DE1028184B - Verfahren zum Verformen des mit einem thermoplastischen Dielektrikum isolierten elektrischen Leiters fuer ein Tiefseekabel mit Bewehrung, dessen isolierter Leiter die Form einer Wendel hat, deren Achse mit der Kabelachse zusammenfaellt - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Es ist bekannt, daß lange Tiefseekabel für TeIephonie- und Telegraphiezwecke mit einem Kupferleiter hergestellt werden, der im allgemeinen aus einer Litze von ausgeglühtem Kupfer mit einem Gesamtquerschnitt von 4 bis 15 mm² von verschiedenartiger Form besteht und der mit einer Schicht aus Guttapercha oder einem thermoplastischen Dielektrikum von geeigneten physikalischen und chemischen Eigenschaften isoliert ist.

Der so isolierte Leiter hat einen Durchmesser von 7 bis 13 mm und ist mit einer Umhüllung aus schraubenförmig aufgewickelten, mit Tannin getränkten Juteschnüren bedeckt, die von einer Bewehrung aus verzinkten Stahldrähten, die ebenfalls schraubenförmig aufgewickelt sind, umgeben ist. Für die Bewehrung von Tiefseekabeln werden gewöhnlich 16 bis 20 solcher Stahldrähte verwendet, deren jeder einen Durchmesser von etwa 2,5 mm besitzt. Auf das Ganze ist schließlich eine äußere Hülle aus zwei Schichten von mit Teer oder Bitumen imprägnierten Juteschnüren oder -bändern aufgebracht.

Ein jetzt vielfach an Stelle von Guttapercha für die Isolation zur Anwendung kommender thermoplastischer Stoff ist Polyäthylen, das zuweilen in Mischung mit anderen Stoffen, wie Wachsen, Polyisobutylen usw., verwendet wird.

Beim Auslegen und Heben von Kabeln in der Tiefsee (6000 m und mehr) werden die Kabel in der Längsrichtung Zugkräften von solchen Werten unterworfen, die nahe der Reißfestigkeit der Drähte liegen, so daß die Kabel beträchtliche prozentuale Dehnungen elastischer oder bleibender Art erfahren, die bis zu 1 oder 2·% betragen können. In den am meisten beanspruchten Teilen des Kabels neigen außerdem die schraubenförmig aufgeseilten Bewehrungsdrähte dazu, ihren Steigungswinkel in bezug auf die Achse zu verkleinern. In diesen Teilen kann sich daher das Kabel sogar um mehr als 2% verlängern. Diese Verlängerung ist jedoch für die Bewehrung und Umhüllung vorübergehend, da diese Teile auf ihre ursprüngliche Länge zurückgehen, sobald die Belastung aufhört. Dabei würde das ganze Kabel praktisch in seine ursprüngliche Lage zurückkehren, wenn der über seine Elastizitätsgrenze hinaus gedehnte Kupferleiter zusammengedrückt würde und sich gleichmäßig mit der Bewehrung und Umhüllung verkürzen könnte. Dies wäre der Fall, wenn der Leiter, die Isolation, die Umhüllung und die Bewehrung fest miteinander verbunden wären. Jedoch ist die Reibung zwischen den verschiedenen Elementen des Kabels nicht immer ausreichend, so daß es daher vorkommen kann, daß der Kupferleiter auf einer gewissen Länge innerhalb der Isolation und diese innerhalb der Umhüllung rutscht; an einer Stelle, an Verfahren zum Verformen des mit einem thermoplastischen Dielektrikum isolierten elektrischen Leiters für ein Tiefseekabel mit Bewehrung, dessen isolierter Leiter die Form einer Wendel hat, deren Achse mit der Kabelachse zusammenfällt

Anmelder:

Pirelli Societa per Azioni, Mailand (Italien)

Vertreter: Dr. <E. Wiegand, München 27,

und Dipl,-Ing. W. Niemann, Hamburg 1, Ballindamm 26,

Patentanwälte

Beanspruchte Priorität: Italien vom 15. Juli 1962

welcher die Umhüllung weniger dicht ist, entsteht dann aber infolge der bei der Entlastung des Kabels eintretenden Verkürzung eine Ausbuchtung im Leiter. Diese kann so scharf sein, daß sie zu einer Beschädigung der Isolation führt.

