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Verfahren und Vorrichtung zum Legen von Seekabeln mit eingebauten
Apparaturen, wie beispielsweise Unterwasserverstärkern, Spulen-oder Verbindungsmuffen
Bei der Verlegung von Seekabeln ist im allgemeinen eine Verlegecinrichtung üblich,
wie sie in Fig.1 schematisch dargestellt ist. Über die Trommel 1 eines sogenannten
Wegholgetriebes läuft das Kabel 2 zur Trommel 3 einer Verlegewinde, umschlingt die
Trommel 3 im allgemeinen mehrfach und läuft über die Heckrolle 4 ins Wasser. Das
Wegholgetriebe hat hierbei die Aufgabe, das Kabel vom Tank des Schiffes zur Verlegewinde
zu führen. Die Verlegewinde wird bei der Verlegung des Kabels gebremst, um zu verhindern,
daß das Kabel infolge seines Eigengewichtes mit zunehmender Geschwindigkeit aus
dem Schiff läuft, d. h. ausrauschen würde. Bei der Aufnahme eines Kabels aus dem
Wasser läuft der Vorgang in der umgekehrten Richtung ab. Hierbei wird die Verlegewinde
von einem Motor angetrieben und hievt das Kabel aus dem Wasser. Das Wegholgetriebe
wird über eine kutschkupplung etwas schneller als die Verlegewinde angetrieben und
hält so das Kabelstück zwischen Weghol-Betriebe und Verlegewinde genügend straff,
damit das Kabel auf der Verlegetrommel ausreichend haftet. Der Einfachheit halber
wird im folgenden nur der Verlegevorgang betrachtet. Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich
ist, läuft das Kabel t auf die Trommel 3 der Verlegewinde auf und wird nach einer
gewissen Umschlingung der Trommel von einem keilförmigen, feststehenden Abstreifmesser
5 bzw. von einem Ringabstreifmesser um eine Kabelbreite parallel zur Trommelachse
auf der Trommel 3 verschoben. Damit wird sichergestellt, daß das auf die Verlegetrommel
auf-' laufende Kabel nicht über die bereits vorhandenen Windungen läuft und so den
Verlegevorgang gefährden würde. Die auf der Trommel eng nebeneinanderliegenden Windungen
des Kabels werden hierbei vom Abstreifmesser jeweils ebenfalls um j e eine Kabelbreite
verschoben. Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch den Mantel der Verlegetrommel 3, das
Abstreifmesser 5 und die Windungen des Kabels 2.
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Beim normalen Verlegevorgang wird auf sämtliche Kabelwindungen vom
Abstreifmesser ein seitlicher Druck ausgeübt, demzufolge sich die Windungen um jeweils
eine Kabelbreite verschieben. Ist aber in das Kabel eine flexible Apparatur, beispielsweise
ein Unterwasserverstärker, eine Spulen- oder eine Verbindungsmuffe, eingebaut, so,
besteht die Gefahr, daß die benachbarten Kabelwindungen vom Abstreifmesser unter
diese Verdickung 6 geschoben werden (Fig. 5), so daß sich Schlingen bilden und der
Verlegevorgang gestoppt werden muß. Um dies zu vermeiden, muß man auf beiden Seiten
der in das Kabel eingebauten Apparatur sogenannte Auflaufstulpe montieren. Diese
Auflaufstulpe bestehen im allgemeinen aus konischen Gummiteilen, die den Durchmesserunterschied
zwischen dem Kabel und dem eingebauten Teil ganz allmählich ausgleichen. Die Erfahrung
hat gezeigt, daß diese konischen Teile so lang sein müssen, daß der Durchmesserunterschied
von je zwei benachbarten Windungen nicht größer als 3 : 2 ist, damit das in Fig.
5 dargestellte Unterlaufen der Windungen nicht eintritt. Um die in Fig.6 dargestellten
Verhältnisse zu erreichen, sind unter Umständen sehr lange Auflaufstulpe 7 erforderlich.
