DE2201195B2

DE2201195B2 - Strömungsgünstig verkleidetes Schleppkabel

Info

Publication number: DE2201195B2
Application number: DE19722201195
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl.-Ing. 5000 Koeln Koch
Original assignee: Felten and Guilleaume Kabelwerke GmbH
Current assignee: Felten and Guilleaume Kabelwerke GmbH
Priority date: 1972-01-12
Filing date: 1972-01-12
Publication date: 1974-10-10
Also published as: FR2167505B1; GB1408711A; DE2201195C3; NL7217431A; DE2201195A1; FR2167505A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein strö

mungsgünstig verkleidetes Schicppk-be!, bestehen^ aus mindestens einem elektrischen Kabel mit zugfester drallfreier Bewehrung und einem strömungsgünstigen als Verkleidung dienenden, im Querschnitt tropfenför migen, weich-elastischen Profilkörper mit einem gerun deten Bug — und einem spitz auslaufenden Heckteil der in einer dem Kabel entsprechenden Länge einstuk kig als Profilband ausgebildet, das Kabel vollständig umgibt und mu diesem lösbar verbunden ist und bu dem im Inneren des Bugteiles eine zylindrische Aus nehmung vorgesehen ist, in der eines der mit der zugfe sten drallfreien Bewehrung versehenen Kabel durch einen Trennschlitz einlegbar ist, der in einer Ebene ver läuft, die sich zwischen der Kante des Heckteiles und der Achse der zylindrischen Ausnehmung erstreckt.

Kabel dieser Ausführung werden zum Beispiel in der Meeresforschung als Schlepp- und Verbindungskabcl für Unterwasserschleppkörper eingesetzt, wobei sie im wesentlichen zwei Funktionen zu erfüllen haben, näm lieh eine zugfeste mechanischr Verbindung zwischen dem Unterwasserschleppkörper (Meßsonde) und dem schleppenden Schiff sowie eine elektrische Verbindung für die Übermittlung von Meßdaten von der geschleppten Meßsonde herzustellen. Darüber hinaus kann über das besagte Verbindungskabel die Stromversorgung der geschleppten Meßsonde erfolgen, bzw. können Steuerimpulse bei einem steuerbaren Unterwasserschleppkörper übertragen werden.

Um nun bei Schleppkabeln einen möglichst kleinen Strömungswiderstand zu erzielen, ist es bekannt, mit sogenannten Fairings zu arbeiten. Darunter werden stromlinienförmige Kunststoff-Formkörper verstanden, die als Verkleidung auf das Rundkabe! aufgesetzt werden und miteinander verbunden sind. Es sind verschiedendste Ausführungen dieser Fairings bekannt, siehe zum Beispiel US-PS 3 304 364, US-PS 2 397 957 und US-PS 3 176 646. Diese Fairings bestehen aus trennba ren Teilen, einem Bug- und einem Heckteil die auf das Kabel aufgesetzt werden. Dabei tritt jedoch der Nachteil auf, daß die einzelnen Profilelemente vor jedem Einsatz des Kabels von Hand aufgesetzt und auch wieder abgenommen werden müssen, wenn das Kabel wieder aufgenommen wird, da nur das Zugelement, bzw. der mit einer geschlossenen zugfesten Bewehrung ausgeführte elektrische Leiter über eine Heckrolle und mit Hilfe einer Kabelwinde gezogen werden kann und nicht der Kunststoff-Formkörper, ohne diesen dabei zu beschädigen. Der Nachteil der einzeln aufsetzbaren Fairings, ist daher in ihrer zeitraubenden und damit kostspieligen Montage während des Einsatzes zu sehen. Hinzu kommt, daß diese Fairings recht teuer sind.

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Bei dem eingangs beschriebenen Schleppkabel, wie es aus der französischen Patentschrift FR-PS 1 465 630 bekannt ist, wird der Profilkörper mit Bolzen verschlossen, so daß er beim Aufspulen nicht vom eingeschlossenen elektrischen Kabel getrennt werden kann, sondern das elektrische Kabel und der Profilkörper werden als ein geschlossener Körper aufgewickelt. Beim Aufwickeln eines Schleppkabels ergeben sich jedoch bedingt durch die Nutzlast, das Eigengewicht und den Strömungswiderstand des sehr langen Schleppkabels für das Kabel Zugbelastungen von einigen Tonnen. Berücksichtigt man außer der statischen auch die dynamische Zugbelastung beim Schleppeinsatz, so können Zugbelastungen von Ϊ0 bis 15 t auftreten. Für diese Belastungen kann zwar das Zugelement des Schleppkabels ausgelegt werden, nicht aber der Profilkörper des Kabels, über den die gesamte Kabelzuglast auf die Friktionsrollen in der Kabelwinde übertragen werden muß, wobei eine sehr hohe Flächenpressung auftritt, die sehr schnell zu einer mechanischen Beschädigung des Formkörpers fuhrt.

