FI72220B - Tvinnad flertraodsledare och anordning foer belaeggning av tvinnade ledartraodar - Google Patents

Description

1 72220

Kierretty monilankajohdin ja laite kierrettyjen johdin-lankojen päällystämistä varten

Nyt selostettava keksintö koskee kaapeliteolli-5 suutta ja nimenomaan kierrettyjä monilankajohtimia ja kierrettyjen johdinlankojen päällystämiseen käytettävän laitteen rakennetta.

Jo ennestään on käytössä yhdyskaapeleita, joiden kierretty monilankajohdin koostuu erillisistä lan-10 goista, jotka on päällystetty niin, että ne voidaan juottaa ja suojata kuparilangat syöpymiseltä. Tälläinen päällyste on tehty esimerkiksi polyuretaanista. Lankoja päällystettäessä johtimen toinen pää upotetaan sulaan tinaan, jolloin johtimen tämä osa saa tinapäällysteen.

15 Kuitenkin, kun on kysymys kierretystä monilankajohtimes ta, joka on edellä kuvattua rakennetta, polyuretaani-päällyste on vähintään 10 ,u jolloin lanka tulee halkai- / f sijaltaan suureksi ja sen emalipäällystysmenetelmä tehottomaksi. Lisäksi johtimen käyttövarmuus on sen juo-20 tetuilla alueilla pieni, koska elastinen polyuretaani- päällyste koskettaa näissä kohdissa tinalla päällystettyihin jäykkiin osiin ja murtuu taivutettaessa helposti.

Lisäksi tunnetaan kierretty monilankajohdin, jonka erilliset langat on varustettu sellaisella päällys-25 teellä, joka ulottuu langan koko pituudelle,niin että johdin voidaan tinata ja suojata syöpymiseltä. Tällainen johdin käsittää lankoja, jotka on päällystetty sulavilla metalleilla tai metalliseoksilla. Näin valmistettu kierretty monilankajohdin ei ole kuitenkaan hyvä, koska se 30 ei ole lainkaan käyttövarma. Tämä johtuu taas juotettu jen liitosten jäykkyydestä (juotettu liitos suuntautuu kuumentamisvaiheen aikana lähelle juotoskohtaa). Tämän rakenteen epäedullisuutta lisää vielä se, että tinan kulutus on liian suuri ja johtimesta tulee liian paina- 35 va (tinapäällystekerroksen vahvuus on 3 - 7 ,u kun taas / / ensiluokkaiseen tinapäällysteeseen tarvittava kerros- n o o O r'

2 ! L· U

vahvuus vastaa suunnilleen yksimolekyylikerroksen vahvuutta) .

Koska aikaisempaa rakennetta olevia kierrettyjä monilankajohtimia käytetään yleisesti, kallista ja 5 luonnonvaroiltaan rajallista tinaa joudutaan tavallaan tuhlaamaan aivan tarpeettomasti. Lisäksi tällaiset kaapelit painavat paljon ja ovat suuria, koska sulametal-lipäällyste on niiden koko pituudella eikä vain joissakin kohdissa. Myös johtimien käyttövarmuus laskee, kos-10 ka juotetut liitokset ulottuvat vierekkäisille alueille.

Ennestään tunnetaan myös laite, jota käytetään pitkien tuotteiden, esim. juuri johtimien päällystämiseen tinakerroksella. Laitteeseen kuuluu sulametalli-allas, laite, jolla lanka upotetaan sulaan metalliin, 15 sekä nosto- ja syöttömekanismit.

Tämä aikaisempi laite on pienen tehonsa vuoksi epäedullinen. Sitäpaitsi sen rakenteesta johtuen johtimen päällysteen on poikkeuksetta oltava yhtäjaksoinen.

Lisäksi tunnetaan sellainen johtimien päällystys-20 laite, jossa on sulametalliallas ja siihen järjestetty langanupotuslaite, edelleen vastaanotto- ja syöttöme-kanismi sekä sola johtimen ympärille tulevan ylimääräisen metallin poistamista varten.

Tämänkin laitteen epäkohtana on sen pieni teho.

25 Lisäksi päällysteysmateriaalikustannukset nousevat tätä rakennetta käytettäessä suuriksi, koska päällystekerros on vahva ja koska se lisäksi vielä vaihtelee.

