DE2039917A1

DE2039917A1 - Schweissverfahren fuer Kabelmaentel unter Verwendung einer waermeaufschrumpfbaren Waermeabschirmung

Info

Publication number: DE2039917A1
Application number: DE19702039917
Authority: DE
Inventors: Claude Huriez
Original assignee: Cables de Lyon SA
Current assignee: Cables de Lyon SA
Priority date: 1969-08-13
Filing date: 1970-08-11
Publication date: 1971-02-25
Also published as: LU61486A1; JPS4835754B1; BE754618A; FR2055775B1; US3758353A; GB1308493A; NL7011684A; FR2055775A1

Description

11 /WG. 197D

CABLES DE LYON ALSACIEME 170, Avenue Jean Jaures LYON (Rh6ne) Frankreich

SCHWEISSVEEPAHREN FÜR KABELMÄNTEL UNTER VERWENDUNG EINER WÄRME AUFS CHRUMPFB AREN FARMEABSCHIRMUNG

Die Erfindung betrifft ein Schweissverfahren für die Wiederherstellung des Isoliermantels zum Schutz eines elektrischen Kabels und insbesondere die Anordnung einer wärme- λ aufschrumpfbaren Wärmeabschirmung zwischen einem Kabelstück, von dem der ursprüngliche Mantel entfernt ist, und der Vorrichtung zur Wiederherstellung des Kabelmantels,

Der Kabelmantel ist einerseits stets an seinen Enden unterbrochen, damit die Verbindung mit dem folgenden KabelstUck oder mit einem Gerät gewährleistet ist, und andererseits unter Umständen an irgendeiner Stelle des Kabels, und zwar als Folge von Fabrikationsfehlem oder von später aufgetretenen Störungen.

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Ein unterbrochener Kabelmantel muss ausgebessert werden, damit er wieder als Schutz dienen kann, der vor allem in einer Abdichtung gegenüber dem Eindringen schädlicher fluider Stoffe, wie Feuchtigkeit, besteht.

Herkömmlicherweise wird für eine solche Abdichtung eine nichthygroskopische, wasserabweisende und nicht schmelzende Verbindung als Abdichtungsmasse verwendet, die an beiden Enden einer rohrförmigen, wärmeaufschrumpfbaren Muffe angebracht wird, welche auf das Kabel durch Erhitzen aufgebracht wird und die Abdichtungsmasse zusammendrückt.

Obgleich auf diese Weise die Schutzverbindung wiederhergestellt ist, trifft dies jedoch nicht auf die geometrische Kontinuit'ät zu ; dies stellt eine Gefahr für das Kabel dar, denn seine Betriebssicherheit ist somit wesentlich herabgesetzt.

Besonders fUr Seekabel und Unterwasserkabel, und zwar sowohl fUr den Fernsprechverkehr als auch die Stromversorgung, ist vorgeschlagen worden, den Schutzmantel so wiederherzustellen, dass das Kabel geometrisch und physikalisch einwandfrei seine ursprüngliche Beschaffenheit zurückgewinnt, indem auf die Stelle des beschädigten Mantels ein zylindrisches Mantelteil, das dieselben Abmessungen aufweist und in Längsrichtung geschlitzt ist, aufgeschweisst wird.

Mit den bisher durchgeführten Versuchen ist jedoch keine einwandfreie Wiederherstellung des Kabelmantels erzielt

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worden, denn die drei auszuführenden Schweißstellen, und zwar zwei in Radial- und eine in Längsrichtung, setzen eine starke Erhitzung voraus, wobei als Wärmequelle das anliegende, zu schützende Metall verwendet wird, dessen Erhitzen die Wirkung des darunterliegenden Isolierstoffs des Kabels abschwächen kann.

Um das Metall nicht der durch die das Verschweissen

der Trennungslinien des angestückten Mantels ausführende *

Spritzgussform Übertragenen Wärme auszusetzen, ist vorgeschlagen worden, eine übliche Wärmeabschirmung aus Polytetra- ' fluoräthylen zu- verwenden; aber der beim Formen angewandte Druck verformt die Wärmeabschirmung an der Stelle der Schweissnähte und verhindert deren gleichmässige Ausführung.