Wenn man bedenkt, daß die Verlegetrommeln im allgemeinen einen Durchmesser von 1,5
bis 3 m haben, so ergeben sich je nach dem Kabeldurchmesser und dem Durchmesser
der eingebauten Verdickung Auflaufstulpe von insgesamt bis zu 50 m Länge. Diese
Auflaufstulpe bedingen unter Umständen eine erhebliche Verteuerung der in das Kabel
eingebauten Apparaturen. Darüber hinaus aber sind sie technisch insofern für die
Verlegung von Nachteil; als während des Überlaufens der eingebauten Apparatur über
die Verlegetrommel die seitliche Verschiebung der Windungen wesentlich größer ist
als während der Legung des Kabels. Dies zwingt unter Umständen dazu, die Verlegegeschwindigkeit
zu mindern. Es ist aber bekannt, daß insbesondere bei einer Tiefseeverlegung von
Kabeln die Herabsetzung der Legegeschwindigkeit in möglichst geringen Grenzen gehalten
werden soll, weil sonst die Gefahr der Kinkenbildung im Kabel besteht und außerdem
die Kontrolle der genauen Legebedingungen erschwert wird. Den Durchmessern von derartigen
Apparaturen, die auf die geschilderte Weise mit dem Kabel verlegt werden sollen,
ist daher eine verhältnismäßig niedrige Grenze gesetzt.
Um die aufgezeigten
Nachteile zu vermeiden, wird erfindungsgemäß ein Verfahren zum Legen von Seekabeln
mit eingebauten Apparaturen vorgeschlagen, welches sich dadurch auszeichnet, daß
vor dem Auflaufen der Apparatur auf die. Trommel der Verlegewinde das Kabel und
die"Abstreifvorrichtung seitlich derart ausgelenkt werden, daß die Apparatur auf
der Trommel weder die benachbarten Kabelwindungen noch die Abstreifvorrichtung berührt.
Dabei kann die Auslenkung des Kabels vor dem Auflaufen der Apparatur auf die Verlegetrommel
durch eine Führungsrolle bewirkt werden. Es ist jedoch nach einem weiteren Merkmal
der Erfindung auch möglich, daß die Auslenkung des Kabels vor dem Auflaufen der
Apparatur auf die Trommel der Verlegewinde dadurch bewirkt wird, daß die Verlegetrommel
bzw. die Verlegewinde seitlich in entgegengesetzter Richtung verschoben wird, während
die Abstreifvorrichtung fest stehenbleiben kann. -Zur Durchführung des Verfahrens
gemäß der Erfindung dient eine im wesentlichen aus einem Wegholgetriebe, einer Verlegewinde
mit Abstreifvorrichtung und einer Heckrolle bestehende Verlegeeinrichtung, bei welcher
erfindungsgemäß die Abstreifvorrichtung parallel zur Achse der Trommel der Verlegewinde
verschiebbar ist und vor der Trommel eine ebenfalls seitlich verschiebbare Führungsrolle
angeordnet ist. Als Führungsrolle kann beispielsweise auch die Rolle des Wegholgetriebes
verwendet werden.
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Die Verlegeeinrichtung kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung
auch derart aufgebaut sein, daß die Trommel der Verlegewinde axial verschiebbar
gelagert ist und die Abstreifvorrichtung und die Führungsrolle fest stehen.
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Die seitliche Verschiebung der Führungsrolle und der Abstreifvorrichtung
bzw. der Verlegetrommel kann erfindungsgemäß durch einen automatisch gesteuerten
Verschiebemechanismus erfolgen, welcher durch eine auf dem Kabel angebrachte Marke
in Gang gesetzt wird, sobald die Marke einen Wächter durchläuft. Als Auslösemarken
können beispielsweise mechanische, magnetische, optische- oder radioaktive Markierungen
Verswendung finden.
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Es ist beispielsweise auch denkbar, daß die seitliche Verschiebung
durch einen automatisch gesteuerten Verschiebemechanismus erfolgt, welcher durch
die zu verlegende Apparatur beim Passieren eines Wächters ausgelöst wird.
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Es ist dabei von untergeordneter Bedeutung, in welcher Weise der automatisch
gesteuerte Verschiebemechanismus arbeitet. Er kann beispielsweise mechanisch, hydraulisch,
pneumatisch, elektrisch oder auf irgendeine andere Weise arbeiten. Es muß lediglich
sichergestellt sein, daß die seitliche Verschiebung der genannten Teile der Verlegeeinrichtung
genau nach ; einem entsprechenden Programm gesteuert wird.
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Ferner sieht die Erfindung vor, daß der automatisch gesteuerte Verschiebemechanismus
mit der Umdrehung der Trommel der Verlegewinde gekoppelt sein kann.
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Als Koordinate für den automatisch gesteuerten i Verschiebemechanismus
kann erfindungsgemäß auch die ausgesteckte Kabellänge vorn Zeitpunkt des Auslösens
des Steuervorganges -an dienen.
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Schließlich kann der Verschiebemechanismus von einem Zählrad gesteuert
sein, über welches das Kabel läuft.
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An Hand der Fig. 7 bis 25 sei das Wesen der Erfindung näher erläutert.
