-
Schutzhülle für einen länglichen Körper" Die Erfindung betrifft eine
Schutzhülle für einen länglichen Körper von im allgemeinen kreisrundem Querschnitt.
Die Erfindung betrifft insbesondere eine Schutzhülle, die abriebfest ist und es
gestattet, daß sich der geschützte Körper verbiegen kann.
-
Der Schutz von Seekabeln oder sonstigen unterirdisch anzubringenden
Kabeln war bisher ein aufwendiger und zeitraubender Vorgang. So ist es z.B. in vielen
Anwendungsbereichen von Bedeutung, Kabel oder Leitungen auf dem Boden des Ozeans
über rauhem Gelände, vorspringenden Rändern, Riffen, u. dgl.
-
scharfen Korallen/sowie in Gebieten zu verlegen, in denen starke Strömungen
nicht zu unterschätzende Bewegungen des Kabels verursachen können. In der Vergangenheit
wurden solche Kabel durch Abschnitte aus Gußmetallumhüllungen geschützt.
Jeder
Abschnitt war schwer und mit speziellen Klammern und Bügeln befestigt, wobei die
Installierung zudem an Ort und Stelle durch Taucher erfolgen mußte. Die Installierung
war daher langwierig und zudem gefährlich.
-
Die vorbekannten Metallumhüllungen sind aufgrund der am Boden des
Ozeans gegebenen Korrosionsbedingungen relativ kurzlebig.
-
Es wurde daher versucht, insbesondere an kleineren Kabeln eine Umhüllung
aus mit Asphalt oder Teer getränktem bzw.
-
gesättigtem faserigem Material zu verwenden. Dies verbesserte zwar
die Widerstandsfähigkeit gegenüber Korrosion, jedoch rieben benachbarte LJhterwasserobjekte
und kreuzende Kabel diese Umhüllungen bald ab, insbesondere dort, wo die Unterwasserströmungen
stark waren. Dies hat nicht nur einen Ausfall der Funktion des Kabels zur Folge,
das beispielsweise eine Telefonverbindung von extremer Wichtigkeit sein kann, sondern
es ergibt sich auch der Nachteil, wenn der geschützte Körper eine schädliche substanzentragende
Leitung war, daß der Ausfall dieser Leitung eine verheerende Wirkung auf die Umwelt
bzw. die Umgebung ausübte.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu
beseitigen und eine gegen Abrieb sowie Stößen, Schlägen, Erschütterungen u. dgl.
hochwiderstandsfeste Schutzhülle zu schaffen, die dem zu schützenden länglichen
Körper
eine thermische Isolierung verleiht und wahlweise entweder sofort nach der -Herstellung
des Körpers an diesem oder aber erst an Ort und Stelle auf einfache und leichte
Weise anbringbar ist.
-
Die Merkmale der zur Lösung dieser Aufgabe geschaffenen Schutzhülle
ergeben sich aus den Ansprüchen.
-
Die erfindungsgemäß geschaffene Schutzhülle ist für einen länglichen
Körper von im allgemeinen kreisrundem Querschnitt vorgesehen und weist ein schraubenförmig
sich erstreckendes Element auf, das in spielfreiem dichten Sitz um den länglichen
Körper herum angeordnet werden kann. Die Schutzhülle ist aus elastomerem Material
gefertigt, das gegenüber Abrieb und Korrosion widerstandsfähig ist und geschichtet
ausgebildet ist, um einer radial nach außen gerichteten Bewegung der schraubenförmigen
Windungen des Schutzhtllenelementes eine hohe Widerstandskraft entgegenzusetzen.
Die Schutzhülle kann an Ort und Stelle angebracht werden, beispielsweise durch einen
an einem Unterseekabel arbeitenden Taucher, und zwar dadurch, daß die Schutzhülle
gekreuzt zum Kabel angeordnet wird, so daß sich dieses zwischen den Endwindungen
der Schutzhülle#befindet, und daß dann danach der Körper der Schutzhülle um das
Kabel herum gewickelt wird und dadurch die einzelnen
Windungen nacheinander
auf das Kabel gebracht werden.
-
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden die Enden der Schutzhülle,
vorzugsweise nachdem die Schutzhülle axial auf dem geschützten länglichen Körper
gestreckt wurde, mittels Klammern o. dgl. festgelegt, damit die Schutzhülle eine
starke Klemmwirkung auf den länglichen Körper ausübt.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist zwischen den
Windungen des ersten schraubenförmigen Elementes eine weitere schraubenförmige Einlage
angeordnet, welche die axiale Dehnung bzw. Streckung bewirkt und zudem eine zusätzliche
Widerstandskraft gegenüber Abrieb verleiht, wobei sich der geschützte Körper gleichzeitig
nach wie vor verbiegen kann.