Wenn zur Vermeidung der Druckwirkung eine Schweisspistole zum Aufspritzen eines heissen thermoplastischen Materials verwendet wird, so wird die Beschädigung des darunterbefindlichen Kabelstücks abgeschwächt, doch die Schweisstelle ist wegen der geringeren Gleichmässigkeit der geformten Masse weniger gut.

Gegenstand der Erfindung ist die Ausschaltung dieser verschiedenen Nachteile durch die Verwendung einer wärmeaufschrumpfba.ren Wärmeabschirmung, die zwei Merkmale aufweist; einerseits eine Wärmeisolierung, die ermöglicht, das darunterbefindliche Kabelstuck zu schützen, und zwar insbesondere den unmittelbar unter der zu umkleidenden Metallhülle vorgesehenen

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Isolierstoff des Kabels, und andererseits die Schrumpfung unter Wärmeeinwirkung, dank deren die Wärmeabschirmung während des Formens unter mechanischer Spannung gehalten werden kann und der ständige Kontakt der Wärmeabschirmung mit der Metallhülle, an die sie sich vollständig anschmiegt, gewährleistet ist. Die beiden widersprüchlichen Aspekte des Problems sind somit gelbst, da eine Wiederherstellung des thermoplastischen Mantels gemäss seiner ihm bei der Herstellung verliehenen Geometrie und die Erhaltung der Unversehrtheit des darunterbefindlichen Kabels und damit dessen ursprüngliche Zuverlässigkeit miteinander in Einklang gebracht worden sind.

Das erfindungsgemässe Schweissverfahren für elektrische Kabel unter Verwendung einer Wärmeabschirmung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeabschirmung zur Gewährleistung der geometrischen Kontinuität und ■' ;r physikalischen Unversehrtheit des Kabels unter Wärmeeinwi: cung aufschrumpfbar und so angeordnet ist, dass sie durch Wärmeaufschrumpfung auf das zu schützende Metall aufgepresst und dann mit dem neuen Mantelstück überzogen wird, das das alte ersetzt und zu schweissen ist.

Die Vorteile, die sich aus diesem neuen Verfahren ergeben, insbesondere durch dessen Anwendung auf Seekabel, bei denen die Kontinuität der Schutzhüllen in Anbetracht des sie umgebenden Wassers, ihrer Verlegungsbedingungen und ihrer möglichst langen Verwendungszeit vor ihrer Herausnahme aus dem Wasser von wesentlicher Bedeutung ist. Um die Ziele und

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Vorteile der Erfindung besser herauszustellen, wird das Verfahren an Hand von Zeichnungen für die Anwendung auf Seekabel beispielsweise beschrieben;

- Die Fig. 1 ist ein Teillängsschnitt eines Endes eines koaxialer: Ubertragungskabels, dessen Mantel erfindungsgemäss wiederher- · gestellt worden ist.

- Die Fig. 2 ist ein Querschnitt entsprechend der Linie II-II

der Fig. 1. <

- Die Fig. 3 ist eine Perspektivansicht eines Drehstromkabels.

- Die Fig. 4 ist ein vergr'dsserter Querschnitt entsprechend der linie IV-IV einer der Phasen der Fig. 3.

In den Fig. 1 und 2 ist die koaxiale Seekabelübertragungsleitung schematisch, aus vier Teilen bestehend dargestelltι dem Mittelleiter 1, dargestellt durch den zylindrischen Aussenumfang des Kupferleiters, dem aus Polyäthylen bestehenden Isolierstoff 2, dem kupfernen Aussenleiter 3 und dem den letzteren umkleidenden Mantel 4 aus Polyäthylen.

Am Ende des links der Querschnittsebene 5 befindlichen Kabelstücks ist der Mantel 4 entfernt und auf das Kabelende bis zur Querschnittsebene 6 ein Endstück 7» ebenfalls aus Polyäthylen, aufgezogen worden. Erfindungsgemäss wird eine Abschirmung aus unter Wärmeeinfluss auf schrumpf bar en Polyäthylen · aufgezogen, die etwas langer als der Abstand zwischen den Querschnittgebenen 5 und 6 und ungefähr doppelt so breit ist wie die Wärmeabschirmung 8 nach dem AufSchrumpfungsvorgang.

