkabel ifølge krav 7 eller 8, karakterisert ved at den harpiksen som blir brukt til impregnering, forfaller i pulverform når trykk-og/eller bø ynings-belastningene.går over bruddgrensen for harpiksen.

10. Luftkabel ifølge et av kravene 7 til 9, karakterisert ved at den harpiksen som blir brukt til impregnering, fullstendig eller i det minste for den overveiende del, består av naturlig harpiks, og at det naturlige harpiks fortrinnsvis.er kolofonium..

11. Luftkabel ifølge et av kravene 1 til 10, karakterisert ved at kunstfibrene består av Kunststoff, forstrinnsvis av en organisk polymer.

12. Luftkabel ifølge krav 11, karakterisert ved at kunststoffet er et aromatisk pblyamid, og fibrene fortrinnsvis har en strekkfasthet på minst 250 kg/mm 2, en elastisitetsmodul på minst 10000 kg/mm 2 og en bruddforlengelse på under 3%.

13. Luftkabel ifølge et av kravene 1 til 12, karakterisert vedat metalltrådene (4,5,14, 15,25,33) i hver ledning (2,3,12,13,22,23,33,34) er anordnet sentralsymmetrisk til aksen i vedkommende ledning.

14. Luftkabel ifølge krav 13, karakterisert ved at hver ledning (2,3,12,13) er forsynt med en sentral metalltråd (4,14) hvis akse faller sammen med vedkommende ledningsakse og har tre ytre metalltråder (5,15) av samme diameter som den sentrale metalltråd, og ligger i vinkelavstand på 120° om den sentrale metalltråden og med anlegg mot denne.

15. Luftkabel ifølge kravene 2 og 14, karakterisert ved at hver ledning (2,3) er forsynt med tre fiberbunter (6) som har minst tilnærmet lik diameter som metalltrådene (4, 5), og som er anordnet mellom de tre ytre metalltråder (5), og også ligger an mot den sentrale metalltråd (4).

16. Luftkabel ifølge kravene 3,8 og 14, karakterisert ved at mantelen (17,18) omkring hver ledning er sylindrisk innvendig og har en indre diameter som er tre. ganger så stor som diameteren av metalltrådene (14, 15), og hver ledning har tre fiberbunter (16), hvorav hver og en av de tre fullt utfyller hulrommet som omsluttes av innersiden av matelen (20) sammen med to ytre metalltråder (5) og den sentrale metalltråd (4).

17. Luftkabel ifølge krav 13, karakterisert ved at hver ledning (22,23) er forsynt med tre metalltråder (25) med samme diamter, og hvis akser har en avstand fra aksen i vedkommende ledning, som er en-og-en-halv-ganger større enn diameteren av metalltrådene^, og er anordnet med en vinkelavstand på 120° om aksen i vedkommende ledning.

18. Luftkabel ifølge kravene 2 og 17, karakterisert ved at hver ledning (22, 23) har en sentral fiberbunt (24) med samme diameter som metalltråden(25), hvis akse faller sammen med vedkommende- lednings akse, såvel som tre ytre fiberbunter (26) med samme diameter som metalltrådene hår, og som er anordnet mellom de tre metalltrådene og ligger an mot den sentrale fiberbunt.

19. Luftkabel ifølge krav 13, karakterisert ved at hver ledning (33, 34) er forsynt méd en sentral fiberbunt (36,41) hvis akse faller sammen med vedkommende lednings akse og med et flertall metalltråder 35 som er anordnet omkring deh sentrale fiberbunt og ligger an mot denne, og dessuten fortrinnsvis mot-hverandre.

20. Luftkabel ifølge et av kravene 1 til 19, karakterisert ved at metalltrådene (4,5,14,15, 25,35) består av kobber, fortrinnsvis av fortinnet kobbertråd.

21. Luftkabel ifølge et av kravene 1 til 20, karakterisert ved at mantelen 7,8,27,28, 37,38) på. hver ledning (2,3,22,23,33,34) med sin innside griper inn i og i det vesentlige fullt utfyller fordypninger (10) på utsiden av ledningene.

22. Luftkabel ifølge et av kravene 1 til 21, karakterisert ved at mantelen (7,8,17;18,

27,28,37,38) omkring de enkelte ledninger (2,3,12,13,22,23, 33,34) i kabelen (1.11.21.30.32.40) er forbundet med hverandre til ett stykke gjennom en bro (9,19,29,39).

23. Anvendelse av en luftkabel ifølge et av kravene 1 til 22, som telefonledning.