DE1817766A1 - Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Unterwasserschlepp- und -verbindungskabels - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

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DIPL.-ING. F. THIELEKE DR.-ING. R. DÖRING DIPU-PHYS. DR. J. FRICKE

BRAUNSCHWEIG MÜNCHEN

1396 Fr/V/ !.Aussehe id uiig

Uniroyal, Inc^, 1230 Avenue of the Americas, New York, N.Y.,

10 020 / USA

Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Unterwasserschlepp- und -verbindungskabels

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Unterwasserschlepp- und -verbindungskabels mit einem tragfliigelförmigen und zur Tragflügelsehne symmetrischen Querschnitt über seine ganze Länge, einem im wesentlichen undehnbaren und die Zugkraft aufnehmenden Tragteil im Bugteil des Profils und wenigstens einem Längskanal zur Aufnahme des oder der elektrischen Verbindungsleiter.

Aus der US-Patentschrift 3 176 646 ist ein Kabel der in Präge stehenden Art bekannt, bei dem einzelne fahnenförmige Profilkörper aus. einem elastischen Material vorgefertigt werden, welche mit Hilfe von U-förmig gebogenen Blechkappen auf einem durchgehenden und die Zugkräfte aufnehmenden

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Tragkabel aufgefädelt werden, wobei der elektrische Leiter mit mäanderförmig zwischen dem Profilkörper und dem Drahtkabel in einen freien Raum der Blechkappe eingelegt wird. G-emäss der US-Patentschrift 3 304 364 ist es bekannt, das Kabel aus einem tragflügeiförmigen Profilkörper aus elastischem Material in einer dem Kabel entsprechenden Länge zu bilden, der von der

* Vorderkante des Bugteils aus entlang der Tragflügelsehne .bis in einen etwa in der Sehnenmitte liegenden durchgehenden Längskanal geschlitzt ausgebildet ist. Hierdurch kann der elastische Profilkörper geöffnet werden, sodass in sein Inneres der aus gewellten Leiterbändern bestehende elektrische Verbindungsleiter mit einem Füllstoff aus Schaumstoff eingelegt werden kann» Nahe der Vorderkante des Bugteils ist ein weiterer etwa kreisförmiger Längskanal vorgesehen, in den bei geöffnetem Profil ein Stahlkabel als Zug- und Tragteil eingelegt werden kann. Nach dem Einlegen der einzelnen Komponenten in den Profilkörper wird der geschlitzte Bugteil mit Hilfe einer flexibelen Kappe und quer durch den Profilkörper ragenden Verbindungselementen verschlossen.

Die Erfahrungen haben gezeigt, dass die bekannten elektrischen Unterwasserschlepp- und -verbindungskabel, bei denen nahe der Vorderkante des Bugteils ein seilförmiger Tragteil eingelegt ist, insbesondere bei hohen Schleppgeschwindigkeiten ein ungünstiges Stabilitätsverhalten zeigen und daher zu erheblichen Schwierigkeiten im praktischen Einsatz, insbesondere

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bei hohen Geschwindigkeiten und grossen Wassertiefen führen,,

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass zur Beseitigung dieser ochwierigkeiten als Tragteil ein besonderer Profilkörper erforderlich ist.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren, der eingangs näher bezeichneten Art zu schaffen, mit dem auch die Herstellung eines auch bei hohen Schleppgeschwindigkeiten und bei grossen Tauchtiefen ausserordentlich stabiles Kabel auf einfache Weise in beliebigen Längen hergestellt werden kann«,

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass zunächst der Tragteil aus einem Bündel langgestreckter und im wesentlichen paralleler, kontinuierlicher Bewehrungsfäden oder -drähte aus einem Material hoher Festigkeit und aus einem aushärtbaren Kunstharz mit einer den Bugteil entsprechenden Umrißgestalt mit im wesentlichen U-förmigem Querschnitt hergestellt wird, worauf nach Einlegen eines elektrischen Verbindungsleiters zwischen die Schenkel des Bugteils, der - gegebenenfalls in Abschnitten vorgefertigte - Heckteil fest mit den Enden der Schenkel des Bugteils verbunden wird» Auf diese Weise wird'ein allseitig geschlossener stromlinienförmiger. Querschnittskörper für das Kabel gewonnen, der eine völlig glatte durchgehende äussere Oberfläche und damit einen geringen Strömungswiderstand aufweist, und der einen die Zugkräfte aufnehmenden Tragteil aufweist, der in einer für das

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Stabilitätsverhalten des Kabels besonders geeigneten komplizierten Querschnittsgestalt ohne Beeinträchtigung der Umrißgestalt des Kabels hergestellt werden kann. Von besonderem Vorteil' ist dabei, dass das Kabel in beliebigen Längen in kontinuierlicher Arbeitsweise hergestellt werden kann, wobei der Vorschub des Kabels durch die verschiedenen Herstellungssta-

" tionen zweckmässigerweise schrittweise erfolgt. Die Herstellung vereinfacht sich noch dadurch, dass das elektrische Kabel bei der Herstellung in den Kanal zwischen den Schenkeln des Tragteils eingelegt und damit etwa in die neutrale Zone des Tragteils eingebracht werden kann, sodass sich eine mäanderförmige oder wellenförmige Verformung des elektrischen Leiters erübrigt« Weiterhin ergibt sich der Vorteil, bei der Herstellung dem Bugteil eine geringere Flexibilität als dem Heckteil zu verleihen, was für das stabile Verhalten von Vorteil ist und gleichzeitig gewährleistet, dass der heckteil eine für das Aufwickeln des Labels auf eine Kabeltrommel notwendige Dehnung und Biegung erleiden kann»

Vorteilhafterweise werden der oder die Längskanäle für die Verbindungsleiter in dem Bugteil nach Aushärten des Kunstharzbinders eingeschliffen oder in anderer Weise mechanisch eingearbeitet. Jeder Längskanal wird dabei zweckmässigerweise nach Einlegen des Verbindungsleiters durch eine elektrisch isolierende Kunstharzmasse verschlossen, die dann ausgehärtet wird«

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Das Verfahren gestaltet sich besonders einfach, wenn bei der Herstellung des Heckteils der bereits ausgehärtete Bugteil einen Teil der Form bildet, sodass der Heckteil an den Bugteil unmittelbar angeformt und damit mit dem Bugteil fest verbunden wird ο

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig* 1 zeigt in schematischer Seitenansicht ein nach dem neuen Verfahren hergestelltes Verbindungskabel im Einsatz.