Tällä laitteella ei voida myöskään suorittaa sen yhtäjaksoisen toiminnan aikana eri paikkoihin tule-30 vaa tinapäällystystä.

Tämänkertaisella keksinnöllä pyritäänkin kehittämään edellä selostetun kaltaisen päällystekerroksen käsittävä kierretty monilankajohdin sekä sellainen laite tällaisten kierrettyjen johdinlankojen päällystämistä 35 varten, jolla pystytään parantamaan johtimen käyttö varmuutta ja päällysteen laatua sekä vähentämään sulan 7 2 2 2 0 3 metallin tai metalliseoksen kulutusta. Lisäksi keksinnön tarkoituksena on saada aikaan nykyistä tehokkaampi ja valmistusprosessin kannalta edullisempi laiterakenne.

Se minkä pääasiassa voidaan katsoa olevan tunnus-5 omaista tämän keksinnön mukaiselle kierretylle monilanka-johtimelle ja kierrettyjen monilankajohtimien päällystämiseen käytettävälle laitteelle, käy ilmi jäljempänä seuraa-vien patenttivaatimusten 1 ja 5 tunnusmerkkiosasta.

Nämä ja myös muut keksintöön liittyvät edut käyvät 10 ilmi seuraavasta, keksinnön suositettavia rakenteita koskevasta selostuksesa sekä siihen liittyvistä piirustuksista, joissa kuvio 1 on poikkileikkaus keksinnön mukaisesta kierretystä monilankajohtimesta, 15 kuvio 2 on tavallinen aksonometrinen kuva keksin nön mukaisesta kierretystä monilankajohtimesta, kuvio 3 on kaavio keksinnön mukaisten kierrettyjen johtimien päällystämiseen tarkoitetusta laitteesta, kuvio 4 esittää erästä keksinnön mukaista johtimen-20 upotuslaitetta, joka on epäkeskonokka, kuvio 5 on piirretty kuvion 4 nuolen A suunnassa, kuviot 6a ja 6b havainnollistavat toista keksinnön mukaista johtimenupotuslaitetta, joka on ontto runko, ja. kuviossa 7 nähdään vielä eräs keksinnön mukainen 25 johtimenupotuslaite, joka on heiluri.

Kuvio 1 on siis poikkileikkaus kierretystä moni-lanka johdinrakenteesta , joka käsittää esim. kuparilangat ja päällysteet 2 ja 3, jotka voidaan juottaa ja jotka suojaavat johdinrakenteen syöpymiseltä. Ainakin yhdessä 30 johtimessa 1, esim. keskimmäisessä, on sulamista edistävästä aineesta tehty päällyste 2 kaikkien muiden johtimen 1 päällysteiden 3 ollessa helposti sulavaa metallia, esim. tinaa tai tinaseosta. Päällysteet 2 ja 3 voivat ulottua johtimien koko pituudelle.

35 Kuviossa 2 nähdään yksi niitä rakenteita, joissa johtimissa 1 on päällysteet 2 ja 3. Tässä tapauksessa 4 72220 päällysteet 2 ja 3 vaihtelevat eri paikoissa keksenään.

Jos nämä erilaiset päällystealueet vuorottelevat keskenään, niiden pituudet vastaavat likipitäen päällys-tyskerrosten ja cf2 vahvuuksia. Jos oletetaan, että 5 'X ^2 ^ £, ja S<^2 t vahvuudet^ ja S on valittava seuraavasta yhtälöstä, —g- = 0,01 - 10,0, jossa S on langan 1 poikkileikkauspinta-ala.

10 Arvot i ja S on valittu testaamalla nykyisin käy tössä oleva kaapelivalikoima. Päällysteiden 2 ja 3 kerrosten vahvuudet S on taas valittu kuumametallipäällystys-prosessin tämänhetkisten mahdollisuuksien mukaan.

