DE2149592A1

DE2149592A1 - Stroemungsguenstige verkleidung, insbesondere fuer unterwasserkabel

Info

Publication number: DE2149592A1
Application number: DE19712149592
Authority: DE
Inventors: Frank Meyer; Dietrich Toussaint
Original assignee: Vereinigte Flugtechnische Werke Fokker GmbH
Current assignee: Vereinigte Flugtechnische Werke Fokker GmbH
Priority date: 1971-10-05
Filing date: 1971-10-05
Publication date: 1973-04-12
Also published as: GB1403758A; FR2155509A5; US3859949A; CA966015A

Description

2U9592

71-B 11-27 Bremen, den 30. September 1971

Mei/we

Vereinigte Flugtechnische Werke—Fokker
Gesellschaft mit beschränkter Haftung

Verkleidung, insbesondere für Unterwasserkabel,

Die Erfindung betrifft eine strömungsgUvistige Verkleidung, insbesondere für Unterwasserkabel, Schlepp- und Ankerseile*

Es ist bekannt, daß der Widerstand eines Körpers rait etwa kreis— förmig£=t.i Querschnitt in einem relativ zu ihn bewegten Medium im wesentlichen von seinem Durchmesser, einem für die Querschnitts— form charakteristischen Widerstandsbeiwert und dem Quadrat der
Geschwindigkeit abhängt. Da der Durchmesser z.B. eines Schleppseiles vor allen Dingen von der Belastung des Seiles abhängig
ist, läßt sich eine Verringerung des Strömungswiderstandes praktisch nur durch die Beeinflussung des Hiderstandsbeiwertes ändern.

Es sind daher schon verschiedenartige Kabelverkleidüngen bekannt geworden, die eine theoretische Verringerung des Widerstandsbei-

nicht/
wertes auf etwa den 15. Teil des Beiwertes eines "verkleideten

Kabels ermöglichen sollen. Eine weitere Reduzierung des Widerstands erfolgt automatisch, wenn man berücksichtigt, daß die
kleineren Widerstandsbeiwerte auch eine Verkleinerung der Kabel-

309815/0080

214959?

-Z-

diraensionen ermöglichen, was wiederum eine Verringerung der

Widerstände nach sich zieht. ' .

Die bekannten Kabelverkleidungen weisen jedoch den Nachteil auf, daß sie unlösbar mit dem Kabel verbunden sind und deswegen zu komplizierten Stauverfahren für das eingeholte Kabel führen. Bei einer weiteren bekannten Kabelverkleidung, die aus einzelnen miteinander gekoppelten Elementen besteht, ergeben sich durch die an hydrodynamisch ungünstigen Stellen vorhandenen Unstetigkeiten an der Oberfläche, wie Stoßkanten und Teilfugen, erhebliche zusätzliche Widerstände, so daß der Zweck der Kabelverkleidung nur bedingt erfüllt wird. Darüber hinaus besteht die Gefahr, daß sich an diesen Unstetigkeit sst eilen Fremdkörper festsetzen.

Auch bei dieser Kabelverkleidung sind komplizierte Einrichtungen 2Mm Stauen des Kabels und der Kabelverkleidung erforderlich. Die zwangsläufig relativ lose Kopplung zwischen den einzelnen Elementen der Verkleidung führt außerdem dazu, daß die Einzelelemente zum Flattern neigen, wodurch der Widerstand wiederum beträchtlich erhöht wird und dynamische und mechanic ihe Strömungen des Schleppsysteras hervorgerufen werden. Eine weitere Widerstandserhöhung tritt zwangsläufig dadurch auf, daß die Trennfugen zwischen den einzelnen Teilen jeden Ele— oents an hydrodynamischen ungünstigen Stellen liegen.

Werden bei diesen herkömmlichen nichtlösbaren Kabelverkleidun— gen Zugkabel und/oder Versorgungsleitungen defekt oder wegen anderer Anforderungen unbrauchbar, dann muß das gesamte Schleppkabel einschließlich seiner Verkleidung erneuert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verkleidung zu schaffen, die es ermöglicht, die theoretischen Werte der Widerstanfevermin— derung tatsächlich zu erreichen und einfache Stautrommeln sowohl für das eingeholte Schleppkabel als auch für die Kabelver— kleidung verwenden zu können. Das wird erfindungsgeraäß dadurch