Es ist nun bereits vorgeschlagen worden, diesen Nachteil dadurch zu beheben, daß auf den isolierten ■ Leiter oder seine Umhüllung ein Band aus Jute, Baumwolle oder Hanf von beträchtlicher Dicke (etwa 1 mm) und etwa 10 mm Breite oder ein Faden oder eine Litze oder eine Mehrzahl von parallelen Fäden oder Litzen von gleicher Dicke in offener Schraubenform aufgebracht wird, so daß unter dem Druck der Bewehrungsdrähte der isolierte Leiter die Form einer Wendel annimmt, deren Achse mit der Kabelachse zusammenfällt.

Ein in dieser Weise hergestelltes Kabel kann somit einer Verlängerung oder Verkürzung unterworfen werden, ohne daß der Leiter selbst eine ähnliche Verlängerung oder Verkürzung erfahren muß. Vielmehr kann eine geringe Änderung im Durchmesser der von

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dem isolierten Leiter gebildeten Wendel beträchtliche Änderungen der Kabellänge ausgleichen.

Im Laufe von Verlängerungen und Verkürzungen eines solchen Kabels durchgeführte Messungen des elektrischen Widerstandes seines Leiters haben ergeben, daß sich die Widerstandswerte hierbei nur sehr wenig ändern. Da die außerordentlich kleinen AVellen im Leiter über die ganze Länge des Kabels verteilt sind, besteht keine Gefahr der Bildung von

einer unter der Bewehrung liegenden Umhüllung durch eine Vorrichtung hindurchgeführt, welche den isolierten Leiter zu einer Wendel von kleinem Durchmesser verformt und gleichzeitig mit einem Band, einem Faden, einer Litze oder mit einer Mehrzahl von parallelen Fäden oder Litzen aus Jute, Baumwolle oder Hanf in offener Schraubenform so bewickelt, daß eine praktisch zylindrische Kabelseele entsteht mit einem Durchmesser, der gleich ist der Summe

zu verankern.

Das gleiche Ergebnis hat man gemäß einem anderen

Leiterausbuchtungen und keine unbedingte Notwen- io aus dem Durchmesser des isolierten Leiters und der digkeit, den Leiter, die Isolation, die Umhüllung und Dicke des Bandes, des Fadens, der Litze oder der die Bewehrung untereinander fest und gleichmäßig Mehrzahl von parallelen Fäden oder Litzen.

Durch die Erfindung wird also erreicht, daß trotz gleichförmiger und regelmäßiger schraubenförmiger

Vorschlag dadurch erhalten, daß in der aus Fäden 15 Verformung des isolierten Leiters, auf welchen das bestehenden Umhüllung einige Fäden vorgesehen Band od. dgl. aus Jute, Baumwolle oder Hanf gewerden, die einen größeren Durchmesser als die wickelt ist, die Juteumhüllung auf eine praktisch übrigen Fäden haben, so daß eine Art schrauben- zylindrische Kabelseele längs des ganzen Kabels auf-, förmige Rippe erhalten wird, welche die gleiche gebracht werden kann, so daß sie sowohl während Wirkung wie ein auf die Umhüllung in offener 20 des Aufwickeins der Bewehrungsdrähte als auch bei Schraubenwindung aufgewickeltes Juteband hat. Ahn- der Streckung des Kabels durch irgendwelche äußeren liehe Ergebnisse sind auch mit Jutefäden von gleichem Kräfte durch die darüberliegenden Bewehrungsdrähte Durchmesser erhalten worden, die auf einem Um- gleichmäßig an allen Punkten der Juteumhüllung fangsbogenstück des Kabels in einer größeren Zahl längs des Kabels zusammengedrückt wird. Das Kabel¹ aufgebracht sind, wobei dieses Bogenstück schrauben- 25 gemäß der Erfindung besitzt somit sämtliche Vorteile, förmig in bezug auf die Achse des Kabels in der aber keinen der Nachteile der eingangs genannten gleichen Richtung wie die Schraubenlinie verläuft,
gemäß welcher der Leiter verformt werden soll.

Um die Verformung des Leiters zu bewirken, ist auch bereits vorgeschlagen worden, eine Umhüllung zu verwenden, die aus zwei Lagen von Jutefäden besteht, welche in einer offenen Schraube, aber in entgegengesetzten Richtungen aufgewickelt sind, so daß ein wabenförmiges Gefüge erhalten wird.