Sulavana metallina voidaan käyttää tinaa ja tina-15 seoksia. Polyuretaania tai hartsia voidaan taas käyttää syöpymiseltä suojaavana ja sulamista edistävänä aineena. Noin 1 ^u vahvuinen päällyste muodostetaan kuparijohtimen pintaan millä tahansa jo tunnetulla ja tähän tarkoitukseen sopivalla menetelmällä. Kierretyn monilankajohtimen 20 valmistusperiaatteena on, että johdinnippua muodostettaessa tinalla ja syöpymistä estävällä sekä metallin sulamista edistävällä aineella päällystetyt langat 1 järjestetään keskenään niin, että ainakin kaksi tällaista lankaa, joissa on erilaiset päällysteet 2 ja 3, koskettavat toisiinsa 25 johtimen koko pituudella. Jos johtimen 1 tinapäällysteessä 3 on liikaa tinaa, johtimen juottaminen tapahtuu vain rajoitetulla alueella kahden kuparilangan sulatusaineen ("flussin") välisellä rajalla, jolloin juotosolosuhteet ovat hyvät.

30 Johdinta valmistettaessa päällystekerroksessa 3 oleva ylimääräinen tina käytetään sulatusaineella päällystettyjen useiden lankojen 1 juottamiseen, koska tinasta voidaan muodostaa yksimolekyylikerroksia johtimen kaikkien erillisten lankojen 1 pintoihin juotosalueella.

35 Esimerkki 1

Kuusi halkaisijaltaan 0,5 mm kuparilankaa 1, joissa Π 9 9 0 0 5 1 i~ <— -> oli vahvuudeltaan ( <*> ) 5 ^u:n tinapäällyste, kierrettiin 0,5 iron keskuslangan 1 ympärille, jonka polyuretaaniker-roksen 2 vahvuus S oli 10 ^u. Kaikkien johtimeen kuuluvien lankojen 1 juotoslaatu oli tällöin tyydyttävä. Juo-5 tettu liitoskohta vastasi pinta-alaltaan kierretyn moni-lanka johtimen 12 halkaisijaa.

Esimerkki 2

Kierretty monilankajohdin vastasi rakenteeltaan esimerkissä 1 esitettyä, mutta sulatusainepäällysteenä 10 2 käytettiin hartsia kerrosvahvuuden <S2 ollessa 2 ^u.

Kaikkien lankojen 1 juotoslaatu oli tyydyttävä. Juotettu liitoskohta vastasi pinta-alaltaan kierretyn monilanka-johtimen 12 halkaisijaa.

Esimerkki 3 15 Kierretty monilankajohdin vastasi rakenteeltaan esimerkissä 1 esitettyä, mutta nyt käytettiin kolmea lankaa 1, joissa oli polyuretaanipäällyste 2, ja neljää lankaa 1, joissa oli tina-lyijyjuotospäällyste 3. Kaikkien lankojen 1 juotoslaatu oli tyydyttävä. Juotettu 20 liitoskohta vastasi pinta-alaltaan kierretyn monilanka- johtimen 11 halkaisijaa.

Esimerkki 4

Kierretty monilankajohdin vastasi rakenteeltaan esimerkissä 1 esitettyä, mutta nyt käytettiin yhtä kes-25 kuslankaa 1, jossa oli tinapäällsyte 3, ja kuutta hart-sipäällysteen 2 käsittävää lankaa 1. Juottamisen jälkeen kierretty monilankajohdinlanka 1 oli helppo erottaa, mikä oli merkkinä siitä, ettei yhden langan 1 pinnassa ollut tina riittänyt kuuden langan 1 juottamiseen. Juotettu lii-30 toskohta vastasi pinta-alaltaan johtimen 8 halkaisijaa.

Esimerkki 5

Kuusi kuparilankaa 11, joissa oli vuorotellen tinalla ja hartsilla päällystetyt, 10 mm pituiset alueet, kierrettiin johdinnipuksi. Eri alueita ei siirretty toi-35 siinsa nähden yli 2-3 mm. Juotettu liitoskohta vastasi pinta-alaltaan kierretyn monilankajohtimen 10 halkaisijaa. Juotoslaatu oli 15 mm pituudella tyydyttävä.

6 72220

Edellä olevien esimerkkien analysointi osoittaa, että kierretyn monilankajohtimen juotoslaatu saadaan tyydyttäväksi valitsemalla oikein niiden lankojen 1 lukumäärä, joissa on erilaiset päällystekerrokset. Tällöin 5 on otettava huomioon se ylimääräinen tina, joka tarvitaan sulatusaineella päällystettyjen lankojen juottamiseen. Samanaikaisesti juotettu liitoskohta pienenee pinta-alaltaan, mikä johtuu taas siitä, että kierretyn monilankajohtimen poikittaissuunnassa on vähemmän tinaa.