309815/0080
- 3 -

2U9592

erreicht, daß die Verkleidung aus ζκεχ zueinander im wesentlichen symmetrischen Profilbändern besteht, die lösbar miteinander verbunden sind, zusammen einen strömungsgünstigen
Querschnitt aufweisen und gemeinsam einen sich über ihre ganze Länge erstreckenden Hohlraum bilden, in dem das Kabel bzw. Seil lose aufgenommen ist. Die Profilbänder sind zweckmäßig aus
einem elastischen Material, vorzugsweise einem Kunststoff, hergestellt. Die beiden Profilbänder besitzen erfindungsgemäß
reißverschlußartige Kopplungseleraente, beispielsweise wechselweise Profilstege und komplementäre Nuten. Diese Kopplungselemente sollen zweckmäßig so ausgestattet sein, daß sie nicht nur eine feste Verbindung zwischen den beiden Profilbändern herstellen, sondern zusätzlich die beiden Profilbänder unter einer Vorspannung aneinanderpressen.

Die beiden Profilbänder können so ausgestattet sein, daß sie außer dem Hohlraum, der der Aufnahme des Schleppseiles dient, noch mindestens einen weiteren sich über ihre ganze Länge er~ streckenden Hohlraum bilden, in dem beispielsweise ein Energievers«i?uigskabel und/oder Meßleitungskabel aufgenommen werden könnt n.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die Profilbänder so auszubilden, daß sie im verbundenen Zustand einzelne weitere abgeschlossene Hohlräume bilden, die zur Aufnahme von Meßgeräten und/oder Meßfühlern dienen können.

Eine weitere vorteilhafte Verbesserung der Profilbänder kann dadurch erreicht werden, daß sie als Skclettkonstruktion mit sich mindestens teilweise über ihre ganze Länge erstreckenden Hohlräumen aufgebaut sind. Die Hohl—raune können mit einem
auftrieberhöhenden Material z.B. mit einem Kunststoff ausgestattet sein. Besonders bei dieser Art der Profilbänder kann die Skelettkonstruktion aus einem faserverstärkten Kunststoff hergestellt sein, der selbstverständlich auch bei massiven

309815/0080

7U9592

Profilbändern verwendbar ist«

Die erfindungsgemäße Kabelverkleidung kann bei eingeholtem Schleppkabel so gestaut werden, daß die beiden Profi .!bänder getrennt voneinander auf je einer Trommel aufgewickelt rerdm während das Schleppseil selbst auf einer dritten Trownel aufgewickelt Tfj.rd.

Zum Frieren können da« Schleppseil und die beiden Profilböndo durch eine geeignete Vorrichtung, die bc:*if;p5. el st'ei po deu . profil der ProfiibUnde-.r p.TLg,n'_ty\Kte halsen enthält, dadurch einander verbunden verden, uv.il die- KaIu)) öi.e beiden Profil— bänder derart gegeneinander p.i-ess.eiij d~ß die Kopplimpöele/aente, beispielsweise Stege und Nuten; mil einander in Eingriff koD.icn< Umgekehrt können beim Einholen des Cchlcj.pseiles die beiden Pitfilbänder durch eixie keilartige Vorrichtung wieder voneinander getrennt werden, so daß die. beiden Profilbänder und das Schleppseil einzeln auf ihre Stautrommeln auflaufen können.

Der Hohlraum für das Kabel oder Seil sollte zweckmäßig im, in der StröKiüngsrichtung gesehen, vorderen Viertel der Schleppselverkleidung vorgesehen sein.

Eine zusätzliche Stabilisierung der Verkleidung und gleichzeitig eine Verkleinerung ihres Querschnitts ist insbesondei-e dann möglich, wenn außer einem Schleppseil noch zusätzlich Energieversorgungskabel und/oder Heßleitungskabel erforderlich sind. Bisher war es üblich, derartige Kabel im Inneren des Schleppseiles anzuordnen. Bei Verwendung einer Verkleidung nach der Erfindung können derartige Kabel von Schleppseil selbst getrennt innerhalb der Kabelverkleidung angebracht werden. Entsprechend den Maßen des Schleppseiles und des oder der Kabel, einerseits und der Verkleidung andererseits, läßt sich leicht die günstigste räumliche Zuordnung der einzelnen Teile finden, die das bestmögliche, strömungsgünstige Verhalten gewährleisten.