Fig. 2 zeigt im Querschnitt ein Ausf iihrungsbeispiel für den Aufbau des neuen Kabels.

Fig. 3 zeigt in Seltenansicht die verschiedenen Stationen bei der Herstellung des neuen Kabels in fortlaufender Länge,

Fig· '4 zeigt eine im Maßstab vergrösserte Teilschnittansicht einer Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens in der ersten Station»

Fig. 5 ist eine um 90° gegenüber Fig· 4* gedrehte Ansicht der Vo^rrichteng nach Fig» 4*

F±g:* 6 aeigt den Rabstrang f Sr äem Ttr®g$eäl nach, Durchlauf en

der Vorrichtung nach Fig. 4 und 5β

Fig.7 zeigt eine weitere Vorrichtung in der ersten Station zum Verformen des Rohstranges des Tragteils im. Längsschnitt *

Fig«,8 zeigt in Stirnansicht eine Einzelheit der Vorrichtung nach Fig. 7j>

Figo 9 zeigt den Querschnitt des Rohstranges für den Tragteil nach Passieren der Vorrichtung nach Fig#8$

Fig. 10 ist ein Querschnitt durch einen anderen Teil der Vorrichtung nach Figo 7 zum Ausformen des Rohstranges nach Fig« 9 vor dem Schliessen der Vorrichtung^

Fig. 11 zeigt den Teil der Vorrichtung nach Fig. 10 in der geschlossenen

Figo 12 zeigt den ausgeformten Rohstrang für den Tragteil in einer Führungseinrichtung zum Weiterleiten in die nächste Stationf

Fig. 13 zeigt die nächste Station zum Ausführen des neuen Verfahreris in Seitenansicht$

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Fig· 14 zeigt einen Teil der Station nach Figo 13 in Stirnansicht;

Fig« 15 zeigt im Querschnitt den fertig gestellten Tragteil in einer Führung;

Fig. 16 zeigt den zweiten Teil der Station nach Fig. 13;

Fig„ 17 zeigt im Querschnitt den Tragteil mit eingelegten elektrischen Leitern in einer Führung nach Passieren der Torrichtung nach Fig. 16;

zeigt die letzte Station zum Ausführen des neuen Verfahrens in Seitenansicht;

Figo 19 ist ein Querschnitt durch die Station gemäss Fig. 18, wobei der Schnitt entlang der Schnittlinie 22-22 geführt ist;

Figo 20 ist ein Querschnitt durch die Station nach Fig.18, wobei der Schnitt entlang der Schnittlinie 23-23 der Fig. 18 geführt ist;

Fig« 21 ist ein weiterer Schnitt durch die Station nach Fig. 18, wobei der Schnitt durch die Ebene 24-24 der Fig. 18 gelegt ist;

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Figo 22 ist ein Querschnitt durch das Ende der Station nach Fig«, 18, wobei der Schnitt durch die Ebene 25-25 gelegt ist;

Fig. 23 zeigt die bei der Vorrichtung zum Ausführen des

Verfahrens verwendete Vorschubeinrichtung für das w Kabel in Seitenansicht;

Figo. 24 zeigt die Vorschubseinrichtung nach Fig. 23 in Draufsicht;

Fig. 25 zeigt im Querschnitt das Kabel nach seinem Austreten aus der Bearbeitungsstation nach Fig. 18 in einer Führung, während

> Figo 26 . im Querschnitt das fertige Kabel zeigt«

Fig» 1 veranschaulicht den Einsatz des mit dem neuen Verfahren hergestellten Kabels. Fig.- 1 gibt dabei das Ende eines Schiffes 30, zum Beispiel eines Forschungsschiffes, wieder, das im Gewässer 31 schwimmt. In einem entsprechendem Gestell 33 des Hecks ist eine Kabeltrommel 32 drehbar gelagert, auf der das Kabel 35 aufgewickelt werden kann ,und von dieser -Trommel 32 • über eine Führungsrolle 34 ins Y/asser abgesenkt werden kann. Das Kabel 35. .ist über Kupplungen ₁36, von denen eine wiedergegeben ist,, mit der Trommel und mit einei* Unterwansersonde "57

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verbunden, die nachgeschleppt oder mit einem eigenen Fahrantrieb ausgerüstet sein kann_o

Zur Erzielung eines ausreichenden Stabilitätsverhaltens des Kabels auch bei hoher Geschwindigkeit und grossen Wassertiefen ist das Kabel 35a gemäss Fig. 2 mit einem symmetrischen trag« fliigelförmigen Profil ausgebildete Das Kabel besteht aus einem Bugteil 38 und einem Heckteil 39« Der Bugteil besteht im -wesentlichen aus einem U-förmigen Tragteil, welches die gesamten Zugkräfte aufnimmt und zwischen seinen Schenkeln einen Kanal 38a zur Aufnahme eines elektrischen Kabels 40 bildet« An den Enden des Schenkel sind in Längsrichtung verlaufende weitere Nuten oder Kanäle vorgesehen, in die weitere zur Signalübertragung dienende elektrisch· Leiter 43 eingelegt sind. Alle Kanäle können gemeinsam mit einem elektrisch isolierenden Kunstharz 41a ausgefüllt und abgedeckt sein. Der Heckteil 39 ist mit dem Bugteil fest verbunden. Er weist eine grössere Flexibilität als der Bugteil 38 auf.