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In den Fig. 7 bis 14 und 15 bis 22 ist jeweils eine bestimmte Ausführungsform
der Erfindung schematisch dargestellt, während die Fig. 23 bis 25 den Verschiebemechanismus
gemäß der Erfindung nach Aufbau und Wirkungsweise in Form eines Ausführungsbeispiels
schematisch verdeutlichen.
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Die Fig. 7 zeigt die Lage des Kabels 2, der Ver-Legetrommel 3, des
Abstreifmessers 5 und der Führungsrolle 8 kurz vor dem Auflaufen einer in das Kabel
2 eingebauten Apparatur 6 auf die Verlegetrommel 3. Mit Hilfe der Führungsrolle
8 wird das Kabel 2 vor dem Auflaufen der Apparatur 6 auf die Verlegetrommel 3 nach
links ausgelenkt. Gleichzeitig wird auch das Abstreifmesser 5 nach links verschoben
(vgl. Fig. 8). Dadurch wird erreicht, daß das Kabel 2 und die darin eingebaute Apparatur
6 auf die Trommel 3 laufen, ohne die benachbarten Kabelwindungen auch nur zu berühren
oder sie gar zu überlaufen und damit beim Ablauf des Kabels 2 den Verlegevorgang
zu hindern. Während die Apparatur 6 über die Trommel 3 läuft, wird die unmittelbar
folgende Windung des Kabels 2 durch weitere Linksverschiebung der Führungsrolle
8 frei auf die Trommel 3 aufgelegt (vgl. Fig. 9). Nachdem mindestens eine Windung
nach der Apparatur 6 auf der Trommel 3 liegt, läuft der Verlegevorgang, wie aus
den Fig. 10 bis 12 ersichtlich ist, weiter. Er verläuft .dabei wieder in der üblichen,
in den Fig.3 oder 7 aufgezeigten Weise, lediglich mit dem Unterschied, daß die Windungen
des Kabels 2 weiter links auf der Trommel 3 laufen und auch das Abstreifmesser 5
sich weiter links befindet. Wie die Fig. 13 und 14 zeigen, werden nunmehr das Abstreifmesser
5 und die Führungsrolle 8 allmählich in die Ausgangslage zurückgedrückt, so daß
weitere in das Kabel 2 eingebaute Apparaturen 6 in der gleichen Weise verlegt werden
können.
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In den Fig. 15 bis 22 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung
dargestellt. Bei dieser Ausführungsform wird an Stelle des Abstreifmessers 5 und
der Führungsrolle 8 die Verlegetrommel 3 selbst verschoben, wie in den Fig. 15 bis
18 und 22 durch die Pfeile angedeutet ist. Im übrigen verläuft der Verlegevorgang
wie oben beschrieben.
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Die Fi.g. 23 bis 25 zeigen schematisch ein Ausführungsbeispiel für
den Verschiebemechanismus gemäß der Erfindung in verschiedenen Phasen. Das Kabel
2 läuft über die Führungsrolle 8 auf die Verlegetrommel 3, die es mit drei Windungen
umschlingt, und weiter über die Heckrolle 4 zur Verlegung in die See. Sobald die
eingebaute Apparatur 6 an die Schaltgabel 9 läuft, koppelt sie über das Schaltgestänge
10 das Kegelrad 11 mit der Welle 12. Das Kegelrad 11 steht mit dem Kegelrad 13 im
Eingriff. Die Trommel 3 treibt jetzt also die Kurbelwelle 12 an. Über die Pleuel
14 und 15 werden damit die Führungsrolle 8 und das Abstreifmesser 5 seitlich nach
links verschoben. Die Untersetzung der Kegelräder 11 und 13 sowie die Entfernung
der Schaltgabel 9 von der Verlegetrommel 3 und die Kröpfung der Kurbelwelle 12 sind
so bemessen, daß der Legevorgang gemäß der Erfindung abläuft (vgl. Fig. 24).