Besonders günstige Ströraungsverhältnisse, die insbesondere die

30981 5/0080

" ^b ~ BAD ORIGINAL

2U9592

Flatterneigung verringert bzw. ganz beseitigt ergeben sich dann, venn der Schwerpunkt der Verkleidung einschließlich der fnit ihr fest verbundenen Kabel mindestens nahezu mit dem Mittelpunkt des Schleppseile« zusammenfällt.

Bei Verwendung von als Skelettkonstruktion axifgebauten Profil— bändern mit aufgeschäumten Hohlräumen kann die Kabelverkleidung selbst als auftrieberzeugendes Element verwendet werden. Dadurch ist iti ederun die Verringerung des Schleppseildurchmessers mit den sich daraus ergebenden Vorteilen Möglich.

Wird die Verkleidung aus ein ein faeer'terstKrkten Kunststoff hergestellt, ist es unter Ur/ständen fso^.ar möglich, völlig auf das Schlop23i-.eil zu verzichten und die Verkleidung als allein tragendem hzv, die Zugbelastung aufnehmender, Element zu verwenden.

Ferner ist er. möglich bei größeren Kabel- bzv. Seillängen den Knbul— bzw« Seildurchmes&er stetig oder stufenweise entsprechend der erforderlichen Belastungen zu verringern,, um dadurch die St: öTunif;:widorstände möglichst klein zu halten.

Tn den beigefügten Zeichnungen sind einige Beispiele für eine Kabülverkleidiing nach der Erfindung dargestellt und zwar zeigen die

Figur 1 Eine Kubelverkleidung für ein Schleppseil, in

dessen Kern ein Kabelstrang eingebettet ist.

Figur 2a Eine Draufsicht auf die Innenseite eines einzelnen Profilbandes.

Figur 2b Einen Schnitt durch die Figur 2a nach der Schnittlinie H-II.

Figur 3a u. 3b Beispiele für Verkleidungen, in denen außer

einem Schleppseil noch mindestens ein zusätzliches Kabel angeordnet ist.

309815/0080
~ 6 -

BAD ORIGINAL

Figur 4 Eine Verkleidung mit Profilbändern, die als

Skelettkonstruktion ausgeführt ist.

Figur 5 Eine Verkleidung mit einem in ihm geführten

Kabel, die selbst die Zugspannungen überträgt.

In den Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern verschen »/orden.

Die Verkleidung nach der Figur 1 besteht aus den bei.den Profil— bSndei-n 1 und 2, die mit ihren inneren ebenen Seiten einander zugekehrt sind derart, daß ihre beiden Außenseiten zusni-imea ein strösiungsgüstiges Profi I₁ beispielsweise ein Laiiiinarprofil^ ergeben, Als Koppluiigseleiaente sind die Profilbänder 1 bzu. 2 wechselweise rdt im Querschnitt kreisförmigen Stegen 3, 4, 5 versehen, die in entsprechende Komplementärnuten des anderen Pro— filbandes eingreifen. Im vorderen Viertel weisen die beiden Profilbänder auf ihrer Innenseite je eine halbkreisförmige Aussparung la bzw. 2a auf, die sich über ihre ganze Läge erstreckt, und die zusammen einen Hohlraum rait kr~i /jförmigem Querschnitt bilden» In diesem Hohlraum ist ein Schlepptfi.il 1 lose gelagert, in dessen Kern ein Versorgungskabel 7 angeordnet ist. Der Hohlraum, der von den beiden Aussparungen la und 2a gebildet wird, soll etwas größer als der Durchmesser des Schleppseils sein, damit sich ein etwa vorhandener Drall des Kabels ausgleichen kann.

Die Figur 2a zeigt die innere Seite eines Profiltandes 1 mit der Anordnung von zwei Nuten 3a und 5a und einem Steg 4» die die eigentlichen Kopplungseleraente für die Profilbänder bilden. In diesem Bei spei 1 sind das Schleppseil 6 und das Versorgungskabel 7 getrennt voneinander in der \erkleidung gelagert. Die Beispiele nach den Figuren 3a und 3b zeigen die getrennte Anordnung von Schleppseil— und einen bzw. mehreren Versorgungskabeln 7» wobei im Beispiel Figur 3a das Versorgungskabel zusammen mit zwei Stegen 4a, 4b einen Teil des Kopplungsmechanisraus bildet. Ferner

309815/0080
— 7 ~

2U9592

ist in Figur 3a gezeigt, daß die Profilbänder 1 und 2 zusätzlich abgeschlossene Hohlräume 8 bilden können, die zur Aufnahme von Meßgeräten und/oder Heßfühlern dienen.