Der Bugteil besteht aus einer Vielzahl von kontinuierlichen in Längsrichtung des Kabels verlaufenden Bewehrungsfäden oder -dretten aus Glaafasermaterial oder Metall, welche in einem auahärtberen Kunstharz eingebettet sind.

Das Heckteil besteht ebenfalls aus einem aushärtbaren Kunstharz, zum Beispiel dem gleichen Kunstharz wie der Bugteil,

wobei jedoch das spezifische Gewicht des Heckteils durch entsprechendes Füllmaterial 39' gegenüber dem Bugteil erheblich verringert ist. Das Füllmaterial kann aus G-las- oder Metallkügelehen oder G-lasr öhrchen od.dgl_α bestehen.

Ein auf diese Weise ausgebildetes Kabel weist ausserordentlich günstige Stabilitätseigenschaften selbst bei hohen Schleppgeschwindigkeiten und grossen Wassertiefen auf und lässt sich ohne Schwierigkeit auf einer Kabeltrommel gemäss Fig« I aufwickeln. Dieses Kabel lässt sich in beliebigen Längen gemäss dem neuen Verfahren herstellen· Zum Ausführen des Verfahrens dient zweckmässigerweise eine Fertigungsstrasse 44, welche in Fig» 3 schematisch in Ansicht wiedergegeben ist» Diese Fertigungsstraße e umfasst fünf Fertigungsstationen I bis V·

In der Station I sind Einrichtungen vorgesehen, die die Harzimprägnierung des Fadenbündels bewirken, welches letztlich das tragende Element des Tragteiles darstellt. In der Fertigungsstufe II befinden sich Einrichtungen, welche das über schüssige ^uarz vom imprägnierten Fadenbündel entfernen und zugleich die Aushärtung und Poisngebung bewirken, so dass das Fadenbündel die bereits mehrfach geschilderte Querschnittgestalt des Tragteiles annimmt» In der Fertigungsstufe III sind Einrichtungen zur Nachbehandlung des Tragteiles vorgesehen, wobei beispielsweise die benötigten Nute und Kanäle geschaffen werden, in welche später die einzelnen Leiter eingelegt werden

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können. In der Fertigungsstufe IV befinden sich diejenigen Einrichtungen, die auf die in die Nute bzw, Kanäle eingelegten Leiter einen elektrisch isolierenden Werkstoff auftragen und zugleich auch die Bildung des Rest- oder Hinterteiles des Kabelquerschnittes sowie dessen Verbindung mit dem Tragteil bewirken, so dass in die nachgeschaltete Fertigungsstufe V das vollständige Kabel· eintritt, das lediglich noch einer Endbehandlung unterzogen wird, bevor es auf Lager genommen und mit entsprechenden Endkupplungen zur späteren Verwendung versehen wird ο

Die Einzelheiten und zahlreichen Zubehöreinrichtungen der Fertigungslinie 4"4^: ergeben sich in der am besten verständlichen ,»eise aus der folgenden Beschreibung eines Herstellungsvorganges. Zum Zwecke dieser Beschreibung sei angenommen, dass sich die herstellung des neuen Kabels gerade vollziehe, und dass das in Fig. 2 gezeigte Kabel 35a gefertigt wird. Ein vollständig fertiggestellter Kabelteil 35a ist in den Fig. 3, 23, 24 und 26 als sich über das Austrittsende der Fertigungsstufe V hinaus erstreckend gezeigt« Die anderen Teile des Kabels befinden sich in früheren Fertigungsstadien und durchlaufen die einzelnen Fertigungsstufen der Fertigungslinie 44« Es ist hervorzuheben, dass jede Fertigungsstufe, d.h₀- also jede Fertigungseinriehtung der eine Herstellungsvorrichtung bildenden Fertigungslinie 44 jeweils immer nur einen Kabelteil während eines bestimmten Zeitabschnittes bearbeitet, und dass

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jeder Kabelteil schrittweise durch die Vorrichtung hindurchbewegt wird, so dass sich durch stufen- und schrittweises Aufbauen das Endprodukt ergibt_β

Es sind nun im folgenden die einzelnen Fertigungsschritte zu erläutern:

Im Anschluss oder in der Einrichtung Y wird das fertiggestellte Kabel auf noch später zu beschreibende Weise bewegt und auf eine nicht gezeigte Aufnahmetrommel aufgewunden. In der Einrichtung I hingegen wird eine geeignete Anzahl kontinuierlicher, hochfester Fäden, beispielsweise Glasfäden oder Glasfesergespinste, von einem nicht gezeigten Träger zur Zuführung mehrerer Fäden oder Fasern abgezogen und durch eine Reihe von Kämmen und Sammelrollen (nicht gezeigt) geführt, bis sich ein einheitliches mehrfädiges Bündel oder ein Strang 45 ergibt« (Fig. 3 und 4)· Das zusammengestellte Faden- oder Faserbündel, in dem alle Einzelfäden oder -fasern im wesentlichen parallel zueinander verlaufen, verläuft danach durch den oberen Bereich eines im wesentlichen kreisförmig im Umfang gestalteten Kanals 46 (Fig· 5), der von einer entsprechend im Querschnitt gestalteten Umfangsnut einer Rolle 47 begrenzt wird« Innerhalb dieses Kanals 46 wird das Faden- oder Faserbündel in vorbe·- stimmter Weise verdichtet und innerhalb des Querschnittes zusammengedrängt, der von dem Kanal einerseits, und zwar dessen unterem Bereich, und dem Aussenumfang einer Oberrolle 48_t