Ausgehend von einem Schleppkabel der eingangs beschriebenen Art liegt nun der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Verschluß eines Trennschlitzes des Profilkörpers zu schaffen, der es ermöglicht, den Profilkörper zeitsparend auf das elektrische Kabel zu montieren und den Profilkörper beim Aufwickeln des Schleppkabels leicht vom elektrischen Kabel zu trennen.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der auf das bewehrte elektrische Kabel aufgeschobene Profilkörper auf diesem frei drehbar ist und daß an den gegenüberliegenden Trennflächen des Trennschlitzes des Profilkörpers als Verriegelurgselemente Magnetverschlüsse angeordnet sind, sowie symmetrisch zum Trennschlitz parallel zur Achse der zylindrischen Ausnehmung aus verseilten Litzen mit entgegengesetzt gleichem Drall bestehende Zugelemente vorgesehen sind, deren Drallkräfte im Sinne einer Trennschlitzverengung gerichtet sind. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Schleppkabels ist ^s möglich, das elektrische Kabel und den strömungsgünstigen Profilkörper getrennt aufzuwickeln, so daß durch die getrennte Führung des elektrischen Kabels und des bandförmigen Profilkörpers an Bord des schleppenden Schiffes beim Einsetzen nur das elektrische Kabei bzw. dessen Bewehrung auf Zug belastet wird, während der Profilkörper keine besonderen mechanischen Bean- »pruchungen aufnehmen muß, so daß Beschädigungen desselben nicht auftreten können. Durch die im Profilkörper enthaltenen Litzenseile mit entgegengesetztem gleichen Drall kann bei Zugbeansoruchungen des Profilkörpers und bei entsprechend gewählter Drallrichtung der zudrehende Drall der beiden Litzenseilt dazu dienen, ein Aufspreizen des Profilkörpers, das heißt, der Profilkörperkanten, zu verhindcn, bzw. dem entgegenzuwirken. Durch die freie Drehbarkeit des Profilkörpers auf dem elektrischen Kabel wird ein günstiges Schleppverhalten des Schleppkabels erreicht, somit kann der Profilkörper sich wie eine Fahne der jeweiligen Strömungsrichtung anpassen.

Es ist vorteilhaft, wenn die Zugelemente einen ellipsenförrhigen Querschnitt besitzen, wodurch ein möglichst großer Drall auf das Band übertragen werden kann. Mit Hilfe der irr- Profilkörper eingelassenen derartig ausgebildeten Zugelemente ist es durch Veränderung der Zugbelastung möglich, die Kraft, mit der dem Aufspreizen des Profilkörpers entgegengewirkt werden kann, in ihrer Größe zu regulieren.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausföiirung der Erfindung enthält der ProRlkörper in seinem Bugteil eingebettet eine Einlage beispielsweise ein Metallband, einen Lochblechstreifen oder ein Drahtgewebe. Der Zweck dieser Einlage besteht darin, den Profilkörper, der nach dem Umschließen des elektrischen Kabeis durch das biegbare Profilband entstanden ist. in seiner um das Kabel geformten Lage zu Fixieren und ein Aufspreizen des Profilkörpers, bedingt durch die Rückstellkräfte des Bandmaterials im gebogenen Zustand, zu verhindern. Ein weiteres Mittel, um dem Aufspreizen des aufgeschlitzten Profilkörpers entgegenzuwirken, besteht nach weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schleppkabels darin, daß im aufgebrachten Zustand des Profilkörpers dieser in regelmäßig wiederkehrenden Abständen von einer vorgespannten Klammer umgeben ist.

Da der Profilkörper zweckmäßig kontinuierlich im

^o Extrusionsverfahren hergeste..' wird, kommen als Herstellungsmaterial nur gut extrudie.bare Stoffe in Frage, die außerdem im extnidierten Zustand ein gutes Biegeverhalten zeigen. Vorteilhafterweise werden deshalb extrudierbare Thermoplaste, beispielsweise Polyäthy-Ic; oder PVC, oder ein vulkanisierbares Elastomer, zum Beispiel eine Kautschuk-Verbindung wie Neopren, zur Herstellung des Profilkörpers verwendet.