-
Die Schutzhülle kann in jeder gewünschten Länge gefertigt sein und
gewährt aufgrund des verwendeten zähen elastomeren Materials einen außerordentlich
großen Schutz gegenüber Umwelteinflüssen sowie gegen Abrieb. Die Schutzhülle ermöglicht
nach wie vor, daß sich der geschützte längliche Körper verbiegen kann, und sie benötigt,
wenn sie in den entsprechenden Abmessungen hergestellt und ausgebildet ist, keinerlei
Klammern o. dgl. mehr. Sie kann am Ort der Herstellung des länglichen zu schützenden
Körpers oder draußen an Ort und Stelle angebracht werden und besitzt einen breiten
Anwendungsbereich hinsichtlich
der Umhüllung solcher beliebiger
länglicher Körper, wie Rohre, Leitungen, Kabel o. dgl., die sich noch etwas verbiegen
müssen, dabei jedoch gleichzeitig gegenüber Verschleiß und äußeren Kräften gepolstert
oder geschützt sein müssen.
-
Der Anwendungsbereich der Erfindung ist hierbei-unabhängig davon,
ob der zu schützende längliche Körper vor einer Zerstörung geschützt werden soll
oder ob die Umwelt vor dem Inhalt solch eines Körpers, der nicht zerstört werden
darf, geschützt werden soll.
-
Die Erfindung wird im folgenden in Form bevorzugter Ausführungsbeispiele
anhand der Zeichnung näher erläutert.
-
Diese zeigt in: Fig. 1 perspektivisch die Schutzhülle in Form eines
schraubenförmigen Elementes, das auf einem zu schützenden länglichen Körper befestigt
ist; Fig. 2 vergrößert einen Schnitt gemäß Linie 2-2 in Fig. 1; Fig. 3 im Längsschnitt
eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der eine schraubenförmig angeordnete
Einlage zwischen den Windungen des schraubenförmigen Elementes gemäß Fig. 1 angeordnet
ist; Fig. 4 eine Seitenansicht des Elementes gemäß Fig. 1, bei dem an den Enden
des Elementes zwei Befestigungseinrichtungen vorgesehen sind, um das Element an
einer axialen Bewegung zu hindern, und
Fig. 5 perspektivisch das
Element gemäß Fig. 1 bei seiner Befestigung auf dem länglichen Körper.
-
Wie insbesondere aus Fig. 1 ersichtlich,»st die dargestellte Schutzhülle
10 einen solchen Innendurchmesser auf, daß sie in dichtem spielfreiem Sitz um einen
länglichen Körper von im allgemeinen kreisrundem Querschnitt herum angeordnet werden
kann.
-
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sei angenommen, daß der längliche
Körper ein Seekabel 12 ist, das vor Abrieb, Abscheuerung u. dgl. sowie vor einer
Beschädigung durch Unterwasserobjekte o. dgl. geschützt werden soll.
-
Zu diesem Zweck muß die Schutzhülle 10 derart ausgebildet sein, daß
sie sich selbst auf dem Kabel 12 festklemmen und dieses fest ergreifen kann, daß
sie einer axialen Bewegung längs des Kabels 12 einen Widerstand entgegensetzt und
daß sie insbesondere radial nach außen nicht geöffnet werden kann, daß solch eine
radial nach außen erfolgende Öffnungsbewegung die Wirkung hätte, daß sich die Schutzhülle
in ihrem Durchmesser vergrößert und vom Kabel weggerissen wird. Darüber hinaus muß
die Schutzhülle 10 an Ort und Stelle durch einen unter Wasser arbeitenden Taucher
installiert werden können und danach noch Biegebewegungen des geschützten Kabels
12 zulassen.
-
Zu diesem Zweck weist die Schutzhülle 10 ein schraubenförmig ausgerichtetes
Element 11 auf, das eine Vielzahl von in gleichem Abstand voneinander angeordneter
Windungen besitzt.
-
Wie im folgenden noch beschrieben, kann die Schutzhülle 10 aufgrund
ihrer geschichteten Ausbildung radial nach außen nicht deformiert werden. Sie läßt
sich jedoch, wie aus Fig. 5 ersichtlich, in einer im allgemeinen zur Längsachse
des Elementes 11 senkrechten Richtung verformen. Wenn bei dieser Anordnung die Schutzhülle
10 im allgemeinen quer zum Kabel 12 angeordnet wird, kann das Kabel 12 -zwischen
den beiden letzten Endwindungen des Elementes 11 angeordnet werden.