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die leicht gleitend zwischen die Flansche der Rolle 47 eingreift, begrenzt wird«

Wenn da's Jaden- oder [Faserbündel 45 diesen Kanal erreicht, ist es in der erforderlichen Weise mit einem Harzbinder 49 imprägniert , der von einem geeigneten Vorratsbehälter 50 aus am Eintrittsende der' Rollen 47 und 48 auf das Bündel aufgegeben wird» Die Menge des aufgegebenen Binders wird zweckmässigerweise so gewählt, dass sich die Einstellung und Aufrechterhaltung eines gewissen Vorrats 51 ergibt, welcher erforderlich ist, um die einwandfreie Imprägnierung des Jaden- oder Faserbündels.zu gewährleisten. Überschüssiges Harz kann über eine geeignete Ableiteinrichtung 53» welche beispielsweise bis in die Nut 46.der Rolle 47 hineinragt, aufgenommen und abgeführt werden. Diese Einrichtung ist unterhalb des Faden- oder Faserbündels 45 anzuordnen. Während des Verdichtens des Faden- oder Faserbündels zwischen den Rollen 47 und 48 innerhalb des Kanals 46 wird das Faserbündel in eine Querschnittsform überführt, di0 in Fig. 5 gezeigt und mit dem Bezugszeichen 45a bezeichnet $.st* Nach (Lern Verlassen des Kanals 46 bzw, Spaltes zwischen den äollen 47 und 48 neigt das Faden- oder Faserbündel 45a jiidoch wieder zu einem Aufquellen, und es nimmt die in Fig, 6f gezeigte und mit dem Befcugszeichen 45b versehene! QuerschnijttBformaa»

In der Fig« 4 ist zugleich eine Zuführeinrichtung 49 für das

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Imprägnierharz gezeigt, welche beispielsweise auf einfache Weise durch einen neigbaren Behälter gebildet werden kann, der von Hand betätigt oder auf mechanische Weise gekippt wird. Es ist jedoch ebenso gut möglich, dass andere Einrichtungen dem gleichen Zweck dienen können, wie beispielsweise ein Mischkopf, der mit einer Anzahl von Austritts öffnungen oder -mündungen versehen ist. Es ist jedoch bei derartigen Betrachtungen zu berücksichtigen, dass fast alle für die Imprägnierung des Faden- oder Faserbündels in Frage kommenden Harzbinde_ mittel nur sehr kurze Yerbrauchszeiten besitzen und daher normalerweise aus Zweckmässigkeitsgründen nur in jeweils geringen Mengen angesetzt oder vorbereitet werden» Eine kontinuierliche Zuführung ist daher weniger zu empfehlen, insbesondere auch im Hinblick auf die Tatsache, dass der Hersteller gang des Kabels sich in aufeinanderfolgenden Schritten vollzieht, welche es erforderlich machen, das Kabel als Einheit periodisch unterbrochen zu bewegen«

Bevor jedoch das zuvor imprägnierte Faden- oder Faserbündel 45"b in die Einrichtung II der Herste.llncorrichtung 44 eintritt, wird es zunächst durch ein Paar im Abstand angeordnete Rollen 54 (Fig· 3» 7 und 8) hindurchgeführt und dabei von der in Fig«; 6 gezeigten Querschnittsgestalt in eine mehr langgestreckte Querschnittsgestalt 45o (s.Fig«8) überführt. Auoh nach dem Passieren der Rollen 54 neigt das imprägnierte Faden- oder Faserbündel wieder dazu, im Querschnitt,geringfügig aufzu-

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quellen, so dass sich wiederum eine mit dem Bezugszeichen 45d in Fig« 9 gezeigte ovale Querschnittsform ergibt*

Das imprägnierte Faden- oder Faserbündel 45a- tritt nun in einen langgestreckten, nach oben offenen Kanal 55 (Fig* J, und 10) ein, welcher die untere Hälfte 56 einer Form- und Härtepresse 57 bildet. Der Kanal 55 erstreckt sich über die gesamte Länge der Presse, etwa beispielsweise über eine Länge von 3,60 m, und besitzt einen abgerundeten Boden, dessen Querschnittskontur der Kontur entspricht, die der vordere Teil des Kabelkörpers im Endzustand besitzen soll. Der obere Teil des Kanals 55 wird von in Lotrichtung verlaufenden und geradlinigen Wandungen begrenzt, zwischen welche ein höhenbeweglicher oberer Formteil 58 dicht gleitend hineinpaßt. Dieser obere Form teil 58 ist an einem Querhaupt 59 befestigt, das sich ebenfalls über die gesamte Länge der Presse 57 erstreckt. Die Anordnung der beiden Formpressenhälften ist so gewählt, dass bei geschlossener Presse oder Form (Fig«ll) der Spalt, der zwischen der Unterkante des Formoberteils 58 und dem unteren Bereich des Kanals 55 liegt, genau der Querschnittsform entspricht, und zwar sowohl in Form als auch Abmessungen, welche der Tragteil des"- Kaböle im Endzustand aufweisen soll. Es ist höchstens dabei eine Abweichung von den Endmaßen des Tragteils in der Art möglich, dass'der durch die Kanalform bestimmte Wert der Flügelsehnenlänge des Tragteils grosser als für die Endabmessungen des Tragteils erforderlich ist«

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Wie aus den Pig« 3 und 7 zu erkennen ist, ist eine Quetschrolle 60 vorgesehen, die in hin- und hergehender Bahn durch den oberen Bereich des Kanals 55 geführt wird. Ihre Start- oder Ausgangsstellung ist in gebrochenen Linien in Fig# 7 dargestellt, und zwar liegt sie ausserhalb der Presse am Austrittsende des