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Wenn die Kurbelwelle 12 gegenüber ihrer Ausgangsstellung um 180° gedreht
ist, rückt sie mit dem Hebel 16 über das Schaltgestänge 10 das Kegelrad 11 aus,
so daß die Führungsrolle 8 nicht mehr seitlich verschoben wird. Der Legevorgang
des Kabels 2 läuft dann wie vor der Verlegung der Apparatur 6 ab, lediglich mit
dem Unterschied, daß jetzt das Kabel 2 den linken Teil der Verlegetrommel 3 umschlingt
(vgl. Fig. 25). Auf der Achse der Trommel 3 ist außer dem Kegelrad 13 eine Schnecke
17 angebracht, die ein Schneckenrad 18 - treibt. Das Schneckenrad 18 ist
mittels
der Welle 19 mit dem Kettenrad 20 gekoppelt, das seine Umdrehungen über die Kette
21 auf das Kettenrad 22 überträgt. Wenn die eingebaute Apparatur 6 verlegt ist,
koppelt man das Kettenrad 22 von Hand mit Hilfe der Kupplung 23 mit der Kurbelwelle
12 und holt die Führungsrolle $ und das Abstreifmesser 5 durch Weiterdrehen der
Kurbelwelle 12 in die jeweilige Ausgangsstellung zurück. Wegen der wesentlich größeren
Untersetzung verläuft das Zurückdrücken der Kabelwindungen in ihre Ausgangsstellung
auf der Verlegetrommel 3 wesentlich langsamer als die gegenläufige Verschiebung
des Kabels beim Verlegen der eingebauten Apparatur 6. Dies ist auch beabsichtigt;
um sicherzustellen, daß einerseits kein Überspringen der Kabelwindungen ähnlich
dem in Fig.5 dargestellten Fall eintritt, und zum anderen, um zu vermeiden, daß
die seitlichen Kräfte auf das Kabel 2 zu groß werden. Außerdem kann man die Beendigung
des Vorganges von Hand aus besser steuern, wenn die seitliche Verschiebung langsam
verläuft. Da die in das Kabel 2 eingebauten Apparaturen 6 voneinander im allgemeinen
Abstände von mindestens 20 km haben, steht für den Rückverschiebevorgang genügend
Zeit zur Verfügung.
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Selbstverständlich kann auch die Rückverschiebung der Kabelwindungen
in ähnlicher Weise wie der beschriebene Verschiebevorgang automatisch gesteuert
werden.
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Neben der Vermeidung der eingangs geschilderten Nachteile hat die
Erfindung noch folgende Vorteile: 1. Bei den in die Kabel eingebauten Apparaturen
handelt es sich im allgemeinen um sehr wertvolle und gegen Erschütterungen unter
Umständen empfindliche Bauelemente. Bei der Verlegung mit den bisher üblichen Einrichtungen
treten bereits während der Kabellegung kleine Ruckschwingungen durch die dauernde
seitliche Verschiebung der Kabelwindungen auf, die sich aber in erträglichen Grenzen
halten, insbesondere sofern es sich um relativ dünne Kabel handelt. Gerade in dem
Augenblick, in dem die Apparaturen über die Trommel laufen, tritt eine stärkere
seitliche Verschiebung der Windungen und damit eine verstärkte Neigung zu Rückschwingungen
auf. Bei der Verlegeeinrichtung gemäß der Erfindung wird dagegen die eingebaute
Apparatur nicht auf der Trommel verschoben, d. h., es treten diese seitlichen und
damit gekoppelten Longitudinalschwingungen im Kabel nicht auf.
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2. Während die Apparatur über die Verlegetrommel läuft, wird vom Abstreifmesser
der bisher üblichen Verlegeeinrichtung ein verstärkter Druck sowohl auf das Kabel
als auch auf die Apparatur ausgeübt. Die Korrosionsschutzhüllen des Kabels und auch
der Apparatur sind damit besonders harten Beanspruchungen ausgesetzt. Bei der Verlegeeinrichtung
gemäß der Erfindung wird dieser Nachteil vermieden. Die Hülle der eingebauten Apparatur
ist bei der Verlegung geringeren Beanspruchungen ausgesetzt als die des Kabels.
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3. Die bei der üblichen Verlegung erforderlichen sehr langen Auflaufstulpe
können auf einen Bruchteil ihrer Länge reduziert werden. Neben der Verbilligung
bedeutet dies eine Verringerung des Gewichtes und der Abmessungen der Apparatur.
Dies wiederum wirkt sich vorteilhaft bezüglich der Stapel- und Transportmöglichkeiten
aus.
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4. Die bereits erwähnte Durchmesserbegrenzung der in das Kabel eingebauten
Apparaturen, bedingt durch die= große seitliche Verschiebung der Auflaufstulpe auf
-der Trommel,--fällt -praktisch fort. Der Durchmesser der gemäß der Erfindung verlegbaren,
in -das Kabel eingebauten Apparaturen wird durch andere Gesichtspunkte begrenzt,
wobei die Grenzen aber wesentlich weiter- sind: Es können also wesentlich größere-Apparaturen
über die Verlegetrommel verlegt Werden,-