10 Keksintöä sovellettaessa kierretyn monilanka- johtimen paino saadaan 10 - 30 % pienemmäksi, koska tinan asemasta käytetään esim. polyuretaania (tinan ominaispaino on 7,3 g/cm^ ja polyuretaanin vain 1,2 g/cm^). Lisäksi kaapelin käyttövarmuus paranee, koska juotettu 15 liitospinta on nyt pienempi; sulatusaineen lämmönjohtavuus on myös pienempi, mikä saa aikaan tinan pienemmän kapillaarivirtauksen johtimen lankojen väliseen tilaan juotosprosessin aikana.

Kuviossa 3 näkyvä kierrettyjen johdinlankojen 20 päällystyslaite käsittää vastaanotto- ja syöttömekanismin, jossa on langan 1 syöttöosasto 4 ja tinatun langan 1 vastaanotto-osasto 5. Nämä osastot ovat tietyllä etäisyydellä toisistaan esim. puolarakenteita. Keksinnön mukainen rakenne käsittää lisäksi laitteen 6, jolla lan-25 ka 1 puhdistetaan ja käsitellään sulatusaineella (esim. sulatusainekylpy), edelleen langan 1 ohjaimen 7 (esim. rullapyörä), sulavan metallin (esim. tinan) sulatteen käsittävän altaan ja käyttölaitteen 11, joka on kiinnitetty altaaseen tukiosalla 10 ja jonka tehtävänä on siirtää 30 langan 1 upotuslaite 12 edestakaisena toimintona sulatteeseen 9. Upotuslaitteen 12 toisessa päässä on rulla-pyörä 13. Langan 1 syöttörataan järjestetty sola 14 poistaa ylimääräisen tinan langan 1 pinnasta ja käsittää langalle 1 tarkoitetun reiän (ei kuvassa 3).

35 Kuviot 4 ja 5 havainnollistavat langanupotus-

7 7 2 9 2 O

laitetta 12, joka on tässä rakenteessa epäkeskonokka 15. Se on kiinnitetty käyttölaitteen akseliin 16 ja kytketty siihen mekaanisesti.

Kuviot 6a ja 6b havainnollistavat vielä erästä 5 langanupotuslaitetta 12. Se on konstruoitu onttona runkona 17, jossa on aukko 18 (kuva 6b); lanka 1 tulee osittain näkyviin tästä aukosta. Runko 17 kääntyy laakeroiduissa ohjaimissa 7 ja on liitetty mekaanisesti käyttölaitteeseen 11, joka pyörittää runkoa 17. Rungon 10 17 pyörintäakseli on samassa linjassa solissa 14 ole vien reikien kanssa, niin ettei lanka pääse menemään vinoon.

Kuvio 7 esittää vielä heilurirakenteista langanupotuslaitetta 12, joka on kytketty mekaanisesti heilu-15 rikäyttölaitteeseen 11, jolloin se pääsee kääntymään pystytasossa. Langan vinoon siirtymisen estämiseksi heilurin toiseen päähän on järjestetty hihnapyörä 13, jonka läpi lanka 1 ohjataan. Heilurin alkuasento ja liikerata on esitetty kuvassa 7 katkoviivalla.

20 Kierretyn johtimen päällystyslaitteen toiminta periaate : Päällystettävä lanka 1 (kuvio 3) syötetään vastaanotto- ja syöttömekanismin syöttöosastosta 4 sula-tuslaitteen 6 ja ohjaimina 7 toimivien rullien läpi ja 25 upotetaan upotuslaitteella 12 altaaseen, jossa on sulaa metallia tai metalliseosta, niin että sulatteeseen upotetut langan 1 osat saavat päällystekerroksen. Lanka liikkuu tällöin edestakaisin pystytasossa käyttölaitteen 12 ohjaamana etukäteen määrättynä jaksotoimintona.