Tragteils des Kabelkörpers (bei Betrachtung der Fig« 7 rechter I

Hand der Formpresse)« Die Quetschrolle bewegt sich von dieser Ausgangs- oder Startstellung aus bei Betrachtung der Figur nach links und danach wieder in die Ausgangsstellung zurück»

Der Zweck dieser Bewegung der Rolle besteht darin, überschüssiges Harz aus dem Faden- oder Faserbündel zu entfernen und innerhalb des Kanales bereits eine Vorverdichtung des Bündels herbeizuführen, welche das Schliessen der Formpresse erleichtert« Das ausgequetschte überschüssige Harz läuft über einen Ableittrichter 61 aus der Formpresse oder über .«line andere Leitung in einen Behälter 62 ab und kann dort entnommen werden.

Die Formhälften 56 und 68 der Presse sind mit Heizeinrichtungen 63 und 64, beispielsweise mit elektrischen Widerstandsheizeinrichtungen, versehen, die sich nicht über die gesamte Länge der Presse erstrecken. Es können anstelle elektrischer Widerstandsheizeinrichtungen auch strömende Wärmeträger, die durch entsprechende Rohrleitungen geführt werden, verwendet werden. Bei einer 3»6O m langen Presse werden von jeden Pressenende aus etwa 0,30 m nicht geheizt»

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-.Sobald die Quetschrolle ihren Arbeitshub beendet und wieder an die Ausgangsstelle zurückgekehrt ist, wird das Querhaupt abgesenkt, um den Pressenhohlraum zu. schliessen und das harzimprägnierte Faden- oder Faserbündel so lange zu verdichten, bis es die Endquerschnittsgestalt 45e in Fig„ 11 einnimmt,, Zugleich wird das Harzbindemittel ausgehärtet« Zugleich ruht jedoch der im vorangegangenen Arbeitstakt ausgehärtete Teil des Faden- oder Faserbündelabschnittes, welcher im folgenden als Tragteilröhling 45f bezeichnet wird und in Fig. 12 gezeigt ist, ausserhalb der Presse in einem Führungstrog 65, welcher die Aufgabe hat, irgendwelche Zerstörungen oder unerwünschte Verfo-pmungen des noch warmen Rohlinges zu vermeiden. Dieser Trog kann gegebenenfalls mit entsprechenden Rohrleitungen für einen Wärmeträger oder ein Kühlmittel versehen sein, damit eine Kühlung des Tragteilrohlings des Kabels durchgeführt werdent&ai^n.. Is ist zu beachten, dass ein kleiner Abschnitt des-zuvor jausgehärteten Tragteilrohrlings innerhalb des unbeheizien Abschnittes der Formpresse! verbleiben muss, welcher

zugleich dazu dient, das betreffende Ende des Formhohlraumes

ι
während ddss Aushärtevorganges zu vrersohliessen. Sobald der

AusMrtev<j>rgäng beendet ist, wird der Pressenhohlraum zur VorWteiitijing des nächsten Bawegun^sschrittes des Kabels ge*

Zugleich mit dem bereits beschriebenea Jj?beitsschritt wird in te Biftrichtuag III der forrichtung 44 der zuvor ausgehärtete

Tragteilrohling 45f behandelt, um Nute für das Einlegen von elektrischen Leitern und einen Kanal zum Einbringen eines weiteren Leiters, der beispielsweise ein Hauptkabel bildet, zu schaffen· Zu diesem Zweck ist ein Rahmengestell 76, vorzugsweise in Form einer Trageinrichtung (Fig« 13 und 14) auf beiderseits des Troges 65 angeordnexen Schienen 67 fahrbar angeordnet. Dieses Traggestell nimmt einen Antriebsmotor 68 auf, der über geeignete Getriebeverbindungen, beispielsweise einen Treibriemen 69, mit Riemenscheiben 70, 71 und 72 verbunden ist, die wiederum auf Wellen 73, 74 und 75 angeordnet sind, welche im Rahmen des Traggestelles 66 drehbar gelagert sind und sich quer zur Länge des Troges 65 erstrecken. An der Welle 73 ist ein Paar Schleifscheiben 76 angeordnet, welche dazu, dienen, in dem Tragteil die auf der Endfläche vorgesehenen beiden Längsnute auszuschleifen, während die Welle 74 eine Schleifscheibe 77 trägt, die den zwischen den Schenkeln der U-Fojcm des Tragteilquerschnittes liegenden mittigen Kanal aussohleift. Die Welle 75 trägt eine relativ breite Schleife und Polierscheibe 78, die etwas breiter als die Breite des Tragteilrohlinges 45f ausgebildet ist«

Wenn das Traggestell 66 längs des Trogjes 65 bei Betrachtung der Fig. 13 von rechts nach links bewegt wird, dann werden zwei äussere Längsnuten und ein mittlerer Längskanal geschaffen bzw. in der nach oben weisenden Oberfliehe des Tragteilrohlings 45£ ausgearbeitet« Zugleich wird der Tragteilquer-