-
Eine dieser Endwindungen kann sodann in ausreichender Weise verformt
und, wie aus Fig. 5 ersichtlich, um das Kabel 12 herum angeordnet werden. Die verbleibenden
Windungen werden sodann nacheinander, damit sie in ihre Lage gebracht werden, um
den Umfang des Kabels 12 herum gewickelt Bei dem aus Fig.5 ersichtlichen Zustand-wird
eine halbe Windung sicher aufgrund des Eingriffs mit dem Kabel 12 gehalten, während
die andere halbe Windung #axial verformt ist, damit sie über das Kabel 12 gelegt
werden kann.
-
Wenn sich die Schutzhülle 10 in ihrer Lage auf dem Kabel 12 befindet,
bewirkt eine axiale Dehnung bzw.-Streckung der Schutzhülle 10 eine Verringerung
des inneren Schutzhüllendurchmessers, so daß die Schutzhülle 10 das Kabel 12 dicht
und fest umgreift und außerdem eine weitere axiale Bewegung zu verhindern sucht.
Bei der aus Fig. 4 ersichtlichen Ausführungsform zur Verankerung der Schutzhülle
10 am Kabel 12 werden zwei Befestigungseinrichtungen oder Ringklainmern 14 verwendet,
um zu verhindern, daß sich die -Schutzhülle 10 axial bewegt.
-
Jede Klammer 14 weist die Form eines um eine Endwindung herum angeordneten
Bandes auf und besitzt zwei einander gegenüberliegende Endflansche, die, wie aus
Fig. 4 ersichtlich, mittels der üblichen, durch die Flans#che hindurchgesteckten
Befestigungsmittel aneinander festgelegt werden. Hierbei wird vorzugsweise derart
vorgegangen, daß eine Klammer 14 in ihre Befestigungslage verbracht wird, in der
sie das eine Ende der Schutzhülle 10 festlegt, daß sodann die Schutzhülle 10 axial
gedehnt und gestreckt wird und daß schließlich die zweite Klammer dann in ihre vorgesehene
Befestigungslage am anderen Ende der Schutzhülle 10 verbracht wird.
-
Die laminierte bzw. geschichtete Ausbildung des Elementes 11 ist besonders
deutlich aus Fig. 2 ersichtlich. So weist die Schutzhülle 10 insbesondere eine Vielzahl
von im allgemeinen parallelen, axial ausgerichteten und-schraubenförmig sich erstreckenden
Schichten aus elastomerem Material in Form von Gummischichten oder -lagen 16 auf,
die auf geeignete Weise fest miteinander verbunden sind. Das Gummi kann natürliches
Gummi oder synthetisches Gummi oder eine geeignete Kombination hieraus sein und
sich in ungehärtetem Zustand befinden. Zwischen diesen Gummischichten 16 sind Schichten
18 aus hochwiderstandsfestem Gewebematerial, wie beispielsweise Glasfasergewebe
von 226,8 g Stärke, vorgesehen. Gemäß einer entsprechenden Ausführungsform ist das
Gummimaterial der Schichten 16 ein zähes Urethangummi mit der Abriebfestigkeit einer
Fahrzeugreifen-Lauffläche, obwohl auch andere Materialien verwendet werden können,
wenn sie die
entsprechend hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber Abrieb
und gegenüber Eindringen von Felsen, Korallen u. dgl. sowie eine gute chemische
und biochemische Widerstandsfähigkeit gegenüber Seewasser besitzen.
-
Bei der Verwendung von ungehärtetem Urethangummi wird die geschichtete
Schutzhülle 10 derart gefertigt, daß in einer geeigneten Form mit der gewünschten
schraubenförmigen Gestalt abwechselnd Gummischichten 16 und Gewebeschichten 18 angeordnet
werden. Dieses Gebilde wird sodann Hitze und Druck unterworfen, indem es beispielsweise
in Cellophan eingepackt und in einen Ofen eingebracht wird. Hierdurch wird das Gummi
der Schichten 16 gehärtet oder vulkanisiert, wodurch es plastisch wird und in die
bei den Gewebeschichten 18 vorhandenen Zwischenräume einfließt. Hierdurch wird zwischen
den Gummischichten 16 und den Gewebeschichten 18 eine Bindung geschaffen, die sogar
eine größere Bruch- oder Zugfestigkeit als die Gummischichten 16 gezeigt hat. Die
Widerstandsfähigkeit der gesamten Anordnung gegenüber einer Entsilichtung wirkt
sich auch äußerst vorteilhaft hinsichtlich der großen Widerstandsfähigkeit gegenüber
einer radial nach außen erfolgenden Verformung aus, wie zuvor erläutert.
