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Verfahren und Vorrichtung zum Regeln der Bewegung eines Seekabels
beim Auslegen oder Einholen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln der
Bewegung eines Seekabels beim Auslegen oder Einholen, wobei das Kabel ein oder mehrere
Rollenaggregate mit wenigstens drei Rollen passiert, die normalerweise fluchtend
ausgerichtet sind und von denen jede Rolle mit einer gesonderten Bremsvorrichtung
versehen ist, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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Die Bewegung des Seekabels beim Auslegen oder Einholen von einem Kabelleger
ist in der Hauptsache bestimmt von den zwischen Schiff und ausliegendem Kabel auftretenden
Kräften, die nicht von der Kabeltrommel selbst aufgenommen werden können und daher
zur Regelung der Bewegung von den mit Bremsvorrichtungen versehenen Rollenaggregaten
abgefangen werden müssen.
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Bei einem bekannten Rollenaggregat mit vier Rollen, von denen zwei
vertikal verschiebbar unter ihrem eigenen Gewicht auf dem Kabel ruhen und auch diese
beweglichen Rollen eine gesonderte Bremsvorrichtung erhalten können, ändert sich
der Umschlingungswinkels des Kabels um die einzelnen Rollen in unkontrollierbarer
Weise, so daß die Zugkraft des ausliegenden Kabels nicht mit Sicherheit auf ein
Maß reduziert werden kann, das von der Kabeltrommel oder dem Kabelspeicher ertragen
werden kann und eine geregelte Auslege- oder Einholbewegung ermöglicht. Ferner besteht
bei dieser bekannten Vorrichtung durch die mit zunehmender Spannung abnehmenden
Umschlingungswinkel die Gefahr des Durchrutschens, so daß die Haltewirkung vollständig
verlorengehen kann. Ein weiterer Nachteil besteht in der wiederholten Biegung des
Kabels in entgegengesetzter Richtung.
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Dieser Nachteil wird noch gesteigert, wenn die Anzahl der mit gesonderter
Bremsvorrichtung versehenen Rollen erhöht wird, um unter allen Umständen und auch
bei Durchrutschen des Kabels an einer oder mehreren Rollen die Haltewirkung noch
aufrechtzuerhalten. Abgesehen von dem Mehraufwand, ist diese Maßnahme auch deshalb
ungünstig, da die beschränkten Platzverhältnisse an Bord eines Kabellegers möglichst
raumsparende Rollenaggregate gebieten.
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Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Regelverfahrens für die
Bewegung eines Seekabels beim Auslegen oder Einholen sowie einer Vorrichtung zur
Durchführung dieses Verfahrens, bei denen die geschilderten Nachteile nicht auftreten
und durch optimale Ausnutzung der Haltewirkung jeder gesondert abgebremsten Rolle
nur eine Mindestanzahl von Rollen erforderlich ist. Ein weiters Ziel der Erfindung
ist die Schaffung eines solchen Regelverfahrens, das unter allen Betriebszuständen
eine Reduzierung der von dem ausliegenden Kabel ausgeübten Zugkraft an der Kabeltrommel
oder dem Kabelspeicher auf ein Maß gewährleistet, welches von der Kabeltrommel oder
dem sonstigen Kabelspeicher ertragen werden kann.
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Diese Ziele werden gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß während
des Durchgangs des Kabels durch die Rollen eine allmähliche Bremswirkung auf das
Kabel durch unterschiedliches und progressives Abbremsen jeder der drei Rollen in
dem oder den Rollenaggregaten ausgeübt wird.
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Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
bestehend aus einem oder mehreren Rollenaggregaten mit jeweils drei Rollen; deren
Achsen normalerweise fluchtend ausgerichtet sind, von denen die mittlere Rolle in
vertikaler Richtung verschiebbar ist und von denen die äußeren Rollen um feste Achsen
drehbar gelagert sind, ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß jede
Rolle des Aggregates mit einer gesonderten Bremsvorrichtung zum Regeln der Kabelbewegung
versehen
ist, wobei dem Kabel eine Teilwendung über und unter benachbarte Rollen verliehen
ist, so daß die effektive Bremswirkung, die von aufeinanderfolgenden Rollen ausgeübt
wird, so variabel ist, daß eine allmähliche Verringerung in der Kabelspannung von
der Austritts- zur Eintrittsseite des Aggregates erzeugt wird.