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schnitt auch auf Maß geschliffen, und zwar in der Weise, dass alles überschüssige Material entfernt wird, bis die Höhe des Tragteilq/uerschnittes bei .Betrachtung der Figo 13 der gewünschten EndflügeIsehnenlänge des Tragteiles entspricht. Der auf diese Weise fertig bearbeitete Tragteilrohling 45g ist in der Fig. 15 dargestellt :und bildet den fertigen Tragteil. Es ist an dieser Stelle hervorzuheben, dass eine Traversierbewegung der Schleifeinrichtung nicht erforderlich ist, sondern dass stattdessen auch ein stationär angeordneter Satz von Schleifscheiben verwendet werden kann, um die erforderlichen Nute und den Kanal zu erzeugen sowie das überschüssige Material vom Tragteilrohling zu entfernen* Diese stationären Schleifeinrichtungen arbeiten dann in der Weise, dass während der Bewegungsschritte des Kabels die notwendigen Relativbewegungen zwischen Schleifscheiben und Tragteilrohling ausgeführt werden. Es ist jedoch zu erwähnen, dass die bewegliche Anordnung der Schleifeinrichtung den Vorteil erbringt, dass das Traggestell der Schleifeinrichtung mehrere Arbeitshübe ausführen kann, während dieser Arbeitshübe nur geringere Materialmengen abträgt, so dass eine genauere und präzisere Bearbeitung und Steuerung des Arbeitsvorganges möglich ist«

Im Zuge der schrittweisen Weiterbewegung des Kabels, das sich in Herstellung befindet, wird der Tragteil 45g unter einer Einlegeeinrichtung 79 entlanggeführt, die in den Fig. 13 und 16 zu erkennen ist. Sie weist ein Gestell 79a auf, auf dem

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grosse Vorratsrollen oder andere Zuführrichtungen 80 für einen elektrischen Leiter 40 (Haupt- oder Leistungskabel) und ein Paar kleinere Vorratsrollen 81 für die elektrischen Leiter 43 (Signalkabel) gehalten sind, Schliesslich sind Führungs- und Preßrollen oder -räder 82 und 83 vorgesehen. Der durch die Biniegeeinrichtung 79 hindurchgeführte Tragteil weist nach Passieren, dieser Einrichtung die in Fig» 17 gezeigte durch das Bezugszeichen 45h gekennzeichnete Gestalt auf·

Beyor der auf diese Weise erzeugte mit elektrischen Leitern versehene Tragteil 45h des Kabels in die nächste Fertigungseinrichtung IV der Vorrichtung 44 überführt wird, wird er zunächst unter einem Satz von Düsen 84 (Fig. 3» 18 und 19) entlangeführt, aus denen elektrisch isolierendes Harz zur-.el.ek-. trischen Isolierung der Leiter auf den Tragteijl J^5h auf getragen wird· Bei der hier im Beispiel beschriebenen Arbeitsweise wird der in Fig. 2 gezeigte Isolierkörper 41a erzeugt» Es muss zu diesem Zwecke eine hinr&chend grosse Menge des Harzes aufgetragen werden, um sowohl eine Füllung der freien Querschnittsteile des Kanals und der Nute des Tragteilrohlings zu gewährleisten als auch einen gewissen Auftrag auf die oben liegende Oberfläche, und zwar bis seitlich ausserhalb der Begrenzungskanten der Nute, die die Leiter 43 aufnehmen, zu erreichen· Es ergibt sich ein Tragteilrohling 4-51» der in Fig. gezeigt ist.

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Unmittelbar nach dem Passieren der Düsen 84 wird der mit Isolierharz überzogene Tragteilrohling 45i in einen langgestreckten Kanal 85 einer unteren Formhälfte 86 einer Härte- und Formpresse 87 überführt. Der Hohlraum dieser Härte- und Formpresse wird durch Absenken eines oberen Formteils 88 (Pig«2Q) geschlossen· Br ist mit geeigneten Heizeinrichtungen 89 wahlweise mit Rohrleitungen für ein strömungsfähiges Heizmedium oder mit elektrischen Widerstandsheizeinrichtungen versehen» um das Isolierharz des Isolierkörpers 41a auszuhärten« Der auf diese Weise erzeugte Tragteilzustand trägt das Bezugszeichen 45a und ist in Fig«_; 20 dargestellt,

Der während des vorangehenden Arbeitstaktes erzeugte Tragteil 45j *g<emäss; Fig« 20 wird bei dem folgenden Bewegungsschritt des ΚοΜΐβ^νϊίη leine Presse 90 (Fig. 3> 18, 21 und 22) überführt» die eiiien jjfeil der Fertigungseinri&htung IV der Vorrichtung 44 bildet« Bis Presse 90 weist eine untere Formhälfte 91 mit einem Kanal 92 aaf, der zur Aufnahme und j Abstützung des in Pig« al dargestellten und mit dem Bezugszeichen 45k versehenen Trag-

' - ' ■ ■ ■ ' ι teils diant. Sine obere zweiteilig! Formhälfte, die aus de* ifeschnittepi 93 und 94 bestellt* ist; in Bezug auf die untere j 91 beweglich angeordnetj und zwar in der Weise, da«·

quer sum Kabel voneinander

«nt MMetmaäev M bewegt wer^ea keime»» Sie Bewegung der tör»lii|f1;#imli)Boiwiii;-fcf M sm&; 94_f ώβ sich mab 4rt von Klemm- ^ vol3»afeM| «ir«! Äörefe geeignet· h

beispielsweise hydraulische oder pneumatische Arbeitszylinder
95 und 96» erzeugt. Die oberen Formhälftenabschnitte 93 und
94 stehen an einem Ende in dichter leitender Berührung mit dem benachbarten Ende der oberen Formhälfte 88 der Presse 87
(Pig· 3 und 18), während sie am anderen Ende mit einem Paar
Kabelklemmelementen 97 und 98 (Mg₀ 3, 18 und 22) in Berührung P stehen, welche durch geeignete Antriebseinrichtungen, bei- ~
spielsweise hydraulische oder pneumatische Arbeitszylinder 99
und 100, betätigt werden· Die Innenoberflächen der Formhohlraumquerschnitte sowie aber auch der Kabelklemmelemente sind . so geformt, dass sie in vollständig geschlossener Lage Hohlräume ergeben, deren Querschnitte genau mit den Formen und Abmessungen des !gewünschten Tr&gflügelprofilquerschnittes des
Kabels übereinstimmen. Eine oder mehrere Zuführdüsen oder
Trichter 101 ήίηά oberhalb der Trennlinie der beiden Abschnit-

k te 93 und 94 4^er oberen Formhälfte angeordnet (Fig. 3» 18 und

21h j ; - :

■ . - j : '■■

Wenn diener Z&stand erreicht ist, d.h^ also wenn der zuvor i '■ vorbereitete !fragteil 453 in der unteren Formhälfte 91 der i

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Presse 90 aufgenommen ist und wenn die Presse 87 durch Absen- ! ί lcta der oberei Formhälfte 88 geschlossen ist. wöhrenö zugleich!