-
Wenn das für die Schichten 16 gewählte Elastomer ein gehärtetes natürliches
oder synthetisches Gummi oder eine Mischung hieraus ist, werden wie zuvor die abwechselnden
Gewebeschichten 18
verwendet, wobei jedoch auf die einander berührenden
Flächen der Schichten 16, 18 hochwertige Klebstoffe aufgebracht werden, um eine
gute Bindung zu gewährleisten. Wenn daher das ausgewählte Gummi gehärtetes Neopren
(60 Durometer) ist, werden die Oberflächen der Schichten 16, 18 entsprechend dem
besten verfügbaren Verfahren behandelt oder prepariert, um sie an den verwendeten
Klebstoff zu binden.
-
In dieser Hinsicht haben sich katalytisch gehärtete Klebstoffe, und
insbesondere Epoxidharze, als zufriedenstellend erwiesen.
-
Ein geeigneter Klebstoff, der unter dem Handelsnamen Epoxeylite-8846
bekannt ist, ist ein Erzeugnis der Epoxeylite Corporation, South El Monte, Kalifornien.
Diese spezielle Verbindung basiert auf einem Diglycidyl-Ather-Bisphenolharz und
besitzt ein Molekulargewicht von etwa 380. Dieser Klebstoff beinhaltet eine Mischung
aus Amino-Härtungsmitteln sowie ein Verdünnungsmittel, um das Benetzen mit den Glasfasern
der Gewebesehichten 18 zu verbessern.
-
Die Harzverbindung weist eine relativ lange Tropfzeit, d.h.
-
Verarbeitungsmöglichkeit, von mehr als 1 1/2 Stunden bei Raumtemperatur
von 2,1 0C auf und härtet bei 93>3 0C in etwa 1 Stunde aus. Sie besitzt insgesamt
eine außerordentlich#gute chemische Widerstandsfähigkeit, eine gute Benetzbarkeit
und eine gute Haftung an die Schichten 16 18.
-
Bei der Ausführungsform, bei der gehärtetes Gummi verwendet wird,
werden die Schichten 16, 18 an ihren einander gegenüber liegenden, sich berührenden
Flächen mit dem Klebstoff überzogen und in eine geeignete Form von entsprechender
schraubenförmiger Gestalt eingelegt; hierbei sind vorzugsweise die äußersten und
innersten Schichten die Gummischichten 16. Daraufhin-wird die gesamte Anordnung
zur Aushärtung des Klebstoffs Hitze unterworfen.
-
Die Zug - bzw. Bruchfestigkeit der Gewebeschicht 18 beträgt üblicherweise
mehr als 10,5 kp/mm2, und die Stärke der Bindung zwischen den Schichten 16 und 18
ist vorzugsweise größer als die Zug- bzw. Bruchfestigkeit der Gummischic#ht 16.
-
Obwohl Abwandlungen hinsichtlich der Abmessungen in beträchtlichem
Ausmaß möglich sind, hat es sich gezeigt, daß das Hantieren mit der Schutzhülle
10 und deren Installierung am Ort des Gebrauchs erleichtert werden, wenn die #Schutzhülle
10 in Abschnitten gefertigt ist, die sich jeweils einander anschließen. Die einzelnen
Abschnitte besitzen vorzugsweise eine Länge von 122 cm oder weniger.
-
Bei einer typischen Ausführungsform kann das Kabel 12 einen Durchmesser
von 2,54 cm aufweisen, wobei in diesem Fall die Dicke jeder Gummischicht 16 etwa
1,6 mm beträgt, die Dicke jeder Gewebeschicht 18 etwa 0,8 mm beträgt, die Klebstoffdicke
zwischen den Schichten 16, 18 etwa O,12T-O,598 mm beträgt
und schließlich
die Gesamtdicke der Anordnung etwa 12,7 mm beträgt.
-
Bei der aus Fig. 3 ersichtlichen abgewandelten Ausführungsform wird
nicht nur das schraubenförmig sich erstreckende Element 11 verwendet, sondern außerdem
noch eine schraubenförmig sich erstreckende Einlage 20, die sich in gleicher Weise
wie das Element 11 im jeweiligen Zwischenraum zwischen dessen Windungen erstreckt.
Die Einlage 20 ist vorzugsweise ebenfalls aus einem elastomeren abriebfesten Material,
wie beispielsweise Gummi, gefertigt und besitzt eine ausreichend hohe Biegsamkeit,
so daß sie nicht die erwünschte Biegsamkeit des Kabels 12 beeinträchtigt. Hierbei
hat sich ein Ventilgummi von etwa 50-60 Durometer-Härte als ausreichend erwiesen.
