DE1025957B

DE1025957B - Bewehrung fuer Seekabel mit in Abstaenden eingebauten Zwischenverstaerkern

Info

Publication number: DE1025957B
Application number: DES46001A
Authority: DE
Inventors: Arthur Lennox Meyers
Original assignee: Submarine Cables Ltd
Current assignee: Submarine Cables Ltd
Priority date: 1954-10-15
Filing date: 1955-10-14
Publication date: 1958-03-13
Also published as: FR1139636A; GB764925A; US2894057A

Description

Die Erfindung betrifft Unterseekabel und speziell eine verbesserte Konstruktion von deren Armierung.

Man weiß schon lange, daß bei einem Tiefseekabel mit einer einzigen Lage von Armierungsdrähten aus dem Verwinden oder Verdrillen des Kabels Beschädigungsmöglichkeiten entstehen. Im besonderen ist dies der Fall bei Kabeln, in denen in Abständen Zwischenverstärker oder ähnliche Geräte eingebaut sind, da das Kabel an den in diese Einbauten angrenzenden Abschnitten leicht Schleifen bildet und diese Schleifen sich unter der Längs- *° spannung beim Legen und Einholen des Kabels durch das Kabelschiff aufeinanderlegen, so daß sich im Kabel Kinken bilden, die zu elektrischen Fehlern oder sogar zu vollständigen Brüchen führen können.

Schwierigkeiten können sich besonders beim Aufholen eines Kabels einstellen, das mit einem Zwischenverstärker verbunden ist, während das Kabel repariert oder eingeholt wird. Zu einer solchen Zeit sind die Armierungsdrähte schwer belastet, weil das Gewicht des Kabels und möglicherweise auch noch des eingebauten Zwischen-Verstärkers daranhängt, und infolgedessen tritt ein axiales Verwinden ein. Wenn der Längszug stetig gleichbliebe, brauchte das Verwinden selbst keine ernsten Folgen zu haben; praktisch ist er aber nicht gleichförmig. Beispielsweise verursacht das Steigen und Fallen des Schiffes in der Meeresdünung Veränderungen in der Zugspannung; daher laufen Wellen vergrößerten und verminderten Zuges am Kabel hinab, und als Folge davon verändern sich das Ausmaß und die Verhältnisse der axialen Verwindung. Der Zwischenverstärker unterbricht teilweise diese Wellen axialer Verwindung entweder infolge seiner Reibung auf dem Meeresgrund oder infolge seiner Größe und Masse, wenn er hängt. Bei augenblicklicher Zugentlastung nahe dem Grund besteht daher eine Neigung des Kabels zur Bildung von Schleifen oder Windungen und eine Neigung der Windungen, sich an oder nahe bei dem Zwischen verstärker anzuhäufen. Unter fortgesetztem Zug, wenn das Schiff steigt oder das Kabel weiter aufgeholt wird, können sich diese Windungen in Kinken ausziehen, und daraus können sich elektrische Fehler ergeben. Zudem kann ein Bruch des Kabels unter voller Zuglast, wenn die Kinken sich der Oberfläche nähern, das Einholen des Zwischenverstärkers unmöglich machen. Um diese Schwierigkeit zu überwinden, hat man bereits vorgeschlagen, eine doppelte Lage von Armierungsdrähten zu verwenden, wobei die äußere und die innere Lage in entgegengesetztem Sinne schraubenförmig gewunden sind. Man wollte damit sicherstellen, daß die Neigung der einen Lage zum Verwinden durch die gegensinnige Verwindungsneigung der anderen Lage aufgehoben wird.

Es ist aber klar, daß eine solche Verwendung zweier Armierungslagen über die ganze Kabellänge die Herstellungskosten des Kabels beträchtlich erhöht, ganz ab-Bewehrung für Seekabel

mit in Abständen eingebauten

Zwischenverstärkern

Anmelder:
Submarine Cables, Limited, London

Vertreter: Dr. W. Müller-Bore, Patentanwalt,
Braunschweig, Am Bürgerpark 8

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 15. Oktober 1954

Arthur Lennox Meyers, London,
ist als Erfinder genannt worden

gesehen von der sehr unerwünschten bedeutenden Vergrößerung des Gewichts.