' ^;; ■ ' ■ '■■■■■■■'■^: Ί ' !

die beiden Äb»ohnitte 93 und f4 der oberen Forahälfte der 3 •Ι ί : : ■ ■ : Γ ■ ■ ■ ■' I _t ί 90 geringfügig voneinander entfernt »ind (%«lB|iielB·

wei·· etwa 1,27 cm oiid Al· $a''Mf* 21 ■ i» ettaplohpiia)ttl»rten
Linien gezeichnete Lage einnehmen), dann wird dps mit füller

angereicherte Harz 102, d.h_c also die Polyurethan-Verbindung mit den beigemischten Mikroglaskugeln, die in Einzelheiten im Vorstehenden beschrieben wurde, zur Bildung des Best- oder Hinterteiles in den Formhohlraum^eingebracht bzw. auf die oben liegende Begrenzungsflache des Treigteiles 45a aufgetragen, bis der Formhohlraum im wesentlichen ausgefüllt ist· Die Arbeitszylinder 95 und 96 werden danach betätigt, um die Abschnitte 93 und 94- des oberen Normteiles gegeneinander zu bewegen, bis sie die in der Fig. 21 in festen Linien gezeigte Lage einnehmen. Dadurch wird die Harzmasse 102 in die gewünschte Form überführt und zugleich auch ausgehärtet, wobei sie ebenfalls im Zuge dieses Vorganges zu einem einheitlichen Körper mit dem Tragteil 45k verbunden wird. Geeignete elektrische oder mit einem Strömungsmedium arbeitende Heizeinrichtungen 103 sind in den Abschnitten 93 und 94 der oberen Formhälfte vorgesehen, um diesen Aushärte- und Formvorgang zu unterstützen. Während dieses Vorganges wird der Formhohlraum an einer Seite durch den Formoberteil 88 der Presse 87 geschlossen. Am anderen Ende diesen dazu die Klemmelemente 97 und 98, die während dieses Arbeitsvorganges dicht geschlossen sein müssen und das Ende des zuvor gefertigten und gehärteten Rest- oder Kabelquerschnitthinterteiles 102 in Fig. 22 umschlieseen und sich dabei auch noch über einen gewissen Teil des Tragteilquerschnittes 45m in Fig. 22 erstrecken.Dieser ruht während des Klemmvorganges der Klemmelemente 97 und 98 in einem Stütztrog oder einer Stützrinne 104· Es ergibt sich

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dass der Formhohlraum somit allseitig abgeschlossen ist, wobei am. Austrittsende der zuvor bereits gefertigte ausgehärtete Teil 102a-45m als Abschluss dient. Ein Austreten des Harzes 102 aus der Form wird daher mit Sicherheit und wirksam unterbunden.

Die bereits mehrfach erwähnte Bewegung des in den einzelnen. Pertigungsstadien befindlichen sowie fertiggestellten Kabels 35a in Eichtung auf eine Vorrats- oder Aufnähmetrommel erfolgt in Schritten intermittierend, und zwar entsprechend dem Arbeitstakte der einzelnen Fertigungseinrichtungen I - IY. Diese Schrittbewegung wird durch einen Reibantrieb 105 bewirkt (Fig. 3» 23 und 24), welcher einen Teil der Fertigungseinrich·- tung V der Vorrichtung 44 bildet. In bevorzugter Ausbildung weist der Reibantrieb 105 ein Paar endloser Antriebsriemen ' 106 und 107 auf, die mit hohem Reibschluss auf die einander ge-p genüberliegenden Oberflächen des fertigen Kabels 35a einwirken* Zur Erzielung des hohen Reibschlusses können die Endlosriemen 106 und 107 als Gummiriemen mit gezahnten oder auf andere Weise aufgerauhten Oberflächen ausgebildet sein. Die Reib« riemen sind über geeignete Rollen 108 und 109, die in einem Rahmen 110 drehbar gelagert sind, geführt. Sie werden gemein-» aa» dureh geeignete Getriebeverbindungen von einem Motor 111 ajigetriebeß» der am Rahmen angeordnet ist*

Das fertige Kabel 102a»45», das aus der Presse 90

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wird, ist jedoch noch nicht endgültig fertiggestellt, denn seine Oberfläche besitzt noch Formgrate an denjenigen Stellen, wo sich beispielsweise die beiden Abschnitte 93 und 94 der oberen lOrmhälfte treffen und wo diese mit der unteren JOrmhälfte 91 zusammentreffen. In den 3Pig. 23 und 25 sind die Formgrate 112 und 113 zu erkennen. Um diese von dem fertigen Kabel zu entfernen, sind in der ]? er tigungs einrichtung V unmittelbar vor dem Reibantrieb 105 (betrachtet in Richtung der Bewegung des Kabels) eine obere Schleifscheibe 114 und ein Paar seitlicher Schleifscheiben 115 vorgesehen, welche zweckmässigerwfcise ebenfalls vom Motor 111 angetrieben werden. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Schleifscheiben 114 und 115 nur dann ar«- beiten, w#nn auch das Kabel selbst bewegt wird.