Schließlich zeigt die Figur 4 die Ausbildung der Pnfi!bänder als Ske]ettkonstruktion, deren Hohlräume mit einen auftrieberzeugenden Material ausgefüllt sind.

Durch' die Laos teilung der Kabel verkleidung liegen die Trennfugen sowohl an der Nasen— wie an der Kockkante des ströjnung."-;günstigen Profils in den Staupunkten und damit in Bereichen der Oberfläche, die keine Erhöhung des liiderstandebeiuertey bewirken keimen·

Die Verkleidung nach der Erfindung ermöglicht es auch bei besonders langen Kabeln oder Seilen eint; Aufteilung derselben vorzusehen, wenn dßses zweckmäßig ersc-he-int, um die Kabel bzw. Seile und ihre Verkleidung Möglichst raumsparend stauen zu können. Dabei können die erforderlichen Kupplungselement^ zwischen den einzelnen Kabel— bzw. Seillängen in entsprechend vorgesehenen Hohlräumen der Verkleidung untergebracht werden.

- 8 309815/0080

BAD OrtlQiNAL

Claims

2U9592 Patentansprüche

1. /Ströraungsgünstige Verkleidung, insbesonder für Unterwasser- ^-"^/^ kabel, Schlepp— und Ankerseile, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus zwei zueinander im wesentlichen symmetrischen Profilbändern (1,2) besteht, die lösbar miteinander verbunden sind, zusammen einen ströraungsgünstigen Querschnitt aufweisen und gemeinsam einen, sich über ihre ganze LKnge erstrek— kenden Hohlraum (la, 2a) bilden, in dem das Kabel (7) bzw. das · Schleppseil (6) lose aufgenommen ist.

2. Strömungsgünstige Verkleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilbänder (1,2) aus einem elastischen Material, vorzugsiieise einem Kunststoff, hergestellt sind.

3. Strömungsgünstige Verkleidung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzei chnet, daß die beiden Profilbänder (1,2) durch reißverschlußartige Kopplungselemente (3» 3a, 4» 4a, 5» 5a) miteinander verbindbar sind.

4· Strömungsgünstige Verkleidung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungselemente wechselweistege/

se durch Profil"(3, 4» 5) und komplementäre Nuten (3a, 5a) gebildet sind.

5· Strömungsgünstige Verkleidung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzei chnet, daß die beiden Profilbänder (l, 2) in verbundenen Zustand gemeinsam mindestens einen weiteren sich über ihre ganze Länge erstreckenden Hohlraum bilden, in dem ein Energieversorgungskabel (7) und/oder Meßleitungskabel (lO) aufnehmbar ist.

30981 5/0080
_ 9 „

_ Q —

6. StröraungsgUnstige Verkleidung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, .daß die beiden Profilbänder (l, 2) im verbundenen Zustand einzelne abgeschlossene Hohlräume (8) bilden, in denen Meßgeräte und/oder Meßfühler aufnehmbar sind.

7. Strömungsgünstige Verkleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 6_f dadurch gekennzei chnet, daß die Profilbänder (l, 2) aus einem faserverßtärkten Kunststoff hergestellt sind.

8. Strömungsgünstige Verkleidung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekenn sei chnet, daß die Profilbänder (l, 2) als Skelettkonstruktion mit sich mindestens teilweise über ihre ganze Länge erstreckenden Hohlräumen (9) aufgebaut sind.

9» Strömungsgünstige Verkleidung nach Ansprach 8, dadurch g e— kennzeichnet, daß die Hohlräume (9) mit eines auftrieberzeugenden Material ausgefüllt sind.

10. Strömun-iSgUnstige Verkleidnng nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume (9) wit einem Kunststoff ausgeschäumt sind.

11. Strömungsgünstige Verkleidung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwerpunkt der Verkleidung, in einem Querschnitt gesehen, einschließlich der in ihr unbeweglich angeordneten Kabel (7, 8) und dergleichen mindestens nahezu mit dem Mittelpunkt des Schleppseiles (6) zusammenfällt.

12. StröraungsgUnstige Verkleidung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleppseil (6) und die Verkleidung eine stetige oder sprunghafte Querschnittsverringerung aufweisen.

309815/0080