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Verfahren zum Herstellen eines zusammengesetzten Kabels und Vorrichtung
zu seiner Durchführung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines
zusammengesetzten Kabels, das einen als Zugseele dienenden Drahtstrang, der von
einem leitenden Mantel umgeben ist, aufweist, wobei der Drahtstrang durch ein Schließwerkzeug
geführt wird, ein längs verlaufender Streifen leitenden Materials dem Drahtstrang
zugeführt und zu einem diesen umgebenden röhrenförmigen Mantel gewälzt, die Naht
des Mantels verschweißt und der Außendurchmesser des Mantels durch ein Ziehwerkzeug
zum Eindrücken von Mantelmaterial in die Zwischenräume des Drahtstranges reduziert
wird.
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Bei derartigen überseekabeln nimmt der als Zugseele dienende Drahtstrang
die extrem hohen Zugspannungen auf, die beim Verlegen oder Wiedereinholen des Kabels
im Tiefwasser auftreten können. Daraus und aus der Tatsache, daß Ozeankabel in Längen
von mindestens etwa 37 km hergestellt werden, ergeben sich für die Fertigung
schwerwiegende Probleme. Es ist eine Reihe von Herstellungsverfahren für Kabel der
genannten Art sowie Vorrichtungen zur Durchführung dieser Verfahren bekannt. So
kennt man z. B. ein Verfahren zum Verseilen von Drähten zu einem zentralen Kern,
bei dem der Kern zum Geraderichten durch Rollen hindurchgeführt wird und anschließend
mit einem Kupferblech umgeben wird, so daß ein glatter Außenmantel entsteht. Es
ist auch bekannt, zur Bildung eines glatten Außenmantels unter Verwendung eines
oder mehrerer warm behandelter Streifen diese durch eine Art Ziehwerkzeug um die
Zugseele herumzudrücken. Dabei werden insbesondere diese Maßnahmen in separaten
Arbeits# gängen durchgeführt. Vor allem tritt bei der Herstellung extrem großer
Einzellängen von Ozeankabeln bei diesen Verfahren der sogenannte Korbbildungseffekt
auf, der auf überlängen der Drähte der Zugseele zurückzuführen ist und dadurch entsteht,
daß die überschüssigen Längen durch von einem Ziehwerkzeug auf die äußere Ummantelung
ausgeübten radialen Kräfte zurückgedrängt bzw. zurückgestreift werden, wodurch sie
sich etwa in Gestalt eines Drahtkorbes aufspreizen.
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Es ist bereits zur Beseitigung dieser sich bildenden »Körbe« bekannt,
bei einem Verfahren zur Herstellung von Seekabeln, bei welchem ein innerer als Zugseele
dienender Drahtstrang von einem Kupfermantel umgeben ist, welcher aus einem Streifen
geformt wird, beim Vorgang der Nahtschweißung noch nicht dicht anliegt und erst
anschließend durch ein Ziehwerkzeug um den Zugdraht gepreßt wird, den verseilten
Zugdraht durch ein Ziehwerkzeug hindurchzuführen, welches- durch Pressung den vergrößerten
Durchmesser, also den »Korb«, wieder reduziert.
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Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, bei der Herstellung
von Seekabeln durch Vermeidung des sogenannten Korbbildungseffekts beim eng umschließenden
und eindrückenden Ummanteln von verseilten Zugdrahtsträngen mittels gut leitenden
Materials größere Längen in einem Stück herstellen zu können und dadurch die Wirtschaftlichkeit
bei der Fertigung zu erhöhen.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß beim Umpreß- und Ziehvorgang
etwa auftretende Längenunterschiede der einzelnen Zugdrähte in einem solchen Ausmaß
beim Durchgang des Drahtstranges durch das besonders eng die Zugdrähte umschließende
und auch schmiermittelfreie Schließwerkzeug mittels erhöhter Reibung und demzufolge
auch Zugspannung beseitigt bzw. verhindert werden, das ausreicht, um jede zwischen
dem Schließ- und
dem Ziehwerkzeug möglicherweise auftretende Korbbildung
zu verhindern.