Sobald im jZuge der einzelnen geschilderten und zugleich abflauenden ! Arbeitsgänge die Pressen· 57» 87 und 90 und die Klemmeleminte 97 und 98 öffnen, wird der Antriebsmotor 111 eingeschaltet und das Kabel jeweils einen bestimmten Schritt weiterbewfgt, um einen weiteren Aibeitstakt ausführen zu können. Bei iiesem sind dann die in cfen einzelnen Stufen befind-

liehen Ka$elabsehnitte in den Fertlgungaeinrichtungen I - V um einen ^ertigungsschritt^ weiterbewegt worden. Dieser Vor- ι gang wird/ solange \fMerholt, bis sieh ein Kabel der gewlinach-%en.■ einet[tiok;igen,_..liÄage

fortlaufendes Formung des Tragkörpers im gleichen

. ^: . 00-988770^96 ·-. bad original

Arbeitsgang mit dem Anformen des Heckteils können auch vorgeformte Tragteile verwendet and zusammen mit vorgeformten oder unter Verwendung des Tragteils auszuformenden Heckteilen verwendet werden.

Als Bindeharz können Epoxy-, Polyurethan- oder Polyamidharz
" oder Mischungen dieser Harze verwendet werden. Bi ^s gilt sowohl für den Tragteil als auch für den Heckteil. Als Bewehrung
werden Glasfaden bevorzugt. Als Füllmittel werden Mikrokugeln aus Glas bevorzugt·

Im Tragteil besteht das Volumenverhältnis zwischen Harzbindemittel und Glasfasern vorzugsweise wie folgt! 60 - 80 56 Glasfasern und etwa 40 - 20 % Harzbindemittel. Dabei ist darauf
zu achten, dass das spezifische Gewicht des Tragteils zwischen 1,25 und 2,25» vorzugsweise bei 1,9liegt.

Um das spezifische Gewicht des Kabels auf einen Wert zu bringen, der das Kabel im Wasser nahezu im Schwebezustand hält,
muss das spezifische Gewicht des Heckteils durch die Beimischung des füllers entsprechend niedriger als der des Tragteils sein. Das Gesamtspezifisohe Gewicht liegt zweekmässigerweise zwischen '1,2 - l,4«Zu diesem Zweck sollte das spezifische Gewicht des Füllmaterials für den Heckteil zwischen 0,3 und 0_f4 liegen«
Die Mischung für daa Heckteil kann etwa aus 100 Teilen des verwendeten Kunstharzes mit etwa 11 Teilen eines entsprechenden

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Härters und etwa 28 Teilen aus Mikrokugeln aus Glas "bestehen. Die durchschnittliche Grosse der Glasktigelchen sollte etwa bei 65 Micron in einem Grössenbereich zwischen 44 and250 Micron liegen. Statt Glaskugeln können auch Phenol-Epoxy- oder Metallmikrokugelh oder Glasmikroröhrchen verwendet werden,

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Claims (1)

1. PATENTANWÄLTE ΙΟΙ /766

   DIPL.-ING. F. THIELEKE DR.-ING. R. DÖRING ^ DIPL.-PHYS. DR. j. FRICKE

   BRAUNSCHWEIG «■' MÜNCHEN

   Fr/W

   . Θ

   Patentansprüche

   Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Unterwasserschlepp und-verbindungskabels mit einem tragflilgelförmigen und zur Tragflügelsehne symmetrischen Querschnitt über seine ganze Länge, einem im wesentlichen undehnbaren und die Zugkraft aufnehmenden Trag— teil im Bugteil des Profils und wenigstens einem Längskanal zur Aufnahme des oder der elektrischen Verbindungsleiter, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst das Tragteil aus einem Bündel langgestreckter, im wesentlichen paralleler kontinuierlicher Bewehrungsfäden oder -drähte aus einem Material hoher Festigkeit und aus einem aushärtbaren Kunstharz mit einer dem Bugteil entsprechenden Umrißgestalt und im wesentlichen U-förmigen Querschnitt hergestellt wird, worauf nach Einlegen eines elektrischen Verbindungsleiters zwischen die Schenkel des Bugteils der - gegebenenfalls in Abschnitten vorgefertigte - Heckteil fest mit den Enden der Schenkel des Bugteils verbunden wird.

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   2_β Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn*- z e i G h η et j dass der oder die Längskanäle für die Verbindungsleiter in dem Bugteil nach Aushärten des Kunstharzes eingeschliffen werden.

   3ο Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e kennzeichnet, dass der oder jeder Längskanal nach Einlegen eines Verbindungsleiters durch einen aushärtbaren elektrisch isolierenden Kunstharz ■verschlossen wird»

   4· Verfahren nach Anspruch 1-3» da durch g e k e η η ζ e i c h η e t# dasö der Heckteil mit dem Bugteil durch unmittelbares Anformen des Heckteils an dem ausgehärteten Bugteil fest verbunden wird«

   _β Verfahren nach Anspruch 1-41 dadurch g e *· kennzeichnet, dass das Kabel in fortlaufenden Längen durch schrittweises Bewegen des in einer ersten Station durch Ausformen der mit Kunstharz imprägnierten Bewehrungsdrähte gewonnenen Rohstranges fUr den Tragteil durch eine Form- und Aushärtestation für den fragteil, eine Bearbeitungsstation zum Einarbeiten der Längskanäle und Einlegen der elektrischen Verbindungsleiter, eine Station zum Einbringen des Isoliermaterials sowie einö Station zuin Anformen, Aushärten

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   und Nachbearbeiten des Heckteils hergestellt wird_o

   Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass man wenigstens am Kabelanfang· die Bewehrungsfäden oder -drähte iiber eine begrenzte Länge von Bindeharz freilässt.

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