Man könnte daran denken, in der Nähe der Zwischenverstärker eine nennenswerte Länge doppelt armierten Kabels mit einem einfach armierten Kabel zu verspleißen, das im übrigen die Hauptlänge zwischen den Verstärkern ausmacht. Gegen eine solche Anordnung ist einzuwenden, daß die plötzliche Änderung in den Torsionseigenschaften des Kabels an der Verbindungsstelle der beiden Kabelarmierungen die Wellen axialer Verdrillung teilweise unterbricht, so daß wieder eine Neigung zur Kinkenbildung an oder nahe bei der Verbindungsstelle entsteht.

Die Erfindung löst das oben angeführte Problem dadurch, daß in der Mitte zwischen den Zwischenverstärkern eine einlagige und in der Nähe der Zwischenverstärker eine aus zwei Lagen mit entgegengesetztem Drall bestehende Bewehrung vorgesehen ist und daß die einlagigen und/oder die zweilagigen Bewehrungen so ausgebildet sind, daß die bei Zugkräften auftretende Torsion des Kabels an der Übergangsstelle zwischen den beiden Bewehrungsarten allmählich zu- bzw. abnimmt.

Der praktische Erfolg ist der, daß die Wellen axialer Verwindung in ihrer Amplitude allmählich vermindert werden, ohne daß an irgendeiner Stelle eine ernstliche Teilunterbrechung auftritt. Die Neigung zur Bildung von Windungen und Kinken wird also ausgeschaltet. Und

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dieser Vorteil wird gewonnen, ohne daß sich die Gesamt- Rechtsschlag von etwa 660 mm aufgebracht sind. Schließkosten des Kabels ungebührlich erhöhen. lieh ist die äußere Lage 18 der Armierung mit einer Man kann die gewünschte Abstufung der Torsions- äußeren Umhüllung 19 überzogen, diese besteht aus zwei eigenschaften des Kabels dadurch gewinnen, daß man Lagen Jutegarn, die gegensinnig aufgesponnen sind. Wie die Armierungsdrähte des einfach armierten Kabels ohne 5 in Fig. 3 gezeigt ist, kann jeder Armierungsdraht durch Änderung bis zum Zwischenverstärker weiterführt und einen eigenen Überzug aus einer Teerverbindung vor über sie eine zweite Lage von Armierungsdrähten mit Korrosion geschützt werden, der durch ein Gewebeband entgegengesetztem Schlag legt. Dabei können der Schlag- in seiner Lage gehalten wird, oder auch durch einen strangwinkel der Drähte gegenüber der Kabelachse und,^foder gepreßten Kunststoffüberzug, beispielsweise aus PoIydie Durchmesser der Drähte und/oder die Anzahl der io vinylchlorid. Als weiteren Schutz erhält das ganze Kabel Drähte in der zweiten oder äußeren Lage allmählich zu- zur Fertigstellung einen Überzug aus einer Teervernehmen, bis nahe beim Zwischenverstärker in dem doppelt bindung.

armierten Kabel der Torsionsausgleich im wesentlichen Anzahl, Maße und Lagen der Armierungsdrähte werden

erreicht ist. Wahlweise kann man die gewünschte Ab- so gewählt, daß das vollständig doppelt armierte Kabel stufung auch dadurch gewinnen, daß man allmählich den 15 im unmittelbaren Anschluß an einen Verstärker torsions-

Schlagwinkel und/oder die Anzahl und/oder den Durch- mäßig im wesentlichen ausgeglichen ist; wenn es also

messer der Drähte sowohl in der inneren wie in der äußeren einem Längszug unterworfen wird, so erleidet es keine

Lage ändert. axiale Verwindung.

Die Länge, über die man die allmähliche Abstufung in Der allmähliche Übergang der Armierungen gemäß der

den Torsionseigenschaften des Kabels bewirkt, kann von 20 Erfindung ist schematisch in Fig. 2 veranschaulicht.

einem Kleinstwert von etwa 180 m bis zu einem Größt- Hier ist gezeigt, wie die Torsionseigenschaften des Kabels

wert von 1800 m oder noch mehr gehen. In unmittelbarer allmählich abgestuft sind, von dem verwindungsfesten,

Nähe des Zwischenverstärkers sollte eine beträchtliche vollständig doppelt armierten Kabel am linken Ende von

Länge, z.B. 180 m oder mehr, im wesentlichen ausge- Fig. 2 bis zu dem verwindbaren, einfach armierten Kabel

glichenen Kabels vorhanden sein. 25 rechts. So zeigt die Zone 1, die eine Länge von 180 m oder