30 Tämän jälkeen lanka 1 menee solaan 14 ja siirtyy sitten vastaanotto-osastoon 5.

Keksinnön mukaiselle laitteelle on tunnusomaista, että upotuslaite on epäkeskonokka 15 (kuvio 4), ontto runko 17, jossa on aukko 18 (kuvio 6) tai heiluri (kuvio 7), 35 jonka avulla lanka 1 upotetaan ajoittain ja etukäteen määrättynä jaksotoimintona sulatteeseen 9, jolloin si- 7 9 9 9 0 8 jainniltaan vaihtelevat kohdat langan 1 pinnassa saavat tinapäällysteen 3 (kuvio 2)ja sulatuspäällysteen 2. Esimerkiksi päällystettäessä kuparilankaa 1, jonka halkaisija on 0,5 mm, saadaan 10 - 15 mm pitkät alueet, 5 joissa on tinapäällyste 3, ja samanpituiset alueet, joissa on taas hartsi- tai polyuretaanipäällyste 2.

Suoritettaessa tinapäällystämistä edellä kuvatulla laitteella voidaan päällystystehoa parantaa 1,5 -2 kertaa. Tämän lisäksi päällysteiden 2 ja 3 laatu on 10 ensiluokkainen ja päällyste voidaan järjestää sijainniltaan vaihteleville alueille. Edelleen tinan kulutusta ja siitä aiheutuvia kustannuksia pystytään alentamaan nykyiseen käytäntöön verrattuna 1,5-2 kertaa.

Päällysteen 3 laatu on arvosteltu mittaamalla 15 sen (3) vahvuus langan 1 koko pituudella. Tällöin on todettu, että päällyste 3 on vahvuudeltaan yhdenmukainen toleranssin ollessa - 0,1 ^u ja päällystysvahvuuden S vastatessa 2^u, kun sitä verrataan aikaisemmilla laitteilla valmistettuihin tinapäällysteisiin, jolloin vas-20 taava toleranssi on + 0,2 - + 0,3 ^u.

Claims (8)

1. Kierretty monilankajohdin, pääasiallisesti yh-dyskaapeleita varten, joka käsittää langat (1), jotka on 5 päällystetty koko pituudeltaan, niin että ne voidaan juottaa ja suojata syöpymiseltä, jossa monilankajohtimes-sa ainakin muutamat langoista (1) on varustettu päällysteellä, joka on tehty sulasta metallista tai metalliseoksesta, tunnettu siitä, että kierretyn monilanka- 10 johtimen jokaisessa poikkileikkauskohdassa on ainakin yksi lanka (1), jossa on sulamista edistävästä aineesta koostuva päällyste (2).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kierretty moni-lankajohdin, tunnettu siitä, että päällysteet (2) 15 ja (3) ovat homogeenisia lankojen (1) koko pituudella.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kierretty moni-lankajohdin, tunnettu siitä, että päällysteet ovat sulamista edistävää ainetta ja sulavaa metallia tai metalliseosta sekä sijoitettu paikallisesti keskenään vuo- 20 rotteleviin kohtiin langan (1) koko pituudelle.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen kierretty moni-lankajohdin, tunnettu siitä, että jokaisen langan (1) parametrit valitaan seuraavan yhtälön perusteella: 25 = 0,01 - 10,0, jossa .ion päällysteen (2) tai (3) käsittävän alueen pituus, A on päällysteiden (2) tai (3) vahvuus, ja S on langan (1) poikkileikkauspinta-ala.

5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen kierretyn moni- lanka johtimen langan (1) päällysteiden (2) ja 3) valmistamiseen tarkoitettu laite, joka käsittää sulatteelle (9) järjestetyn altaan (8), sulatuslaitteen (6), altaan (8) päälle järjestetyn ja langan (1) upottamiseen tar- 35 koitetun upotuslaitteen (12) sekä solan (14) käsittä- 10 7 2 2 2 0 vän vastaanotto- ja syöttömekanismin, tunnettu siitä, että langanupotuslaitteessa (12) on ajoittain toimiva käyttölaite (11), jolla lanka (1) saadaan ajoittaisena toimintona liikkeelle.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tun nettu siitä, että langan (1) upotuslaite (12) on käyttölaitteeseen (11) yhdistetty epäkeskonokka (15).

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että langanupotuslaite (12) on ontto 10 runko (17), jossa on aukko (18) ja joka pyörii ohjaimissa (7), rungon (17) pyörintäakselin ollessa tällöin samassa linjassa solassa (14) olevan aukon akselin kanssa.

7 o 9 O O g / L·. J— i—

8. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että langan (1) upotuslaite on heilu- 15 ri, joka kääntyy pystytasossa. 11 ^ ο ο ο π l' t— C-