Bei diesen Verfahren wird der Leiter durch Zu- 35 Juteumhüllung sammendrücken der Juteumhüllung entsprechend dem wehrung.
Verlauf der Schraubenlinie verformt, gemäß welcher Fig. 2 ist ein Schnitt durch einen vorgeformten und

das Band, der Faden, die Litze oder die Mehrzahl isolierten Leiter, der mit einer Lage aus mehreren von parallelen Fäden oder Litzen aufgebracht wird. parallelen Fäden oder Litzen bewickelt ist, wobei Diese Verformung wird somit auf Grund einer 40 wieder mit 1 der Leiter, mit 2 die Isolation, mit 3 die ungleichmäßigen Verteilung des Druckes auf die
Juteumhüllung längs des Umfangs des Kabelquerschnittes erhalten, und dies hat eine ungleichmäßige
Rückwirkung der Juteumhüllung auf die äußeren
Kräfte zur Folge, die auf sie durch die Bewehrungs- 45
drähte übertragen werden, wenn das Kabel gestreckt
wird. Da weiterhin eine vollkommene Homogenität
der Jutefäden längs des ganzen Kabels offensichtlich
nicht gewährleistet werden kann (weil sich jeder

Faden auf seiner ganzen Länge in der Stärke und 5° bar, z. B. auch auf einen massiven Runddraht. Dichte ändern kann), würde dies zu einer ungleich- Aus den beiden dargestellten Beispielen ist ersieht-

mäßigen Verformung des isolierten Leiters führen. Es ist auch zu beachten, daß durch das Band, den Faden, die Litze oder die Mehrzahl von parallelen Fäden oder Litzen die Windungen der Juteumhüllung an verschiedenen Stellen verankert werden, und dies

bekannten Kabel.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand Zeichnung beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch einen vorgeformten und isolierten Leiter, der mit einem Band aus Jute, Baumwolle oder Hanf bewickelt und nachfolgend mit einer Umhüllung versehen ist; dabei bezeichnet 1 den Leiter, 2 die Isolation, 3 das Band und 4 die unter der nicht dargestellten BeSchicht der auf den vorgeformten Leiter aufgewickelten parallelen Fäden und mit 4 die Umhüllung bezeichnet ist, die unter den nicht dargestellten Bewehrungsdrähten liegt.

In beiden Fällen besteht der Leiter 1 aus einer Kupferlitze, die vorzugsweise durch Walzen oder Ziehen auf einen kleineren Durchmesser bei gleichem elektrisch leitendem Querschnitt gebracht ist. Die Erfindung ist jedoch auf jede Form des Leiters anwend

ist besonders während des Auf- oder Abrollens des Kabels gefährlich, da dann die Neigung besteht, daß die Juteumhüllung an den Punkten, an denen sie verankert ist, zerstört wird.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verformen des mit einem thermoplastischen Dielektrikum, wie z. B. Guttapercha oder Polyäthylen oder einer Zusammensetzung auf der Grundlage von Guttapercha

lieh, daß die Juteumhüllung 4 über einer praktisch zylindrischen Kabelseele mit einem Durchmesser D = d + s liegt.

Fig. 3 zeigt schematisch eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Verformen des isolierten Leiters zu einer Wendel. Indieser Figur bezeichnet 11 den isolierten Leiter, der sich mit einer konstanten Geschwindigkeit in der durch einen Pfeil bezeichneten Richtung vorwärts bewegt und dabei von Führungsscheiben 12 und 13 abgestützt wird.

Zwischen den Führungsscheiben 12 und 13 ist eine Verformungswalze 14 angeordnet, deren Achse schräg zu den Achsen der Führungsscheiben in einer Ebene

bzw. Polyäthylen, isolierten elektrischen Leiters für 65 Hegt, die parallel zu der Ebene verläuft, welche ein Tiefseekabel mit Bewehrung, dessen isolierter durch die Achsen der Führungsscheiben bestimmt ist. Leiter die Form einer Wendel hat, deren Achse mit
der Kabelachse zusammenfällt.

Bei einem derartigen Verfahren wird gemäß der

Der Abstand L zwischen der Achse der Walze 14 und der Ebene durch die Achsen der Scheiben 12 und 13 ist von dem gewünschten Verformungsgrad abhängig.