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Dieser vollzieht sich in drei Phasen: Das linke Ende wird auf einer geringen Länge geschrumpft, und nach seiner Abschrägung mit Schmirgelleinen poliert und unter das Teil 7 geschoben; dann wird das rechte Ende geschrumpft und nach Abschrägung und Polieren mit Schmirgelleinen unter den ursprünglichen Kabelmantel 4 geschoben. Schliesslich wird der restliche Kabelmantel geschrumpft, wobei darauf geachtet wird, k dass zwischen dem Mantel und dem Metall keine Luft verbleibt. So erhält der Kabelmantel seine endgültige Form 8; er wird dann mit Schmirgelleinen poliert, bevor er mit dem Mantelteil 9 aus Polyäthylen überzogen wird, welches aus dem Kabelmantel besteht, der in Längsrichtung bei 10 eingekerbt ist, und zwischen dem Kabelmantel 4 und den aufgebrachten Teil'7 ein Zwischenstück bildet.

Das Kabelende ist dann für das Aufschweissen des. Mantels 9 auf seinem Umfang fertig, der einerseits aus der ^ in Längsrichtung vorgenommenen Einkerbung 10 besteht, auf der im Polyäthylenspritzgussverfahren das eine leichte Verdickung bildende Teil 11 hergestellt wird, und andererseits von zwei Radialteilen in den Ebenen 5 und 6 gebildet wird, auf denen im Polyäthylenspritzgussverfahren die eine leichte Verdickung bildenden Teile 12 und 13 mittels entsprechender Formen hergestellt werden. Selbstverständlich ist es möglich, das Formen der mit dem Teil 11 verbundenen Teile 12 und 13 mittels einer geeigneten Form und einer geeigneten Presse in einem einzigen Vorgang vorzunehmen.

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Die Pig. 3 stellt schematisch das Ende eines Drehstrom-Seekab.els dar, bei dem die Enden 14, 15 und 16 ungleicher Länge der drei Phasen aus demselben Schutzmantel herausgeführt sind. Da die Leiter Ha, 15a und 16a einzeln isoliert sind, handelt es sich um drei einzelne, in demselben Mantel untergebrachte Leitungen, und das Problem der Wiederherstellung der Schutzhülle jeder Leitung besteht also in der Wiederherstellung der Schutzhülle des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Koaxialkabels.

In Pig. 4 ist der Querschnitt entsprechend der Linie IV-IV, um die Phase 15 erweitert, dargestellt. Das Kabel ist schematisch durch den Mittelleiter 15a dargestellt, der von einer Halbleiterabschirmung 18 zur Erzielung eines gleichmassigen elektrischen Peldes umgeben ist? diese ist mit einer im Strangpressverfahren aufgebrachten Polyäthylenschicht 19 isoliert, welche von einem aus Kupferband oder ggf. einem Bleimantel bestehednen Metallschild 20 umgeben ist, wobei auf den Bleimantel eine thermoplastische Hülle 21 aus Polyäthylen f oder ggf. Polyvinylchlorid aufgebracht ist. Andeutungsweise ist gestrichelt die in Längsrichtung vorgenomme Einkerbung 22 eingezeichnet, die das auf den Metallschild 20 aufzubringende Teil für die Wiederherstellung des Mantels aufweist., nachdem dieser mit einer wärmeaufschrumpfbar en, nicht dargestellten Hülle umgeben ist, die das Aufschweissen des Teils 23 einwandfrei errnb* glicht, welches aus einem länglichen Formteil besteht und, wie im vorhergehenden Fall, durch Formteile in radialer

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Richtung an beiden Enden des Teils 23 vervollständigt wird.