Das erfindungsgemäße Schleppkabel wird nun derart eingesetzt, daß von zwei getrennten Speichern das be-

3c wehrte elektrische Kabel und der bandförmige Profilkörper unter gleichzeitigem Einschließen des Kabels durch den Profilkörper zusammengeführt werden, bzw. von dessen Heckteil aus zusammengeführt werden, und nach dem Zusammenführen kein Umlenken des fertigen Schleppkabels mehr erfolgt. Ein derartiges Verfahren zur Montage und Demontage d^ps strömungsgünstigen Profilkörpers ist im wesentlichen au'· der FR-PS I 568 848 bekannt. Im Unterschied zum vorliegenden Verfahren geht die Aufteilung des Profilkörpers zur Einführung des Kabels jedoch vom Bugteil des Profilkörpers her und zudem ist der Profilkörper nicht bandförmig ausgeführt, so daß er nicht einfach aufgetrommelt werden kann.

Der betriebliche Einsatz des Kabels erfolgt vorteilhafterweise mit einer Vorrichtung, die aus einem das bewehrte elektrische Kabel aufnehmenden Speicher und einen den bandförmigen Profilkörper aufnehmenden Speicher mit jeweils getrennten Antrieb sowie einer in Ablaufrichtung vor einer Umlenkrolle des Kabels angeordneten Umlenkrolle des Profilkörpers so-■vie einen in Abzugsrichtung hinter diesen befindlichen, in senkrechter und waagerechter Richtung drehbar gelagerten Fühfüngsteil. Der Führungsteil wird bevorzugt aus zwei in einer senkrechten Ebene übereinander angeordneten Führungsrollen und einer in Abzugsrichlung hinter d'esen gegen die Waagerechte nach unten geneigte Trompete sowie einem in einem Drehpunkt gelagerten, die Führungsrollen und die Trompete tragenden starren Gestänge gebildet. In der als Formeinrichtung dienenden Trompete erfolgt das Aufbringen des Profilbandes bzw. des Profilkörpers auf das bewehrte elektrische Kabel, indem das den Profilkörper bildende Profilbsnd in der Trompete um das gleichzeitig eingeführte, bewehrte elektrische Kabel geschlos-

⁶S sen wird.

An Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt

F i g. t einen Querschnitt des erfindungsgemäßen Schleppkabels,

F i g. 2 eine perspektivische Ansicht einer auf das Schleppkabel gemäß F i g. I aufsetzbaren Klemme,

Fig.3 einen Querschnitt durch einen Profilkörper mit Einlagen,

F i g. 4 eine Seitenansicht eines Schleppkabel gemäß Fig.l,

Fi g. 5 einen Querschnitt durch ein den Profilkörper des Schleppkabcls gemäß F i g. 1 bildendes Profilband,

F i g. 6 eine Prinzipzeichnung einer Vorrichtung zum Verlegen eines Schleppkabels gemäß F i g. I,

F i g. 7 eine perspektivische Ansicht einer als Führungseinrichtung dienenden Trompete.

Ein Schleppkabel 1 besteht aus einem elektrischen Leiter 2, beispielsweise einer Koaxialleitung, einem Litzenleiter oder einem Schlauchkabel, mit einer drallfreien Bewehrung 3 und einem den bewehrten, zugfesten elektrischen Leiter 2 einschließenden, strömungsgünstigen, vorzugsweise tropfenförmigen Profilkörper 4 aus einem extrudierbaren Thermoplast, z. B. Polyäthylen, oder aus einer Kautschukverbindung wie Neopren. Dieser Profilkörper 4 besitzt eine den Leiter 2 aufnehmende, dessen Abmessungen angepaßte, axial verlaufende zylindrische Ausnehmung 5. Außerdem ist er von der Spitze seines Heckteils 6 bis zu der Ausnehmung 5 durch einen Trennschlitz 7 aufgeschlitzt. In seinem Bugteil 8 unterhalb der Ausnehmung 5 ist eine Einlage 9, die z. B. aus einem dünnen Metallband bestehen kann, eingebettet, die zur Erhöhung der Biegesteifigkeit des geschlitzten Profilkörpers 4 dient. Weiterhin enthält der Profilkörper 4 zwei symmetrisch zum Trennschlitz 7 angeordnete Zugelemente 10, die beispielsweise aus verseilten Litzen bestehen können, deren Drallrichtung entgegengesetzt gleich ist und in Richtung eines zudrehenden Dralles nach innen wirken. Im dargestellten Beispiel ist der Querschnitt der Zugelemente 10 kreisförmig, jedoch sind auch andere Querschnittsformen, beispielsweise die Ellipsenform, möglich. Die Zugelemente 10 dienen nicht zur Aufnahme der beim Schleppen auftretenden Zugbeanspruchungen, die allein von der Bewehrung 3 aufgenommen werden, sondern sind im Reparaturfall beispielsweise bei einem Riß des Profilkörpers, oder wenn dieser in Teillängen hergestellt wird, zum Herstellen eines zugfesten Bandspleißes zweckmäßig. Um ein Aufspreizen des Profilkörpers 4 im auf den bewehrten Leiter 2 aufgebrachten Zustand verhindern zu können, sind an den gegenüberliegenden Trennflächen des Trennschlitzes 7 Verriegelungselemente II, 12 in Form von Magnetverschlüssen angebracht Zur zusätzlichen Sicherung gegen das Aufspreizen können vorgespannte Klammern 13 (F i g. 2) auf den aufgebrachten Profilkörper 4 aufgesetzt werden, die beim Einholen des Schleppkabels 1 leicht wieder von diesem abgezogen werden können. Diese Klammern 13 können aus Metall oder einem anderen elastischen, rückfedernden Material bestehen.

