DE1111255B - Wasserdichte und druckfeste Durchfuehrung eines Unterwasserkabels durch die Wand eines druckfest gekapselten Gehaeuses von Unterwasserverstaerkern, Ausgleichsmuffen und aehnlichen Geraeten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine wasserdichte und druckfeste Durchführung eines Unterwasserkabels, insbesondere eines unarmierten Koaxialkabels durch die Wand eines druckfest gekapselten Gehäuses von Unterwasserverstärkern, Ausgleichsmuffen und ahnliehen Armaturen, bei der der in einer Bohrung der Gehäusewand eingesetzte und mit ihr druckdicht verbundene äußere metallische Fassungsteil der Durchführung für den Durchtritt des Kabels eine, sich von der Außenseite nach dem Inneren des Gehäuses konisch verjüngende Bohrung aufweist, die durch eine in diesem Bereich auf das Kabel aufgebrachte Verdickung aus Isoliermaterial ausgefüllt ist. Derartige Durchführungen müssen in der Lage sein, hohen Drücken, wie sie auf dem Meeresgrund in Tiefen bis zu etwa 5 km auftreten, standzuhalten.

Unterwasserkabel, welche in Abständen eingefügte Verstärker oder andere Übertragungsemrichtungen besitzen, sind seit einiger Zeit im Gebrauch. Eins der Probleme, welche bei derartigen Kabeln auftreten, besteht in der zufriedenstellenden Abdichtung zwischen dem Kabel und den Gehäusen von Verstärkern oder anderen Einrichtungen, wobei die Isolation der elektrischen Teile gewahrt bleiben soll. Die Erfindung bietet eine neue Lösung des Abdichtungsproblems an Hand verschiedener Ausführungen einer Metallkunststoffabdichtung mit neuartigem Aufbau.

Es ist bereits bekannt, ein sogenanntes Unterwasserkoaxialkabel »ohne Armierung« herzustellen, das einen Metallkern hoher Festigkeit und einen äußeren Mantel aus Kunststoffisolierung, wie Polyäthylen od. dgl., aufweist. Bei der wasserdichten Durchführung derartiger Kabel ist es zweckmäßig, als Dichtungsisoliermaterial für Durchführungen ein Polyäthylen zu verwenden, welches dem der Kabelisolierung entspricht oder sich mit diesem gut verträgt.

Ausgehend von derartigen Unterwasserkabeln besteht die Aufgabe der Erfindung in der Verbesserung von abgedichteten Durchführungen für hohen Druck, bei denen auf lange Zeit hinaus der Durchgang von Wasserdampf verhindert und die Isolierung der elektrischen Schaltung in hohem Maße sichergestellt wird, wobei außerdem die Verbindung der Hochdruckabdichtung mit einem Kabel, wie es in Unterwassersystemen mit Verstärkern benutzt wird, leichter zu bewerkstelligen ist.

Hochdruckdurchführungen für Unterwasserkabel sind bereits in großer Zahl bekannt. Einige Ausführungsformen verwenden zur Isolierung und Abdichtung feste, harte Isolierstoffe, die durch eine spezielle Ausbildung der Fassungsteile und des Isolier-Wasserdichte und druckfeste Durchführung

eines Unterwasserkabels durch die Wand

eines druckfest gekapselten Gehäuses

von Unterwasserverstärkern,
Ausgleichsmuffen und ähnlichen Geräten

Anmelder:

Western Electric Company, Incorporated,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Fecht, Patentanwalt,
Wiesbaden, Hohenlohestr. 21

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 16. Dezember 1958

Thoralf Aamodt, Liberty Corner, N.J. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

körpers selbst fest gegen die Dichtflächen gepreßt werden. Eine sichere, wasserdampfdichte Abdichtung ist hier jedoch nur schwer und mit großem Aufwand zu erreichen. Nach einer anderen Ausführung wird für die sichere Abdichtung eine Glasemschmelzungverwendet, was aber einen außerordentlich hohen Aufwand bei der Herstellung bedeutet. Es sind auch Durchführungen bekannt, bei denen die sichere Abdichtung durch eine Fettsperre bewirkt wird. Hier ist es jedoch notwendig, durch zusätzliche komplizierte Einrichtungen für einen Druckausgleich zu sorgen. Der alleinigen Verwendung von weichen, organischen Isoliermaterialien wie Polyäthylen und anderen zur Isolierung und Abdichtung stand bisher entgegen, daß bei den hohen Drücken ein Kaltfließen des Materials befürchtet wurde und außerdem bei kurzen Kriechwegen mit einer geringfügigen Diffusion von Wasserdampf gerechnet werden mußte. Daher wurden bei der Verwendung solcher Materialien zur Abdichtung und Isolierung immer zusätzliche, harte, feste Isoliermaterialien verwendet, die durch Abstützen des weichen Isoliermaterials ein Kaltfließen verhindern sollten und eine zusätzliche Dichtung bewirkten. Erst bei der neuen Durchführung wurde die