Um die Wiederherstellung des Mantels gleichmassig vorzunehmen, ist es von Vorteil, nach Möglichkeit eine wärmeaufschrumpfbare Masse der gleichen chemischen Zusammensetzung wie derjenigen des wiederherzustellenden Mantels zu wählen, besonders dann, wenn der Mantel aus Polyolefin, einer chemischen Gruppe, zu der Polyäthylen gehört, aus Polyvinylchlorid, Polyvinylidenfluorid, Polytetrafluorethylen, Neopren, Silikonkautschuk oder Butylkautschuk besteht, d.h. aus allen unter Wärmeeinwirkung aufschrumpfbaren Stoffen. Falls nicht die dem Mantel entsprechende Masse gefunden werden kann, ist diejenige unter Wärmeeinwirkung aufochrumpfbare Masse zu wählen, die beim Schweissen eine Verbindung mit dem Material, aus dem der Mantel besteht, bildet.

Die Verwendung eines wärmeaufschrumpfbaren rohrförmigen Mantels ist angebracht für die Wiederherstellung der Kabelenden, während es bei der Wiederherstellung eines Mantels an irgendeiner Stelle des Kabels besonders vorteilhaft ist, ein wärmeaufschrumpfbares Band zu verwenden, welches um das Metall gewickelt wird, das sich unter dem wiederherzustellenden Mantelstück befindet, und zwar ggf. unter Verwendung einer Schweisspistole nach einem Wärmespritzgussverfahren.

Die Anwendung des Verfahrens auf Seekabel zur Nachrichten- und Energieübertragung ist von Vorteil und daher empfehlenswert, aber sie kann ebensogut auf Kabel ausgedehnt werden, wenn die Zuverlässigkeit ein ausschlaggebender Paktor des geplanten Verwendungszwecks ist.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

I 1, yüJchweissverfahren für Isoliermäntel elektrischer Kabel unter Verwendung einer Wärmeabschirmung, dadurch gekennzeichnet, dass zur Gewahrleistung der geometrischen Kontinuität und der physikalischen Unversehrt™ heit des KabeTaaarfMAfl· die Wärmeabschirmung (8) wärmeaufschrumpfbar und so angeordnet ist, dass sie auf das zu schützende Metall durch Aufschrumpfung unter Wärmeeinwirkung aufgepresst wird und dann mit dem neuen, das ursprüngliche Mantelstück ersetzenden, dieselben Abmessungen aufweisenden Mantelstück (9) umkleidet wird, dessen Schweissung dann erfolgt,
2. Schweissverfahren nach Anspruch 1, d a d u r c, h ge kenn zeichne t, dass die wärmeauf schrumpf bare Abschirmung (8) aus einem Material besteht,, das die gleiche chemische Zusammensetzung hat wie das thermoplastische Material des Mantels (4·) des wiederherzustellenden Kabels«,
3. Schwe issverfahren nach Anspruch 1 zur Wiederherstellung des Mantels an einem Kabelende, dadurch g e k θ η η ζ e i ohne t_f dass die Wärmeabschirmung (8) die Form eines Rohres hat, dessen Oberfläche nach der Wärmeauf schrumpfung aufgerauht wird.
4· Schweissverfahren nach Anspruch 1 für die Wiederherstellung des Mantels an einer beliebigen Stelle des

V. ι no β η a yι α α ά

Kabels, dadurc.h gekennzeichnet, dass die Wärmeabschirmung aus einem wärmeaufschrumpfbaren Band besteht, das um das zu schützende Metall umwickelt und dessen Oberfläche nach der Wärmeaufschrumpfung aufgerauht wird.
5. Schweissverfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der wiederherzustellende Kabelmantel (4) und die Wärmeabschirmung (8) aus Polyäthylen bestehen.
6. Schweissverfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der wiederherzustellende Kabelmantel (4) und die Wärmeabschirmung (8) aus Polyvinylchlorid bestehen.
7. Schweissverfahren nach den Ansprüchen 1, 2 und 3» dadurch gekennzeichnet, dass das Kabel ein Mehrphasenstromkabel ist und jeder Phasenleiter von einem Mantel (14, 15, 16) geschützt wird, wobei der Mantel jedes Phasenleiters getrennt am Kabelende wiederhergestellt wird.

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