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Die Erfindung macht auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
verfügbar. Die Vorrichtung besteht darin, daß die mit dem Drahtstrang in Berührung
stehenden Flächen des Schließwerkzeugs, das Ziehwerkzeug und der Mantel so aufeinander
abgestimmt sind, daß zur Vermeidung einer Korbbildung hinter dem Schließwerkzeug
jeder zusätzliche Längenunterschied der einzelnen Zugdrähte am Schließwerkzeug beseitigt
sind, und daß zur Herstellung eines praktisch endlos langen Kabels eine Verseilvorrichtung,
das Schließwerkzeug, eine Streifenzuführeinrichtung, eine den Streifen zu einem
Mantel walzende Vorrichtung, eine Mantelnaht-Schweißvorrichtung, eine Mantelreduzierwalze
und das Ziehwerkzeug hintereinander angeordnet sind.
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Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden. In diesen zeigt F i
g. 1 die schematische Darstellung des Herstellungsverfahrens, F i
g. 2 eine Teilansicht des hergestellten Kabels mit weggebrochenen Teilen,
F ig. 3 eine Schnittansicht längs der Linie 3-3 in Fig. 2, F i
g. 4 eine perspektivische Ansicht des Schließwerkzeugs zur Bildung der verseilten
Kabelseele, F i g. 5 eine Längsschnittansicht durch das Schließwerkzeug nach
F i g. 4, F i g. 6 bis 10 das Formen des metallischen Mantels
um die Zugseele, F i g. 11 eine Ansicht ähnlich der F i g. 10 mit
Schweißelektrode, F i g. 12 und 13 das erste und vierte Walzenpaar
einer vier Walzenpaare aufweisenden Reduzierwalzenanordnung, F i g. 14 das
Ziehwerkzeug zum Reduzieren der Mantelstärke.
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Aus der F i g. 1 ist ersichtlich, daß der verseilte Kein oder
die verseilte Seele mittels eines üblichen 41 Spulen aufweisenden röhrenförmigen
Verseilers ST hergestellt ist, nachdem er ein Spezialschließ-oder Formwerkzeug
D durchlaufen hat. Das Verfahren umfaßt die Verwendung von Drähten WS (F
i g. 3) mit ungleichen Außendurchmessern, wobei ein mittlerer oder zentraler
Draht CW einen größeren Außendurchmesser aufweist als die ihn schaufelförmig umgebenden
Drähte WS. Der verseilte Kein SC wird aus einer Reihe sehr
harter hochzugfester Drähte WS hergestellt, die miteinander durch die Verseilmaschine
ST verseilt werden und dann zu einem extrem dichten Strangkern durch das
Spezialwerkzeug D, das in der F i g. 4 in Schrägansicht dargestellt
ist, geformt werden. Das Werkzeug D wird nachstehend noch im einzelnen beschrieben
werden, Nachdem der die Zugseele bildende Strangkern das Schließwerkzeug
D passiert hat, wird ein metallischer Streifen CT, Kupfer in diesem Fall,
von einer Vorratsrolle CR in eine sechsstufige Röhrenwalze zusammen mit dem Strangkern
ST, aber mit unterschiedlicher Geschwindigkeit, eingeführt. Die Röhrenwalze
formt den Streifen CT in einen röhrenähnlichen Mantel SH, der den
Kein SC umgibt. In den F i g. 6
bis 10 sind die verschiedenen
Walzstufen dargestellt, wobei die Walze in den verschiedenen Figuren mit RLa, RLb.
RLc, RLd und RLe bezeichnet sind und den Streifen CT um den Kern SC
herum zu einer Röhre walzen, die eine in Längsrichtung verlaufende NahtSE aufweist.
Diese Naht wird durch die aneinander angrenzenden Kanten des Kupferstreifens CT
gebildet, wenn dieser zu dem Mantel SH gewalzt i wird.
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In der Fig. 11 ist ein Verfahren zum Verschweißen der beiden
Kanten des Kupferstreifens CT zu einer fortlaufenden Röhre oder einem fortlaufenden
Mantel SH dargestellt.
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Nach dem Schweißvorgang läuft der zusammengesetzte Leiter
CC, der aus der Röhrenwalze ausgetreten ist und die Schweißzone verlassen
hat, durch eine Reihe Reduzierwalzen. Der äußere Mantel SH
wird durch eine
Reihe von Walzenpaaren in seiner Größe reduziert. Zwei dieser Walzenpaare sind in
den F i g. 12 und 13 dargestellt. Diese Rollen, die mit RL9
und RC bezeichnet sind, verringern den Durchmesser des Mantels
SH, bis er nahezu mit dem äußeren Durchmesser des Strangkernes
SC vergleichbar ist.