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alleinige Verwendung von weichen Isolierstoffen wie nicht, wie in der Zeichnung Schwalbenschwanz-Polyäthylen und anderen durch eine besondere Aus- förmigen Querschnitt zu haben braucht. Der Ringführung der Durchführung ermöglicht, die ein Kalt- stutzen 11 und der Teil des Körpers 10, der diesem fließen des Isolierstoffes verhindert und durch Her- benachbart ist, sind innen konisch ausgeführt, wobei stellung langer Kriechwege eine Diffusion von Was- 5 die äußeren Enden den größeren Durchmesser haben, serdampf mit Sicherheit vermeidet. Diese neue Das mit dem Ringstutzen 11 versehene Ende des Durchführung besteht erfindungsgemäß aus einem Körpers 10 bildet die Hochdruckseite der Abdich-Fassungsteil, der auf seinem der Druckseite zugekehr- tung.

ten Bohrungsende einen weit vorspringenden kragen- Zur Niederdruckseite der Abdichtung hin befinden artigen Ringstutzen hat, der die konisch verjüngte io sich in der Nähe des Endes der konischen Bohrung Bohrung besitzt bzw. sie vom übrigen Fassungsteil des Körpers 10 zwei ringförmige Taschen oder Ausfortsetzt und einem konzentrisch um den Ringstutzen sparungen 14. Diese Taschen können im Körper 10 angeordneten weiteren Kragen, von vorzugsweise selbst ausgebildet sein oder sie können mit Hilfe geringerer Ausladung als die des Ringstutzens, so eines mit einem Flansch versehenen oder doppelt gedaß eine Ringnut, vorzugsweise von schwalben- 15 wölbten Zwischenringes 15, der sich zwischen einem schwanzförmigem Querschnittsprofil, entsteht, und gewölbten Teil des Körpers 10 und einem in den das die Verdickung bildende Isoliermaterial den Körper 10 geschraubten, gewölbten Ring 16 befindet, Ringstutzen vollkommen umhüllt und die Ringnut hergestellt sein,
ganz ausfüllt. Der Innenleiter besteht aus einem metallischen

Einzelheiten der neuen Durchführung werden ao Rohr oder Stab 20 mit einem hülsenartigen Ansatz

nachstehend an Hand der Abbildungen in der Zeich- konischer Außenform 21 und scheibenartigen An-

nung ausführlich erläutert; es zeigt sätzen 22, die an dem Stab 20, z. B. durch Hartlöten,

Fig. 1 einen Längsschnitt einer neuen Durchfüh- befestigt sind. Der hülsenartige Ansatz 21 und die

rung mit einem der Druckseite zugekehrten, weit vor- scheibenartigen Ansätze 22 sind in dem konischen

springenden, kragenartigen Ringstutzen, einem wei- 25 bzw. taschenförmigen Teil der Bohrung des Körpers

teren, konzentrisch um den Ringstutzen angeordneten 10 angeordnet. Der Innenleiter und die zugehörigen

Kragen, einem hülsenartigen Ansatz konischer Teile können aus Berylliumkupfer, Messing od. dgl.

Außenform und zwei scheibenförmigen Ansätzen auf bestehen.

dem Leiter; die Durchführungsanordnung ist mit Das Isolierungsmaterial 17, z. B. Polyäthylen, wird

einem nur teilweise dargestellten Verstärkergehäuse 30 zwischen den Körper 10 und den Innenleiter 20 über

verschweißt, die vorstehenden Ansätze 21, 22 des Leiters auf die

Fig. 2 einen Längsschnitt einer anderen Ausfüh- Außenseite des Ringstutzens 11 und in die Ringnut rung nach der Erfindung mit hülsenartigen Ansätzen 13 gepreßt. Der Körper 10 kann mit einem Montagekonischer Außenform und drei scheibenförmigen ring 30 versehen sein, der einen ringförmigen Kranz Ansätzen auf dem Leiter, 35 31 aufweist, welcher in einem ähnlichen Kranz 32

Fig. 3 einen Längsschnitt einer weiteren Ausfüh- auf einem Verstärkergehäuse 33 paßt und mit diesem

rungsform mit einem hülsenartigen Ansatz konischer verschweißt ist. In Fig. 1 ist nur ein Teil des Ge-

Außenform und einem scheibenförmigen Ansatz auf häuses dargestellt.

dem Leiter, bei der das Ende des kragenartigen Die in Fig. 2 dargestellte Ausführung der Erfin-

Ringstutzens nach innen gebogen ist, 40 dung gleicht derjenigen der Fig. 1. Sie enthält jedoch

Fig. 4 einen Längsschnitt einer neuen Durchfüh- zwei hülsenartige Ansätze konischer Außenform 21

rung mit zwei hülsenartigen Ansätzen konischer und drei scheibenförmige Ansätze 22 auf dem Innen-

Außenform, bei der ein dichteres Isoliermaterial als leiter mit der entsprechenden Ausbildung der Kör-

bei den drei anderen Ausführungen verwendet wird. perbohrung.

Bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 2, 3 und 4 45 Eine weitere Ausführung der Erfindung gemäß

sind im Interesse der Einfachheit keine Vorkehrun- Fig. 3 gleicht im allgemeinen den Ausführungen nach

gen zur Befestigung der Durchführung an einem Ver- Fig. 1 und 2, weist jedoch einige spezielle Unter-

stärkergehäuse od. dgl. dargestellt. Jede dieser Aus- schiede im Aufbau auf. Wie aus Fig. 3 ersichtlich,

führungen kann in der in Fig. 1 dargestellten Weise besitzt der Ringstutzen 11a einen nach innen geboge-

mit dem Verstärkergehäuse verbunden sein. Die 50 nen Rand 11 b, welcher den Abstand zwischen dem

Befestigung kann auch anderweitig in geeigneter Innen- und dem Außenleiter herabsetzt. Diese An-

Weise erfolgen. Der äußere Leiter kann auch ein Be- Ordnung vergrößert die labyrinthartige Ausbildung

standteil der Wand sein, durch die die Verbindung des Raums zwischen dem Metall und der Isolierung,

hergestellt werden soll. Zwischen dem Innen- und dem Außenleiter muß

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, besteht das Ausfüh- 55 jedoch ein minimaler Sicherheitsabstand bestehen,

rungsbeispiel nach der Erfindung aus einem in der ausreichende Isolierung ergibt. Diese Ausfüh-

Längsrichtung durchbohrten, im allgemeinen zylin- rung, die nur einen scheibenförmigen Ansatz 22 auf-

drischen Körper 10 aus Metall, z. B. aus Beryllium- weist, erfordert keinen Zwischenring, wie er bei den

kupfer, Messing od. dgl., der einen Teil des Außen- vorher beschriebenen Ausführungen benutzt wurde,

leiters des koaxialen Systems darstellt. Von dem der 60 Die in Fig. 4 dargestellte Durchführung gleicht der-

Druckseite zugekehrten Ende des Körpers geht ein jenigen der Fig. 2, es sind jedoch die scheibenförmi-

kragenartiger Ringstutzen 11 aus, der ein Bestand- gen Ansätze und die entsprechenden ringförmigen

teil des Körpers 10 ist. Ein weiterer Kragen 12 bildet Taschen weggelassen. Das Isoliermaterial 17 α weist

mit dem unteren Teil des Ringstutzens 11 eine Ring- bei dieser Durchführung eine höhere Dichte auf und

nut 13 mit schwalbenschwanzförmigem Querschnitt. 65 ist mehr kristallinisch als dasjenige der anderen Aus-

Der Kragen 12 kann so ausgeführt sein, daß er in führungen. Es ist infolgedessen weniger dem kalten

axialer Richtung ebensoweit vorsteht, wie der Ring- Fließen unterworfen, das bei den anderen Durchfüh-

stutzenll, so daß eine tiefe Ringnut 13 entsteht, welche rangen mit einer weniger dichten und weicheren Iso-

iierung durch die scheibenförmigen Ansätze verhindert wird.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Wasserdichte und druckfeste Durchführung eines Unterwasserkabels, insbesondere eines unarmierten Koaxialkabels, durch die Wand eines druckfest gekapselten Gehäuses von Unterwasserverstärkern, Ausgleichsmuffen und ähnlichen Armaturen, bei der der in einer Bohrung der Gehäusewand eingesetzte und mit ihr druckdicht verbundene äußere metallische Fassungsteil der Durchführung für den Durchtritt des Kabels eine, sich von der Außenseite nach dem Inneren des Gehäuses konisch verjüngende Bohrung aufweist, die durch eine in diesem Bereich auf das Kabel aufgebrachte Verdickung aus Isoliermaterial ausgefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Fassungsteil (10) auf seinem der Druckseite zugekehrten Bohrungsende einen weit vorsprin- zo genden kragenartigen Ringstutzen (11 bzw. lla) hat, der die konisch verjüngte Bohrung besitzt bzw. sie vom übrigen Fassungsteil fortsetzt, und konzentrisch um den Ringstutzen einen weiteren Kragen (12), vorzugsweise geringerer Ausladung als die des Ringstutzens vorgesehen ist, so daß eine Ringnut (13), vorzugsweise von schwalbenschwanzförmigem Querschnittsprofil, entsteht, und daß das die Verdickung bildende Isoliermaterial den Ringstutzen (11 bzw. lla) vollkommen umhüllt und die Ringnut (13) ganz ausfüllt.

2. Durchführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere hülsenartige Ansätze (21) konischer Außenform auf dem Leiter so angebracht sind, daß die Verjüngung des Konus gegen das Innere des Gehäuses gerichtet ist.

3. Durchführung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere scheibenartige Ansätze (22) auf dem Leiter so angebracht sind, daß sie in Aussparungen des Fassungsteiles (10) liegen, die im Bereich der Innenseite des Fassungsteiles vorgesehen sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 921511;
deutsche Auslegeschriften Nr. 1 013 739, 1 029 065, 691, 1 029 895, 1 064 579;
britische Patentschrift Nr. 643 550;
französische Patentschrift Nr. 780 206.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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