Erfindung der isolierte Leiter vor dem Aufbringen 70 Das Band, der Faden, die Litze oder die Mehrzahl

von parallelen Fäden oder Litzen, die von einer Spule 15 abgewickelt und von einer Rolle 16 geführt werden, werden auf den isolierten Leiter aufgewickelt, während er sich vorwärts bewegt. Die Teile 12, 13, 14,15 und 16 rotieren gemeinsam um die geometrische Achse des isolierten Leiters 11, so daß dieser zu einer Wendel verformt und gleichzeitig mit dem Band od. dgl. bewickelt wird.

Der Radius r der Verformungswalze 14, der Radius R der Führungsscheiben 12 und 13, der Abstand D zwischen den Achsen der Führungsscheiben 12 und 13 und der Abstand L zwischen den parallelen Ebenen durch die Achsen der Scheiben 12 und 13 und durch die Achse der Walze 14 werden in zweckentsprechender Weise in bezug auf die Steigung der Wendel, die Abmessungen des zu verformenden isolierten Leiters und den gewünschten Verformungsgrad gewählt.

Nachstehend ist ein Beispiel für die den Teilen zu gebenden Abmessungen (auf welche die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist) gegeben, welche sich als zweckmäßig für einen isolierten Leiter herausgestellt haben, der einen Durchmesser von etwa 10 mm hat:

R = 15 mm, L = 23 mm, r = 10 mm. _a5

Sowohl die Führungsscheiben 12 und 13 als auch die Verformungswalze 14 können entweder nicht drehbar angeordnet sein oder sich um ihre Achsen mit einer Umfangsgeschwindigkeit drehen, die gleich der Bewegungsgeschwindigkeit des isolierten Leiters oder verschieden von dieser Geschwindigkeit ist. Die Erfindung umfaßt auch eine Kombination aus nicht drehbaren Führungsscheiben und einer umlaufenden Verformungswalze, und umgekehrt.

Die Verformungswalze 14 kann zugleich die Aufgäbe der Führung des aufzuwickelnden Bandes od. dgl. übernehmen, und in diesem Fall ist die kleine Führungsrolle 16 nicht erforderlich.

Ein anderes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung, welches zu dem gleichen Ergebnis führt, ist in Fig. 4 wiedergegeben. In diesem Fall sind die den isolierten Leiter 11 abstützenden Führungsscheiben durch zwei nicht drehbare Matrizen 17 und 18 ersetzt, durch welche der isolierte Leiter hindurchläuft und zwischen welchen er der Einwirkung der Vorformungswalze 14 unterliegt.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verformen des mit einem thermoplastischen Dielektrikum, wie z. B. Guttapercha oder Polyäthylen oder einer Zusammensetzung auf der Grundlage von Guttapercha bzw. Polyäthylen, isolierten elektrischen Leiters für ein Tiefseekabel mit Bewehrung, dessen isolierter Leiter die Form einer Wendel hat, deren Achse mit der Kabelachse zusammenfällt, dadurch gekennzeichnet, daß der isolierte Leiter vor dem Aufbringen einer unter der Bewehrung liegenden Umhüllung durch eine Vorrichtung hindurchgeführt wird, welche den isolierten Leiter zu einer Wendel von kleinem Durchmesser verformt und gleichzeitig mit einem Band, einem Faden, einer Litze oder einer Mehrzahl von parallelen Fäden oder Litzen aus Jute, Baumwolle oder Hanf in offener Schraubenform so bewickelt wird, daß eine praktisch zylindrische Kabelseele entsteht mit einem Durchmesser, der gleich ist der Summe aus dem Durchmesser des isolierten Leiters und der Dicke des Bandes, des Fadens, der Litze oder der Mehrzahl von parallelen Fäden oder Litzen.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei Scheiben (12, 13) zum Führen des sich vorwärts bewegenden isolierten Leiters (11), eine Walze (14) zum Verformen des isolierten Leiters und eine Ablaufspule (15) für das Band od. dgl., die jeweils um ihre Achse frei drehbar sind und gemeinsam um die geometrische Achse des isolierten Leiters rotieren.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungswalze (14) gleichzeitig als Führungsrolle für das Band od. dgl. dient.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsscheiben (12, 13) nicht drehbar angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsscheiben (12, 13) durch nicht drehbare Matrizen (17, 18) ersetzt sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungswalze (14) nicht drehbar angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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