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Durch die progressive Bremswirkung wird gewährleistet, daß die Haftreibung
an keiner Rolle überschritten wird. Es ist daher nicht mehr erforderlich, die Anpassung
nach der unteren Grenze vorzunehmen, d. h. nach der Rolle mit den ungünstigsten
Reibungsverhältnissen, und die Anzahl der Rollen entsprechend zu erhöhen, um beim
Durchrutschen an einer Rolle die Halte- oder Bremswirkung noch aufrechterhalten
zu können. Ferner hat die progressive Bremswirkung, bei der z. B. die dem Wasser
näher liegende Rolle eine stärkere Bremswirkung auf das Kabel ausübt als die folgende
Rolle, den Vorteil, daß die folgenden Rollen über ausreichende Reserven in ihrer
Bremswirkung verfügen, um bei Durchrutschen des Kabels an der äußersten Rolle durch
Erhöhung ihrer Bremswirkung eine Verlangsamung der Kabelbewegung ohne Rucken zu
ermöglichen.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel
näher beschrieben, bei dem zwei Rollenaggregate vorgesehen sind, von denen eines
in bekannter Weise im Eingriff bleibt, wenn das andere außer Eingriff steht, um
Verdickungen des Kabels, z. B. einen Zwischenverstärker, durchzulassen.
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Fig. 1 ist eine schematische Ansicht des Hecks eines Kabelschiffes
mit den beiden Rollenaggregaten in einer Ausführungsform gemäß der Erfindung, und
Fig. 2 ist eine vergrößerte Draufsicht auf eines der Rollenaggregate nach Fig. 1
mit gesonderten Bremsvorrichtungen für die einzelnen Rollen.
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Nach der Zeichnung hat ein Schiff S einen Raum H für Vorratstrommeln,
auf die Längen des zu verlegenden Kabels aufgewickelt sind. Das Kabel C läuft beim
Auslegen in Richtung des Pfeiles X ab. Mit R ist ein Zwischenverstärker angedeutet.
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Auf dem Schiffsdeck sind zwei Rollenaggregate oder Rollengruppen 1
und 2 angeordnet, von denen eine Gruppe 1 in unmittelbarer Nähe des Hecks und die
andere Gruppe 2 an einem weiter einwärts gelegenen Punkt nahe der Deckluke sitzt,
die unmittelbar in den Raum führt, aus dem die Kabellänge herausläuft.
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Jede der beiden Rollengruppen umfaßt drei Rollen, die mit 4, 5, 6
und mit 4', 5', 6' bezeichnet sind; sie haben alle ein V-Profil zur Aufnahme und
Führung des über sie laufenden Kabels C. Die beiden äußeren Rollen 4 und 6 sind
um feste Achsen drehbar gelagert; die mittlere Rolle 5 ist zwischen zwei Stellungen
verschieblich; in ihrer normalen Stellung liegt ihr Mittelpunkt in einer geraden
Linie mit den Mitten der beiden äußeren Rollen 4 und 6, und in der gehobenen Stellung,
die mit 9 angedeutet ist, liegt der äußere Umfangskreis der mittleren Rolle etwas
höher als der direkte Weg, den das Kabel C oder ein Zwischenverstärker R auf seinem
Weg über die äußeren Rollen 4 und 6 zurücklegt.
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Wie man an der Rollengruppe 1 sieht, umschlingt das Kabel C die beiden
äußeren Rollen 4' und 6' in einem Teilbogen von oben und die mittlere Rolle 5' in
einem umgekehrt liegenden Teilbogen von unten. Auf diese Weise ermöglicht es eine
Regelung seiner Belastung mit Hilfe eines Bremsmechanismus, der jeder der drei Rollen
zugeordnet ist.
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Die mittleren Rollen 5 und 5' lassen sich mittels einer Schraubwinde
20 heben und senken, oder man kann ihre Achse 9 in einem Schwinghebel lagern und
diesen mit einem (nicht dargestellten) hydraulischen Kolben heben und senken.
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Offenbar aber kann ein Kabel mit einem Zwischenverstärker R von großem
Durchmesser unmög lieh zwischen den Rollen der Gruppe 1 durchlaufen, wenn diese
sich nicht in der ausgezogenen Stellung befinden, sondern man muß dazu die mittlere
Rolle 5' in die gestrichelt gezeichnete Stellung 10 zurückziehen; dann kann ein
Verstärker R, wie an der Gruppe 2 ausgezogen gezeigt ist, in der nunmehr geraden
Bahn des Kabels C ungehindert zwischen den Rollen hindurchgehen. Wenn also die mittlere
Scheibe 5 in der Gruppe 2 zurückgezogen ist, so wird die von den Rollen ausgeübte
Regelung auf die Gruppe 1 übertragen, und umgekehrt. Bei der Ankunft des Verstärkers
R in der Nähe der Gruppe 1 wird die mittlere Scheibe 5 der Gruppe 2 in die gestrichelt
gezeichnete Stellung gesenkt, damit die drei Rollen dieser Gruppe nunmehr die Regelung
übernehmen können, während der Verstärker R über die Heckrollen 4' und 6' der Gruppe
1 läuft.