Da der Profilkörper 4 in großen Längen kontinuierlich im Extrusionsverfahren hergestellt wird, können in ihm Materialspannungen entstehen, die zu Verwerfungen führen können. Um derartige Materialspannungen ausgleichen zu können, sind im Profilkörper 4 in gewissen Abständen, beispielsweise etwa alle 5 bis 10 m. Einlagen 14 (Fig. 3) aus einem nachgiebigeren Material als der Profilkörper 4 selbst eingebettet, die die Sp₁Innungen aufnehmen. Eine ebenfalls bestehende an sich bekannte Möglichkeit, Materialspannungen aufnehmende Stellen in dem Profilkörper 4 zu erzeugen ist. Löcher 15 oder Schlitze 16, 17 in dem Profilkörper 4 in gewissen Abständen vorzusehen (F i g. 4).

Der Profilkörper 4 wird dadurch auf vorteilhafte Weise gebildet werden, daß er durch Umbiegen eines

ίο Profilbandes 18 (F i g. 5) entsteht. Dieses Profilband 18 besitzt die günstige Eigenschaft, daß es leicht aufzutrommeln ist, ohne daß eine Verformung zu befürchten ist.

Mit Hilfe der in Fig.6 dargestellten Vorrichtung wird das Schleppkabel I mit dem aus dem Profilband 18 gebildeten Profilkörper 4 folgendermaßen eingesetzt. Das zugfeste, bewehrte elektrische Kabel 2 und das Profilband 18 sind auf zwei getrennten Speichern, z. B. Trommeln, mit jeweils getrenntem Antrieb aufgewickelt (in Fig.6 nicht dargestellt). Beim Einsatz des Schleppkabels 1 werden nun das elektrische Kabel 2 und das Profilband 18 gleichzeitig aufgetrommelt, wobei das elektrische Kabel 2 über eine Winde 18a zum Ausbringen und Einholen desselben und eine Umlenkrolle 19, der sogenannten Heckrolle, geführt wird. Unterhalb der Umlenkrolle 19 ist eine Umlenkrolle 20 für das Profilband 18 angeordnet. In Abzugsrichtung hinter diesen Umlenkrollen 19, 20 ist eine Führungseinrichtung 21 angeordnet, die aus zwei in einer senkrechten Ebene übereinander angeordneten Führungsrollen 22, 23 und einer in Abzugsrichtung hinter diesen gegen die Waagerechte nach unten geneigten Trompete 24 sowie einem in einem Drehpunkt 25 gelagerten, die Führungsrollen 22. 23 und die Trompete 24 tragenden, starren Gestänge 26 besteht. Zum Bilden des Schleppkabels 1 läuft das bewehrte elektrische Kabel 2 und das Profilband 18 über die Führungsrolle 22, 23 in die trichterförmig ausgebildete Trompete 24 gemeinsam ein, wobei das Profilband 18 in der Trompete 24 derart kontinuierlich umgebogen wird, daß es den elektrischen Leiter 2 umschließt und der Profilkörper 4 entsteht, so daß am Ende der Trompete das fertige Schleppkabel 1 ausläuft. Damit die Führungseinrichtung 21 etwaigen Richtungsänderungen in vertikaler wie in waagerechter Richtung des Schleppkabels 1 beim Schleppen folgen kann, ist sie im Drehpunkt 25 sowohl in vertikaler wie in waagerechter Richtung drehbar gelagert. Zur besseren Führung des elektrischen Kabels 2 sowie des Profil bandes 18 in den Führungsrollen 22, 23 sin., diese mil einer konkaven Oberfläche ausgestattet.