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In der F i g. 14 ist ein letztes Ziehwerkzeug D2 gezeigt,
in dem eine öffining OR mit einem solchen Durchmesser vorgesehen ist, daß es den
Mantel SH
in innigen Kontakt mit dem Strangkern SC drückt, so
daß der Mantel SH mechanisch auf dem Kern SC
durch in die zwischen
den Drähten des Strangkernes bestehende Zwischenräume eingedrücktes Mantelmaterial
befestigt ist. In der F i g. 3 ist der verformte Mantel SH dargestellt,
der eine glatte äußere Oberfläche aufweist, während die innere Oberfläche sich durch
die stattgefundene Kaltverformung oder durch das Fließen des Materials an die Drähte
des Strangkeines sowie auf die Zwischenräume angepaßt ist. Da die Reduzierwalze
ihren Arbeitsgang durch Ziehen oder Herunterarbeiten des Außendurchmessers des Mantels
SH bis zu den Dimensionen des Kernes SC bewerkstelligt, laufen Kein
SC und Mantel SH mit verschiedener Geschwindigkeit längs des ganzen
Herstellungsverfahrens, bis sie im letzten Ziehwerkzeug D2 zu einer mechanischen
Einheit verbunden werden.
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Nach dem Passieren des letzten Ziehwerkzeuges D2 wird das Fertigprodukt
auf eine Vorratstrommel RL für weitere Verfahrensstufen aufgewickelt.
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Das vorstehend beschriebene Korbbildungsproblem wird durch Zurückdrängen
oder Zurückstreifen zusätzlicher Längenunterschiede der Drähte WS des Strangkemes
SC durch das letzte ZiehwerkzeugD2 verursacht. Da das Ziehwerkzeug
D2 eine genügend kleine öffnung OR aufweisen muß, um das Mantelmaterial
SH in die Zwischenräume des Strangkernes SC (wie in der F i
g. 3 dargestellt) einzudrücken, werden unterschiedliche Drahtlängen eines
Drahtes mit Bezug auf dessen Nachbarn innerhalb der Röhre zurückgedrängt oder zurückgestreift.
Da das zusammengesetzte Kabel in extrem hohen Längen hergestellt wird, haben die
zusätzlichen Längen genügend Zeit, sich während des Herstellungsverfahrens zu addieren,
bis eine wesentliche Ungleichheit in der Länge zwischen den den Strangkern
SC bildenden Drähten WS
existiert. Wenn dieses eintritt, spreizen die
längeren Drähte in eine korbähnliche Gestalt auf und ruinieren die Kontinuität des
Kabels. Das Problem der Korbbildung wurde durch das Schließwerkzeug D und
seine neue Beziehung zu dem Ziehwerkzeug D2 beim vorliegenden Verfahren gelöst.
Das Werkzeug D ist in der F i g. 4 in Schrägansicht und in der F i
g. 5 in Schnittansicht gezeigt. In der F i g. 4 ist dargestellt,
wie
die einzelnen Drähte WS auf einer Seite des Werkzeugs eintreten und auf der
anderen Seite als ein verseilter Strangkern, SC austreten.
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Das gezeigte Schließwerkzeug D ist aus zwei Hälf-
ten
10 und 11 hergestellt, die miteinander durch Bolzen 12,
13, 14 und 15 verschraubt sind. Die bisherigen Schließwerkzeuge hatten
einen Innendurchmesser, der gleich oder etwas größer als der Außendurchmesser des
herzustellenden Kabels ist, wobei die Länge der Schließdüse üblicherweise etwa gleich
dem halben Durchmesser derselben war. Das Werkzeug D des vorliegenden Verfahrens
weist einen Düseninnendurchmesser id auf, der kleiner ist als der Außendurchmesser
des Strangkernes SC, und die Länge 1 der Schließdüse ist um ein Vielfaches
größer als der Durchmesser id des Schließwerkzeuges D.
Das Schließwerkzeug
wird in einem nicht geschmierten Zustand betrieben, um die zwischen dem Schließwerkzeug
D und dem Kern SC auftretenden Reibungskräfte zu erhöhen. Das SchließwerkzeugD
ist so ausgelegt, daß es die Breite WS des Kernes SC in einem genügenden
Ausmaß zurückdrängt oder zurückstreift, so daß das letzte Ziehwerkzeug
D2 keine überschüssige Länge in den Drähten WS zum Zurückdrängen oder Zurückstreifen
mehr vorfindet.