Die Erfindung wird durch die Zeichnungen in einem mehr haben kann, das vollständig doppelt armierte

Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Kabel dicht am Zwischenverstärker. Am Anfang der

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht eines Untersee- Zone 2, die eine Länge von etwa 46 m und in einem

kabeis, das in Abständen mit Verstärkergeräten aus- anderen Beispiel eine. Länge von 146 m darstellen kann,

gerüstet ist; 30 sind einige. Drähte in der Außenlage, wie bei 2.4 ange-

Fig. 2 ist eine unmaßstäbliche Seitenansicht eines deutet ist, abgeschnitten, so daß sie von hier an in der

Kabelabschnittes mit gemäß der Erfindung ausgeglichenen äußeren Lage fehlen. Dies wiederholt sich in den weiteren

Torsionseigenschaften; Zonen. So sind bei 4.4 und 5.4 solche abgeschnittenen

Fig. 3 ist ein Querschnitt etwa nach der Linie III-III Drahtenden angedeutet, bis in der Zone 9 nur noch

von Fig. 1 durch das Kabel mit Torsionsausgleich nahe 35 wenige Drähte in der äußeren Lage verbleiben. Auch

bei dem Zwischenverstärker. diese wenigen Drähte sind dann am Anfang der Zone 10

In Fig. 1 bezeichnet S eine Kabellänge, die zwei Ver- weggelassen, so daß das Kabel von hier an nur noch eine

stärker (allgemein mit R₁ und A₂ bezeichnet) miteinander einfache Lage von Armierungsdrähten enthält. Die

verbindet. Solche Zwischenverstärker finden sich in Lücken, die sich durch das Wegschneiden der Drähte

regelmäßigen Abständen über die ganze im Wasser 40 bilden, werden mit Jutegarn ausgefüllt, wie in den Zonen

liegende Länge des Kabels. ^ 2 und 3 bei 2 B und 35 angedeutet ist. Die abgeschnitte-

In Fig. 2 und 3 ist in Längsansicht und Querschnitt ein nen Enden sind mit Bandagen 20 gesichert. Die äußere

Unterseekabel dargestellt, in dem die Leiter koaxial Umhüllung 19 ist über den ganzen Bereich der Armierungs-

angeordnet sind. Ein innerer Kupferleiter C ist mit einer verstärkung hinweggeführt; ihr Durchmesser verjüngt

Schicht A aus thermoplastischem Stoff, z. B. Polyäthylen, 45 sich bis herunter zu dem einfach armierten Ende, und sie

isoliert, und um diese ist der Außenleiter B in Gestalt kann dort abgebunden oder als äußere Umhüllung des

wendelförmig gewickelter Kupferbänder gelegt, die durch einfach armierten Kabels weitergeführt werden.

eine kupferne Bandage D in ihrer Lage gehalten werden. Eine solche Spezialausbildung des Kabels, wie sie

Wie aus dem Querschnitt nach Fig. 3 hervorgeht, ist die soeben beschrieben wurde, wird auf jeder Seite eines

Kabelseele, normaler Übung entsprechend, mit einer 5° jeden Zwischenverstärkers, der in das tiefe Wasser zu

inneren Umhüllung 15 aus Jutegarn umgeben, und über liegen kommt, angeordnet.

dieser liegt die innere Lage 16 von Armierungsdrähten, Im nachstehenden werden in zwei Tabellen zwei prak-

die in diesem Falle aus 21 verzinkten Stahldrähten von tische Ausführungen des Torsionsausgleiches gemäß der

je 2,4 mm Durchmesser besteht, die wendelförmig mit Erfindung angegeben. In beiden Fällen besitzt das Grund-

einem Linksschlag von etwa 400 mm aufgebracht sind. 55 kabel eine Armierung aus 21 Stahldrähten von 2,4 mm

Diese Armierungslage läuft unverändert als einfache Durchmesser mit einem Linksschlag von 400 mm. Der

Kabelarmierung über den ganzen Kabelabschnitt S in Torsionsausgleich besteht in der Zone, die sich unmittel-

Fig. 1 von dem linken Zwischenverstärker R₁ zu dem bar an den Verstärker anschließt, aus 34 Stahldrähten

rechten Verstärker R₂ durch und wiederholt sich in von 1,83 mm Durchmesser mit einem konstanten Rechts-

dieser Form in allen einzelnen Kabelabschnitten zwischen 60 schlag von 660 mm, wobei die Zahl der Drähte nach den

den Verstärkern. folgenden Tabellen allmählich verringert wird.