Wenn ein weniger biegsames härteres Gummi verwendet wird, wie beispielsweise ein
Gummi von der Durometerhärte 60, werden vorzugsweise in der Einlage 20 zur Zeit
ihrer Formung zwei kontinuierliche, einander gegenüberliegende und sich schraubenförmig
erstreckende Nuten 22, 23 vorgesehen, wie in Fig. 3 strichpunktiert in einer Windung
der Einlage 20 ersichtlich. Diese Nuten 22, 23 sorgen für einen verringerten Querschnitt,
der ein begrenztes Verbiegen des Kabels 12 erlaubt, jedoch immer noch ausreichend
widerstandsfähig gegen eine radial nach außen erfolgende Verformung der Einlage
20 ist, wobei diese Verformung andernfalls eine Trennung der Einlage 20 vom Kabel
12 bewirken würde.
-
Die Dicke der Einlage 20 entspricht etwa derjenigen des Elementes
11, so daß die Außenflächen dieser Teile im allgemeinen bündig sind. Im installierten
Zustand ist die Dicke jedes dieser Teile in axialer Richtung im allgemeinen gleich
groß.
-
Die radiale Dicke jeder Windung des Elementes 11 verringert sich nach
innen, da sowohl die vordere als auch hintere Wand der Windung sich nach innen neigt.
Wenn typischerweise die axiale Dicke der Außenfläche 19 mm beträgt, beträgt die
axiale Dicke an der Innenfläche etwa 3,18 mm und weniger.
-
Die Ausbildung der Einlage 20 ist komplementär zu derjenigen des Elementes
11 gehalten und durch einen in entgegengesetzter Richtung abnehmenden Querschnitt
gekennzeichnet, so daß die axiale Dicke der Einlage 20 an ihrer Innenfläche etwa
19 mm und an ihrer Außenfläche etwa 3,18 mm und weniger beträgt.
-
In unbelastetem Zustand ist die axiale Dicke der Einlage 20 vorzugsweise
etwas größer, nämlich etwa 3,18 mm. Aus diesem Grund wird daher, wenn das Element
11 auf dem Kabel 12 angeordnet ist, die Endwindung der Einlage 20 zwischen die Windungen
des Elementes 11 eingeführt und, um das Kabel 12 zu umhüllen, in der gleichen, zuvor
in Verbindung mit dem Element 11 beschriebenen Weise verformt. Das bedeutet, daß
die Endwindung der Einlage 20 in eine Stellung deformiert wird, die im allgemeinen
rechtwinklig zur Hauptachse der Einlage 20 liegt;
der Rest der
Einlage 20 wird sodann um die Längsachse des Kabels 12 verdreht. Da die axiale Dicke
der Einlage 20 etwas größer als der axiale Zwischenraum zwischen den Windungen des
Elementes 11 ist, wird die Einlage 20 vorzugsweise gestreckt oder gelängt, während
sie installiert wird. Dies verringert den Einlagenquerschnitt in ausreichendem Maße,
so daß die Einlage 20 in den verfügbaren Zwischenraum paßt.
-
Wenn auf die Einlage 20 kein Zug mehr ausgeübt wird, dehnt sie sich
wieder aus und drückt sich gege#n das Element 11 wodurch dieses sich axial streckt
und seinen Innendurchmesser verringert, so daß es das Kabel 12-fest ergreift. Hieraus
wird deutlich, daß die Schutzhülle 10 eine kontinuierliche Umhüllung für Rohre,
Röhren oder Kabel bildet. Sie ist gegenüber Abrieb und Stoß hochwiderstandsfähig,
und gewährleistet eine gewisse thermische Isolierung und kann entweder am Ort der
Herstellung oder erst draußen am Arbeitsplatz installiert werden.
-
Zur Verankerung der Schutzhülle am Kabel sind keinerlei Klammern o.
dgl. erforderlich, insbesondere dann, wenn das Füllmaterial verwendet wird oder
wenn der Innendurchmesser der Schutzhülle ausreichend klein gemacht wird. Selbstverständlich
können bei Wunsch jedoch auch Klammern verwendet werden.
-
Die Schutzhülle kann leicht ohne kompliziertes Werkzeug installiert
werden, und sie weist eine ausreichende Flexibilität auf, um ein normales Durchbiegen
des Kabels zu ermöglichen.
-
Die Schutzhülle kann schließlich durch Formen oder auf andere Herstellungsweise
leicht und relativ billig gefertigt werden.
-
, nno in innoO