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In der in Fig. 2 gezeigten Konstruktion sitzt jede der Rollen 4',
5' und 6' fest auf einer Welle 12, 13 und 14, von denen der Antrieb auf die hydraulischen
Pumpen P4, P5 und P, weitergeleitet wird, so daß jede der drei Rollen die zugehörige
Pumpe antreibt.
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Zu jeder der drei Pumpen gehört ein geschlossener hydraulischer Kreis
15, in den ein vom Bedienungsmann steuerbares Drosselventil eingebaut ist. Hierdurch
läßt sich die Strömungsgeschwindigkeit durch das Ventil verstellen, um den Anforderungen
des Betriebes zu begegnen.
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Da nun jede der Rollen durch den Lauf des Kabels über die Rolle in
Drehung versetzt wird, so folgt daraus, daß die Pumpe eine Förderleistung entwickeln
wird, die der Drehzahl der Rolle und infolgedessen der von dem laufenden Kabel auf
die Rolle übertragenen Belastung proportional ist.
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Das Schließen des Ventils 16 und Drosseln der Strömung in dem Pumpenkreis
15 verändert automatisch die Arbeitsgeschwindigkeit der Pumpe, und das vergrößert
oder verringert seinerseits die bremsende Kraft.
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Die Anordnung eines Drosselventils 16 in jedem Pumpenkreis
macht es möglich, durch die verschiedenen Pumpen die Drehung der zugehörigen Rollen
zu verlangsamen und so eine unterschiedliche Bremswirkung durch die verschiedenen
Rollen auf das über die Rollengruppe laufende Kabel auszuüben.
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Messungen mit Dynamometer haben gezeigt: Wo die tote Gewichtsbelastung
des Kabels bei seinem Auslaufen etwa 4000 kg beträgt, ist die Spannung im Kabel
bei seinem Lauf von der ersten Rolle 4 zu der zweiten Rolle 5 noch etwa 650 kg;
dann fällt sie beim Lauf von der zweiten Rolle 5 zur dritten Rolle 6 auf etwa 90
kg, um schließlich hinter der dritten oder letzten Rolle 6 nur noch etwa 5 kg zu
betragen.
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In Fig. 2 ist nur eine mögliche Form der hydraulischen Bremsung gezeigt,
selbstverständlich aber kann man auch andere Formen herkömmlicher
Bremsung
anwenden. Es kann also an jeder Rolle eine übliche Auslegebremstrommel verwendet
werden.
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In einer abgeänderten Ausführungsform kann eines der Rollenaggregate
durch eine übliche Form der Auslegevorrichtung ersetzt werden, beispielsweise eine
einzeln gebremste Trommel oder eine Raupenanordnung mit endlosen Raupenbändern in
dichtem Kontakt miteinander, zwischen denen das Kabel gefördert wird.
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Die senkrechte Verschiebung der beweglichen Rolle ist zwar die bevorzugte
Anordnung, aber man kann sie selbstverständlich mit geregelter Geschwindigkeit auch
in einer anderen geeigneten Bahn bewegen, um eine konstante Spannung im Kabel aufrechtzuerhalten.
Man kann irgendeine Lose im Kabel herstellen und diese dazu benutzen, die Auslaufgeschwindigkeit
des elektrischen Zwischenverstärkers herabzusetzen, um so mechanische Stöße an der
Verbindung des Kabels mit dem Zwischenverstärker und an den elektrischen Teilen
im Innern des Verstärkers zu vermeiden.
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Wie man leicht erkennen wird, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung
einfach und zuverlässig und mit jedem Unterseekabel oder Unterseeverstärker verwendbar.
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Wenn man die Antriebe der einzelnen Rollen in jeder Gruppe durch ein
Differentialgetriebe miteinander koppelt, so ist es möglich, die relativen Drehzahlen
der einzelnen Rollen in jeder Gruppe oder in den beiden Gruppen zu verändern oder
zu regeln, so daß es während des Hebens oder Senkens der mittleren oder der Zwischenrolle
oder Rollen möglich ist, eine korrekte elektrische oder mechanische Verteilung der
Belastung an allen Rollen zu gewinnen. In einer Alternativanordnung kann eine übliche
gebremste Auslegetrommel eine der Rollen in jeder Gruppe bilden.