Beim Einholen des Schleppkabels 1 wird der Profil· körper 4 von dem elektrischen Kabel 2 dadurch ge trennt daß am weiteren Ende der Trompete 24 da; Profilband 18 im spitzen Winkel zum elektrischen Kabei 2 ausläuft so daß das elektrische Kabel 2 aus dennachgiebigen Profilkorper herausgezogen werden kanr und der Profilkörper 4 selbst wieder in seine BandfonT 18 umklappt

Wesentlich für ein gutes Schleppverhalten des erfin dungsgemäßen Schleppkabels 1 ist es, daß der um der elektrischen Leiter 2 geformte Profilkörper 4 auf die sen frei drehbar sein muß, so daß sich der Profilkörpei 4 ungehindert jeder Strömungsrichtung anpassen kann.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

22Oi Patentansprüche:

1. Strömungsgünstig verkleidetes Schleppkabel, bestehend aus mindestens einem elektrischen Kabel s mit zugfester, drallfreier Bewehrung und einem strömungsgCnstigen, als Verkleidung dienenden, im Querschnitt tropfenförmigen, weich-elastischen Profilkörper mit einem gerundeten Bug- und einem spitz auslaufenden Heckteil, der in einer dem Kabel entsprechenden Länge einstückig als Profilband ausgebildet, das Kabel vollständig umgibt, und mit diesem lösbar verbunden ist und bei dem im Inneren des Bugteiles eine zylindrische Ausnehmung vorgesehen ist, in der eines der mit der zugfesten drallfreien Bewehrung versehenen Kabel durch einen Trennschlitz einlegbar ist, der in einer Ebene verläuft, die sich zwischen der Kante des Heckteiles und der Achse der zylindrischen Ausnehmung erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß der auf das bewehrte elektrische Kabel (2, 3) aufgeschobene Profilkörper (4) auf diesem frei drehbar ist und daß an den gegenüberliegenden Trennflächen des Trennschlitzes (7) des Profilkörpers (4) als Verriegelungselement (11, 12) Magnetverschlüsse angeordnet sind sowie symmetrisch zum Trennschlitz (7) parallel zur Achse der zylindrischen Ausnehmung aus verseilten Litzen mit entgegengesetzt gleichem Drall bestehende Zugelement (10) vorgesehen sind, deren Drallkräfte im Sinne einer Trennschlitz-Verengung gerichtet sind.

2. Schleppkabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zug«', mente (10) einen ellipsenförmigen Querschnitt besitzen.

3. Schleppkabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Profilkörper (4) in seinem Bug (8) eingebettet eine Einlage (9), beispielsweise ein Metallband, einen Lochblechstreifen oder ein Drahtgewebe, enthält.

4. Schleppkabel nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß im aufgebrachten Zustand des Profilkörpers (4), dieser in regelmäßig wiederkehrenden Abständen von einer vorgespannten Klammer (13) umgeben ist.

5. Schleppkabel nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß der Profilkörper (4) aus einem extrudierbaren Thermoplast, z. B. Polyäthylen oder PVC, oder aus einem vulkanisierbareii Elastomer, z. B. einer Kautschuk-Verbindung, wie Neopren, besteht.

6. Verfahren zum Einsetzen des Schleppkabels nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß von zwei getrennten Speichern das bewehrte elektrische Kabel (2) und der bandförmige Profilkörper (18) unter gleichzeitigem Einschlie-Ben des Kabels (2) durch den Profilkörper (4) von (Jessen Heckteil her zusammengeführt werden und flach dem Zusammenführen kein Umlenken des fertigen Schleppkabels (1) mehr erfolgt.

7. Vorrichtung des Verfahrens nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen das bewehrte elektrische Kabel (2) aufnehmenden Speicher und einen den bandförmigen Profilkörper aufnehmenden Speicher mit jeweils getrenntem Antrieb sowie einer in Ablaufrichtung vor einer Umlenkrolle (19) *s des Kabels (2) angeordneten Winde (18a) und einer unterhalb der Umlenkrolle (19) angeordneten Umlenkrolle (20) des Profilkörpers (4, 18) sowie einen in Abzugrichtung hinter diesen befindlichen, ir senkrechter und waagerechter Richtung drehbai gelagerten Führungsteil (21),

8 Vorrichtung »ach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß das Führungsteil (21) aus zwei in einei senkrechten Ebene übereinander angeordneter Führungsrollen (22,23) und einer in ^bzugsrichtunt hinter diesen gegen die Waagerechte nach unter geneigte Trompete (24) sowie einem iu einem Dreh punkt (25) gelagerten, die Führungsrollen (22, 23 und die Trompete (24) tragenden, starren Gestängt (26) besteht