Die innere Lage 16 von Armierungsdrähten ist mit einer In dem Beispiel der Fig. 2 wird die schrittweise Torsionsweiteren Umhüllung 17 aus Jutegarn umgeben, und diese abstufung durch Verändern der Zahl der Drähte in der ist durch nicht dargestellte Bandagen aus Jute gesichert. äußeren Lage erreicht; aus dem vorher Gesagten geht Über der Juteumhüllungsschicht 17 liegt die äußere 65 aber klar hervor, daß die gewünschte Abstufung statt Lage 18 von Armierungsdrähten, die sich bis zum Ver- dessen oder zusätzlich dazu auch durch Verändern des stärker R₁ erstreckt und mit der inneren Drahtlage 16 Schlagwinkels und/oder der Durchmesser der Drähte die doppelte Armierung bildet. Die äußere Lage 18 be- erzielt werden kann. Man könnte meinen, daß das beste steht in diesem Falle aus 34 verzinkten Stahldrähten von Ergebnis durch eine stetige Veränderung des Schlag-1,83 mm Durchmesser, die wendelförmig mit einem 70 winkeis zu erzielen sein müßte, weil man damit eine

Beispiel I

	Länge	Anzahl	7	Nummern der für die	Drähte	28	34
Zone	m	der Drähte	6	folgende Zone entfernten	21	27
Nr.	275	je Zone	3		20	24	31
1	46	34	2	14	17	23	30
2	46	29	5	13	16	26	33
3	46	25	4	10	19	25	32
4	46	20	1	9	18	22	29
5	46	15	12	15
6	46	10	11
7	5	8

Beispiel II

	Lange	Anzahl	11	Nummern	der in der	22	34	33
Zone	m	der Drähte	10	folgenden Zone entfernten	21	32
Nr.	365	je Zone	5	Drähte	16	27
1	146	34	4	15	26
2	146	31	6	17	28
3	146	TI	2	13	24
4	146	24	8	19	30
5	146	21	3	14	25
6	146	18	9	20	31
7	146	15	7	18	29
δ	146	12	1	12	23
9	146	9
10	146	6
11	3

stufenlose Veränderung gewinnen könnte; aber dies ist nicht nur praktisch schwer durchführbar, sondern eine solche Verfeinerung hat sich auch als unnötig erwiesen. Die Erfindung wurde beschrieben und zeichnerisch dargestellt an einem Kabel, in dem die Zugelemente aus Runddrähten bestehen, aber selbstverständlich kann man die gewünschte Torsionsabstufung auch mit Zugelementen mit anderem als kreisrundem Querschnitt erreichen. Außer mit Zwischenverstärkern ist die Erfindung auch mit anderen Einsätzen anwendbar, beispielsweise mit Belastungsspulen, die ähnliche Schwierigkeiten verursachen können.

Claims

Patentansprüche:

1. Bewehrung für Seekabel mit in Abständen eingebauten Zwischenverstärkern od. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß in der Mitte zwischen den Zwischenverstärkern eine einlagige und in der Nähe der Zwischenverstärker eine aus zwei Lagen mit entgegengesetztem Drall bestehende Bewehrung vorgesehen ist und daß die einlagigen und/oder die zweilagigen Bewehrungen so ausgebildet sind, daß die bei Zugkräften auftretende Torsion des Kabels an der Übergangsstelle zwischen den beiden Bewehrungsarten allmählich zu- bzw. abnimmt.

2. Bewehrung für Seekabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei unverändert bis zum Zwischenverstärker geführtem Kabel mit einfacher Bewehrung bei der zweiten Bewehrungslage aus Armierungsdrähten mit entgegengesetztem Schlag der Schlagwinkel und/oder der Durchmesser der Drähte und/oder die Anzahl der Drähte in der zweiten Lage zum Zwischenverstärker hin allmählich zunimmt.

3. Bewehrung für Seekabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bereich mit doppelter Bewehrung der Schlagwinkel und/oder die Anzahl und/oder der Durchmesser der Drähte sowohl in der inneren als auch der äußeren Lage geändert ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen