DE2719951A1

DE2719951A1 - Messkabel fuer seeseismische messungen

Info

Publication number: DE2719951A1
Application number: DE19772719951
Authority: DE
Inventors: Juergen Ing Grad Schmidt; Helmut Dipl Phys Dr Weichart
Original assignee: Prakla Seismos GmbH
Current assignee: Geco Prakla GmbH
Priority date: 1977-05-04
Filing date: 1977-05-04
Publication date: 1978-11-16
Also published as: US4204188A; DE2719951C2

Description

Hamburg, den 3. 179375

Anmelder;

PRAKLA-SEISMOS Haaretr. 5

3000 Hannover 1

lileQkabel für seeseismische Messungen

Die Erfindung bezieht sich auf ein im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenes Meßkabel für seeseismische Messungen.

Derartige Meßkabel sind im wesentlichen aus mehreren durch Kupplungen verbundenen, einzeln auswechselbaren Schlauchabschnitten zusammengesetzt, die gewöhnlich aus einem elastisch nachgiebigen Kunststoffmaterial bestehen und mit einem Auf-

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triebsmittel gefüllt sind. Als Auftriebsmittel wird vorzugsweise Öl verwendet, jedoch ist für bestimmte Maßsysteme beispielsweise auch Schaumstoff für den Auftrieb des Kabels gut geeignet.

Solche auch als Streamer bezeichnete Meßkabel werden heute allgemein zum Empfang' der schwachen reflektierten Signale bei seeseismischen Messungen v/erwendet. Im Inneren dieser Kabel ist eine große Zahl von Druckempfängern eingebaut, die auch als Hydrophone bezeichnet werden, und die über das Auftriebsmittel bzw. Öl und den weichen Kabelmantel an das umgebende Wasser angekoppelt sind.

Zur Zeit gebräuchliche Ifleßkabel enthalten bei einer maximalen Länge von etwa 2400 m beispielsweise 4Θ oder 96 Gruppen von je etwa 30 Hydrophonen. Diese Kabel sind aus beispielsweise 50 oder 100 m langen Teilstücken zusammengesetzt, so daß bei einer möglichen Beschädigung des Kabels oder bei einer Funktionsstörung eines Hydrophons oder einer Hydrophongruppe nicht das gesamte Kabel ausgetauscht werden muß, sondern lediglich der beschädigte oder fehlerhafte Teilabschnitt.

Neuerdings wird angestrebt, mit möglichst geringem Kostenaufwand bei der Durchführung seeseismischer Messungen wesentlich mehr Informationen zu erhalten.

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Zu diesem Zweck verfolgt man zwei vorrangige Ziele, nämlich einerseits eine Verlängerung des Meßkabels, um Mehrfachreflexionen bei der Auswertung der aufgenommenen Meßwerte besser elimieren zu können, und andererseits eine Erhöhung der Zahl der Hydrophongruppen, um mit kürzeren Hydrophongruppan in kleineren Abständen eine bessere Auflösung bei der messung der oberen Bodenschichten zu erreichen.

Dabei ist zu beachten, daß das Dfleßkabel auf seiner gesamten Länge im wesentlichen den gleichen Durchmesser haben soll, um Turbulenzen im umgebenden Wasser und eine dadurch verursachte Verschlechterung des Störabstandes bei der Messung zu vermeiden.

Diese Forderung ist zwar bei heute gebräuchlichen (ileßkabeln erfüllt, sie kann jedoch nur bei verhältnismäßig großen Kabeldurchmessern eingehalten werden, obgleich schon seit dem Bau der ersten seeseismischen Meßkabel möglichst geringe Kabeldurchmesser schon deshalb angestrebt werden, um das Gewicht und den Raumbedarf der Kabel im Hinblick auf ihren Einsatz auf IKleßschiffen möglichst klein zu halten·

Die Hauptschwierigkeiten, die bisher eine weitere Durchmesserverringerung verhindert haben, ergeben sich bei der Konstruktion der Kupplungen zwischen den einzelnen Kabelabschnitten. Diese Kupplungen müssen nämlich einerseits eine

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ausreichende Zugfestigkeit zur Übertragung der im Kabel auftretenden Längskräfte und andererseits eine sichere und gegen Eindringen von UJa3ser abgedichtete Verbindung der elektrischen Leitungen gewährleisten.

Da bisher eine lilultiplex-Übertragung der IiIe ßs ig na Ie nicht möglich ist, werden für die Signalübertragung elektrische Steckverbindungen benötigt. Das Hauptproblem besteht deshalb in der Unterbringung dieser Steckverbindungen in den Kupplungen an den Enden der einzelnen Kabelabschnitte·

Die Kontaktdichte in den Steckverbindungen kann nämlich nicht beliebig groß gemacht werden, u/eil diese Verbindungen für den Betrieb auf See eine gewisse Robustheit besitzen müssen, die wiederum nur bei einer bestimmten Größe der im Handel erhältlichen, erprobten Steckverbindungen gewährleistet ist.

Ulis schwierig die zum Teil widersprüchlichen Anforderungen zu erfüllen sind, zeigt die Kupplungskonstruktion eines bekannten Meßkabels der eingangs erwähnten Art·

Zwar besteht diese bekannte Kupplung aus gleichen Kupplungshälften, die sich im wesentlichen nur dadurch unterscheiden, daß in einer Hälfte der Steckerteil und in der anderen Hälfte der Buchsenteil der elektrischen Steckverbindung untergebracht ist.

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Jede Kupplungshälfte besteht dabei jedoch aus einem verhältnismäßig kompliziert geformten Hauptkörper für die Durchführung der Verbindungsleitungen und die Unterbringung der Steckverbindungen· Außerdem sind drei zusätzliche Teile vorgesehen, die zur Befestigung des Zugkabels gesondert am Hauptkörper angeschraubt werden müssen. Die Herstellung und der Zusammenbau der jeweils aus mehreren Präzisions - Teilen zusammengesetzten Kupplungshälften ist recht aufwendig.

Die Verbindung von zwei Kupplungshälften zur Kopplung einzelner Kabelabschnitte erfolgt mit Hilfe starker Schraubbolzen. Diese Bolzen verlaufen diametral durch die Verbindungsteile und müssen daher die gesamten über Zugseile übertragenen Längskräfte aufnehmen.

Die zur Befestigung der Zugseile und zur Aufnahme der Schraubbolzen vorgesehenen Teile der Kupplungshälften sind massiv ausgebildet. Deshalb ist der für die Steckverbindungen verbleibende Einbauraum begrenzt und das Gewicht der bekannten Kupplung verhältnismäßig hoch.

Eine Verlängerung des bekannten Meßkabels bei gleichzeitiger Erhöhung der Zahl der Hydrophongruppen ist also ausgeschlossen» weil dabei der Durchmesser der bekannten Kupplungskonstruktion vergrößert werden müßte. Bei einer Verlängerung de« Hfleßkabels ist nämlich wegen der mit zunehmender Länge

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steigenden Längskräfte eine höhere Zugfestigkeit erforderlich, und in dem begrenzten Einbauraum für die Steckverbindungen der bekannten Kupplung ist kein Platz für zusätzliche Kontakte weiterer Hydrophongruppen·

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die bisherigen Kabeldurchmesser zu verringern und so ein verlängertes und dennoch raumsparendes ffleßkabel für eine größere Anzahl von Hydrophongruppen zu schaffen, wobei die Anforderungen an die Zugfestigkeit und den Einbauraum für die Steckverbindungen mit Hilfe einer möglichst einfach und leicht gebauten Kupplung erfüllt werden sollen.

Diese Aufgabe ist bei einem erfindungsgemäQen Meßkabel mit den im Anspruch 1 zusammengefaßten Merkmalen auf verblüffend einfache Weise gelöst.

Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Wesentliche Vorteile der Erfindung beruhen auf der etwa rohrzylindrischen Ausführung der erfindungegemäßen Kupplung, deren lichter Innenraum genügend Platz für die Einführung und Unterbringung der erforderlichen Anzahl von Verbindungsleitungen und Steckverbindungen sowie für die Befestigung der Zugseile bietet.

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Der Durchmesser eines erfindungsgemäßen Meßkabels kann daher soweit verringert werden, daß auch bei einer Verdoppelung der bisherigen Kabellänge die gleichen Kabelivinden wie bisher benutzt werden können. Dies ist vor allem deshalb wichtig, weil für die Kabelwinde auf seismischen lYleßschif f en nur ein begrenzter Raum vorhanden ist.

Die Form der im wesentlichen gleich aufgebauten Kupplungshälften ist sehr einfach. Für eine bevorzugte Ausführung der Kupplungshälften als Präzisionsgußteile ist daher nur ein Werkzeug erforderlich, das entsprechend einfach und preisgünstig ist, und dessen Erstellung im wesentlichen nur einfache Dreharbeiten, jedoch kaum Fräs- oder Gewindearbeiten umfaßt.

Außerdem ist das Gewicht der Kupplung aufgrund der rohrförmigen Ausbildung vorteilhaft gering.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung wird durch eine Versetzung der Mittelpunkte der Innen- und Außenradien der halbrohrartigen Verbindungsteile eine vom Grund der Halbrohrvertiefung zu den Vorsprüngen an den Längskanten hin zunehmende Wandstärke erreicht. Dadurch ergibt sich neben einer weiteren Gewichtsverringerung der Vorteil, daß gerade die bei der zusammengefügten Kupplung verzahnten Vorsprünge, die durch die Längskräfte am stärksten belastet werden, auch am stärksten ausgeführt sind.

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Bei einer vor allem für sogenannte Olstreamer mit Öl als Auftriebsmittel bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der zylindrische Abschnitt der Kupplungshälften mit einer Verlängerung versehen. Diese Verlängerung verbindet die Kupplung mit dem Ende eines ölgefUllten Schlauchabschnittes des Kabels,und ziuarüber ein mit abgedichteten Durchführungen für Zugseile und Verbindungsleitungen versehenes, das Ende das Ende des Schlauchabschnittes dicht abschließendes Verbindungs- bzw. Verschlußstück. Diese vorteilhafte Anordnung ermöglicht bei den erfindungsgemäß erheblich verringerten Kabeldurchmessern eine einfache, sichere und dichte Verbindung der vollständig vorgefertigten Schlauchabschnitte mit den zugehörigen Kupplungshälften.

Die Verlängerung besteht vorzugsweise aus stahlverstärktem Kunststoff und ist beispielsweise durch Kleben fest mit der zugehörigen Kupplungshälfte verbunden. Das geringe Gewicht dieser Verlängerung wirkt sich auch günstig auf das Gesamtgewicht der Kupplung und damit des Meßkabels aus.

Die Verlängerung ist ausreichend biegsam, um das Aufwickeln des lYleßkabels nicht zu behindern. Gleichzeitig ist die Verlängerung jedoch ausreichend druckfest und formstabil gegen den statischen Wasserdruck beim Gebrauch das Kabels.

Zur einfachen und lagesicheren Anbringung der Verbindungsstücke zwischen Kupplung und lYießkabelabschnitt bestehen die Verbindungsstücke bei einer bevorzugten Ausführung der Er-

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findung aus zu/ei Kunststoff-Formteilen, die auf den Zugseilen passend zusammengesetzt werden. Später mit einer Dichtungsmasse ausgefüllte Durchführungen für die elektrischen Verbindungsleitungen sowie eine Einfüll- bzut. Entlüftungsöffnung zwischen Außenmantel und einem Ende der Verbindungsstücke werden bei der Herstellung der Formteile durch entsprechende Form-Einsätze freigehalten.

Vorzugsweise können auf den Zugseilen beispielsweise aus Klemmhülaen bestehende Verankerungen befestigt werden, die beim Zusammensetzen der beiden Teile des Verbindungsstückes in gegenüberliegende Aussparungen in den Berührungsflächen der Teilstücke eintreten.

In gleicher Weise können die den Schlauchmantel des Meßkabels abstützenden Formstücke vorzugsweise aus zwei auf den Zugseilen zusammengesetzten Teilen bestehen. Auch diese Formstücke sind mit Durchgangsöffnungen für die elektrischen Verbindungsleitungen ausgebildet. Wenigstens ein Teil dieser abstützenden Formstücke meist außerdem Aussparungen für den Einbau der Hydrophone auf. In diesen Aussparungen können Hydrophon-Halterungen angeordnet sein, die einfach beim Formvorgang eingespritzt bzw. eingegossen werden.

Die Verbindungsstücke und die abstützenden Formstücke können auch einteilig ausgebildet und unmittelbar an den Zugseilen bzw. den Verankerungen auf den Zugseilen angeformt werden.

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Die Verbindungsstücke und die abstützenden Formstücke bestehen vorzugsweise aus einem aufgeschäumten Kunststoff, dessen Dichte kleiner ist als die des als Auftriebsmittai verwendeten Öles. Die erfindungsgemäßen Verbindungs- und Formstücke tragen dann ebenfalls zum geringen Gewicht des ffleOkabele bei und unterstützen die Wirkung des Auftriebsmittels·

Weitere Vorzüge und merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, in weichen die Erfindung anhand bevorzugter Au8führungsbeispiele erläutert und dargestellt ist.

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Es zeigen :

Fig. 1 eins schematisch vereinfachte Darstellung eines im Seebetrieb von einem Meßschiff gezogenen seismischen Meßkabels,

Fig. 2 eine auseinandergezogene Darstellung der wesentlichen Teile einer erfindungsgemäß ausgeführten Kupplung für die Verbindung der einzelnen Meßkabelabschnitte,

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Teilstückes eines erfindungsgemäöen Meßkabels mit der erfindungsgemäQen Kupplung,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch den in Fig. 3 gezeigten Teil eines Meßkabels,

Fig. 5 bis 7 Querschnitte entlang den Linien \l-\l, UI-UI und UII-UII in Fig. 4,

Fig. 8 einen Querschnitt eines anderen Abschnittes

des erfindungsgemäßen lYleßkabels zur Verdeutlichung des Einbaus der Hydrophone,

Fig. 9 einen der Fig. 8 entsprechenden IKIeßkabeiabschnitt einer etwas abgewandelten Ausführung des erfindungsgemäßen Meßkabels, und

Fig. 10 bis 12 Querschnitte entlang den Linien X-X, XI-XI bzw. XII-XII in Fig. θ und 9.

Ein in Fig. 1 gezeigtes Meßkabel 10 ist aus mehreren in Reihe angeordneten, einzeln auswechselbar durch Kupplungen 12 verbundenen und mit einem Auftriebsmittel, vorzugsweise Öl, ge-

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füllten Schlauchabschnitten 14 zusammengesetzt. Am hinteren Ende des lYleßkabals sitzt ein übliches Abschlußstück 16. Das vordere Ende des IKleßkabels ist ebenfalls über eine Kupplung 12 mit einem biegsamen Zugkabel 18 an der Kabeltrommel 20 einer auf einem iYleßschiff 22 stehenden Kabelwinde 24 befestigt.

Es wurde bereits erwähnt, daß die Schwierigkeiten bei der mit der Erfindung erreichten Durchmesserverringerung eines HfleGkabels zum großen Teil mit der Kupplungskonstruktion zusammenhängen. Deshalb wird jetzt zunächst anhand der Fig. 2 der grundsätzliche Aufbau einer erfindungsgemäßen Kupplung 12 erläutert, mit der die bisherigen Schwierigkeiten überwunden werden konnten.

Die Kupplung 12 besteht im wesentlichen aus zwei Hälften 12A und 12B. Beide Kupplungshälften haben die gleiche Form und unterscheiden sich im wesentlichen nur durch die Art der jeweils zusammenpassenden Steckerteile. Deshalb wird im folgenden für übereinstimmende Teile der Kupplungshälften jeweils die gleiche Bezugsziffer verwendet.

Jede Kupplungshälfte 12A und 12B weist einen etwa rohrzylindrischen Abschnitt 30 und einen gegen diesen Abschnitt über eine halbzylindrische Schulter 32 abgesetzten etwa halbrohrförmigen Verbindungs- oder Passabschnitt 34 auf.

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Die von der Schulter 32 ausgehenden Längskanten des halbrohrförmigen Abschnittes sind mit abwechselnd angeordneten Varsprüngen 36 und entsprechenden Aussparungen oder Vertiefungen 36 ausgebildet, welche beim Zusammenfügen der Kupplungshälften 12A und 12B kraft- und formschlüssig in Eingriff kommen. Die freie Stirnfläche 40 des halbrohrförmigen Abschnittes dar einen Kupplungshälfte liegt dann jeweils an der halbzylindrischen Schulter der anderen Kupplungshälfte an. Die zusammengefügten Kupplungshälften bilden also im wesentlichen einon geschlossenen rohrförmigen Verbindungsabschnitt für die Endon der zu verbindenden Schlauchabschnitte 14 des iYleOkabels 10, siehe Fig. 1.

Als Befestigungsorgan besitzt die erfindungsgemäße Kupplung eine Kupplungshülse 44, welche über die zusammengefügten Kupplungshälften 12A und 12B geschoben wird und diese im wesentlichen spielfrei umfaßt. In Ringnuten 46 des zylindrischen Teiles 30 der Kupplungshälften sind Dichtungsringe 48 vorgesehen, die mit den Enden der aufgeschobenen Kupplungshülse 44 zusammenwirken und damit den Innenraum der Kupplung gegen Eindringen von Wasser sicher abdichten.

Um die aufgeschobene Hülse 44 gegen eine Verschiebung zu sichern, weist sie nahe bei einem Ende eine Durchgangsbohrung 50 für eine in eine Gewindebohrung 52 am zylindrischen Teil der Kupplungshälften eingesetzte Sicherungsschraube 54 auf.

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Für die Verbindung mit dem Ende eines Schlauchabschnittes des (Yleßkabels weisen die Kupplungshälften 12A und 12B am Ende ihres zylindrischen Abschnittes 30 im Durchmesser verjüngte Ansätze 56 auf, welche wenigstens auf einem Teil ihrer Länge mit Rillen 58 oder einer Riffelung aufgerauht sind, die einen besseren Halt des aufgezogenen Schlauchendes gewährleisten.

Mit 60 sind rohrartige Verlängerungsstücke bezeichnet, die vorzugsweise aus stahlverstärktem Kunststoff bestehen und den gleichen Außendurchmesser wie der anschließende Teil der Kupplung besitzen. Diese Verlängerungen können beispielsweise durch Kleben, Warmverformung oder dergleichen dicht mit den Ansätzen 56, 58 verbunden werden, siehe auch Fig. 4.

Ein wesentlicher Vorteil dieser Verlängerungen besteht darin, daß sie beachtlich zu der erfindungsgemäßen Durchmesserverringerung eines lYleßkabels beitragen, weil sie bei gleichem Außendurchmesser der Schlauchabschnitte des lYleßkabels und der Kupplungen eine einfache Verbindung der Zugseile eines vorgefertigten Schlauchabschnittes mit einer zugehörigen Kupplungshälfte ermöglichen und gleichzeitig einen dichten Anschluß einer Kupplungshälfte an einem zuvor konfektionierten Schlauch abschnitt gewährleisten.

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Bei der Herstellung eines Meßkabels müssen nämlich zunächst die einzelnen Schlauchabschnitte mit den darin untergebrachten Teilen hergestellt werden, an deren Enden dann jeweils eine Kupplungshälfte 12A oder 126 montiert wird.

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Dabei u/erden die Verbindungsstecker 62 der Verbindungsleitungen 64 und die Enden der Zugseile 66 in die jeweilige Kupplungshälfte eingeführt.

Die Zugseile 66 sind nur für die Kupplungshälfte 12A dargestellt, jedoch wird selbstverständlich ein entsprechendes Zugseilende auch in die Kupplungshälfte 12B eingeführt.

An den Zugseilenden sitzende Seilschuhe 68 sind durch eine Abstandshülse 70 verbunden und sitzen beispielsweise durch Preßsitz fest auf abgesetzten Endabschnitten 72 dieser Hülse, doren Länge etwa dem Innendurchmesser des zylindrischen Teiles der Kupplungshälften entspricht. Die Zugseilenden sind datier gegen seitliche Verschiebungen in der zugehörigen Kupplungshälfte gesichert. Die Befestigung der Zugseilünden erfolgt mit Hilfe eines Zugbolzens 74, der durch diametral gegenüberliegende Bohrungen 76 und 78 und eine Durchgangsbohrung 80 der Abstandshülse hindurchtritt und gegebenenfalls mit geringer Überpassung fest in den Bohrungen 76 und 78< der jeweiligen Kupplungshälfte sitzt

für die Montage der Steckerteile 62A bzu/. 62B sind Querstege 80 und 82 vorgesehen, die ebenfalls mit Hilfe von Bohrungen 84, 86 und 88, 90 vorzugsweise fest passend in die Kupplungshälften eingesetzt werden. Die Bohrungen 84 und bzw. 88 und 90 liegen sich dabei jeweils in einer gemeinsamen Lbena parallol unterhalb der (Iflittelebene der halbrohrförmigen

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Verbindungsteile gegenüber. Die Bohrungen 8B und 90 liegen in einer Aussparung 38 und werden deshalb von der Längskante des halbrohrförmigen Verbindungsteiles geschnitten. Die Stege sind deshalb an der IDontageseite so abgeflacht, daß die Befestigungsfläche des Steges 82 in den Bohrungen BB und 90 mit der Längskante in der Aussparung des halbrohrförmigen Verbindungsteiles fluchtet.

Die Befestigung der Steckerteile erfolgt mit Hilfe von Schrauben, die durch Bohrungen in den Halterungen 92A bzw. 92B der jeweiligen Steckerteile 62A und 62B hindurchtreten und in Getuindebohrungen in der Oberseite der Stege 80 und 82 eingeschraubt werden. Bei der dargestellten Ausführung können z.U. drei parallele Steckerleisten in dem durch die zusammengefügten Verbindungsteile 34 der Kupplungshälften 12A und 12B umschlossenen Hohlraum untergebracht werden.

Die vor dem Zusammenfügen der Kupplungshälften über die eine Kupplungshälfte auf den anschließenden Schlauch aufgeschobene Befestigungshülse 44 wird nach dem Zusammenfügen der beiden Kupplungshälften 12A und 12B über die Kupplung geschoben und mit Hilfe der Schraube 54 gesichert.

Fig. 3 und 4 zeigen als teilweise geschnittene Seitenansichten bzw. als Längsschnitt einen Abschnitt eines fertigen erfindungsgemäßen lYleßkabels mit einer im wesentlichen aus Hälften 12A und 12B und einer Kupplungshülse 44 montierten

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Kupplung 12 sowie einem daran anschließenden Ende eines der durch die Kupplung verbundenen Schlauchabschnitte 14 des nießkabels.

Neben einigen gegenüber Fig. 2 ettuas abgewandelten Teilen werden im folgenden weitere Einzelheiten des erfindungsgemäQen Meßkabels erläutert. FUr die übereinstimmenden oder nur ganz geringfügig abgehandelten Teile wurden einfach die Bezugszeichen aus Fig. 2 übernommen. Die Verbindung der mit einem stahlverstärkten Kunststoff-Schlauchstück 60 verlängerten Kupplungshälfte 12A und dem angeschlossenen ölgofüllten Schlauchabschnitt 14 des Meßkabels 10 erfolgt mit Hilfe eines Verbindungsstückes 100, welches bei der Vormontage mit einer üblichen Schlauchschelle 102 am Ende des Schlauchabschnittes 14 befestigt wurde und dessen Abschluß bildet. Die Stahlverstärkungen der Verlängerung sind mit IQ** bezeichnet. Beim anschließenden Anbau der Kupplunghälfte 12A, siehe insbesondere Fig. 4, wurden die am Ende der zu einem Mehrfachkabel zusammengefaßten elektrischen Leitungen 64 sitzenden Steckverbindungen 62A und die an den Enden der Zugseile 66 sitzenden Seilschuhe durch die Verlängerung 60 in die Kupplungshälfte 12A eingeführt und das freie Ende des den Abschluß des Schlauchabschnittes 14 bildenden Verbindungsstückes 100 in das Ende der Verlängerung 60 eingeschoben.

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Fig. 4 zeigt, daß die Querstege 80 und 82 für die Befestigung der Steckverbindungen 62 bei der hier beschriebenen Ausführung durch einteilig im halbrohrartigen V/erbindungsteil 34 der Kupplungshälften angeformte brückenartige ftlontageetege 180 bzw. 182 ersetzt sind.

Bei dieser Ausführung fehlen auch die gemäß Fig. 2 vorgesehenen seitlichen Ansätze 72 der die Seilschuhe 68 verbindenden Abstandshülse. Stattdessen ist der zylindrische Abschnitt der Kupplungshälften mit einem Innenquerschnitt in Form eines seitlich abgeplatteten 0 ausgeführt, siehe den in Fig. dargestellten Querschnitt des Meßkabels. Die Außenflächen der Seilschuhe liegen dabei an den gegenüberliegenden parallelen Flächen 106 und 108 dieses Innenquerschnittes an und sind so gegen Querverschiebungen gesichert.

Diese Ausgestaltung führt auch zu einer vorteilhaften Verstärkung der bei der Übertragung der Längskräfte stark beanspruchten UJandteile des rohrzylindrischen Abschnittes 30 der Kupplungshälften. Diese Wandverstärkung ermöglicht auch eine etwas andere Anordnung und Ausbildung des Zugbolzens für die Befestigung dor Kabelschuhe. Anstelle der Bohrungen 76 und 78 in Fig. 2 ist jetzt nur auf einer Seite eine Durchgangsbohrung 176 vorgesehen,und die gegenüberliegende Bohrung ist als Sackbohrung 178 ausgebildet.

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Diese Ausführung führt auch zu einer weiter verbesserten Abdichtung gegen ein Eindringen des umgebenden Wassers, und der zur Befestigung eingesetzte Zugbolzen 174 weist deshalb im Bereich der Ourchgangsbohrung 176 eine Ringnut für einen Dichtungsring 110 zur Abdichtung der Steckerkammer auf. Eine axiale Geu/indebohrung 112 am Kopfende des Zugbolzens 174 dient zum Herausziehen des Zugbolzens mittels eines Schraubwerkzeuges. Nach der Montage der Steckverbindungen und der Befestigung der Zugseile wird das auf dem Verbindungsstück 100 sitzende Ende der Verlängerung 60 mit einer Schlauchschelle 114 dicht an das Verbindungsstück angepreßt.

Eine weitere Abwandlung gegenüber der in Fig. 2 gezeigten Ausführung besteht darin, daß anstelle einer Sicherungsschraube 54 ein zylindrischer Stift 154 mit einer Geu/indebohrung 116 zum Herausziehen des Stifts vorgesehen ist.

Das den Abschluß des Schlauchabschnittes 14 bildende Verbindungsstück 100 ist am besten aus Fig. 4 und 7 zu erkennen. Das Verbindungsstück ist vorzugsweise aus zwei Hälften 118 und 120 zusammengesetzt, deren Berührungsflächen halbkreisförmige Längsnuten aufweisen, die beim Zusammensetzen

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der beiden Hälften zu vorzugsweise öldicht passenden Durchgangsöffnungen für die Zugseile 66 zusammengefügt werden. In der oberen Hälfte 120 des Verbindungsstückes ist eine vom Außenmantel zum Inneren des Schlauches 14 verlaufende Einfüll- oder Entlüfungsöffnung 122 vorgesehen, in welche ein Ventil 124 mit Verschlußstopfen 125 dicht passend eingesetzt ist.

In der unteren Hälfte 118 ist eine Durchgangsöffnung 126 für die Durchführung der Verbindungskabel 64 vorgesehen, in welche die Verbindungskabel vor der Montage der Steckverbindungen 62 eingeführt werden. Die Durchgangsöffnung u/ird dann mit einer den Kabelstrang 64 öldicht umschließenden Dichtungsmasse 128 derart ausgefüllt, daß die stirnseitige Öffnung der Einlaßbohrung 122 frei bleibt. Um eine dichte Verbindung mit Hilfe der Schlauchschelle 102 in jedem Fall sicherzustellen, ist das Verbindungsstück am schlauchseitigen Ende mit mehreren Ringnuten 130 oder dergleichen aufgerauht, in welche das elastische Material des Schlauches 14 mit Hilfe der Schlauchschelle 102 eingequetscht wird. Entsprechende Ringnuten 132 sind auch am anderen Ende des Verbindungsstückes vorgesehen, um dieses mit der Schlauchklemme 114 öl- und wasserdicht mit der Verlängerung 60 zu verbinden. Dieses Ende weist einen über eine Stufe 134 verjüngten Durchmesser auf. Die Stufe 134 bildet dabei einen Anschlag, der in jedem Falle die gleiche Einstecktiefe gewährleistet.

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Auf der anderen Seite ist es durch die zweiteilige Ausführung des Verbindungsstückes möglich, dieses ohne Schwierigkeiten so auf den Zugseilen 66 festzulegen, daß deren freies Ende mit den Seilschuhen 68 für die Befestigung an der Kupplung immer die gleiche Länge aufweist.

Der in Fig. 5 dargestellte Querschnitt durch die erfindungsgemäße Kupplung zeigt noch ein weiteres wesentliches merkmal der Erfindung. Nach diesem Merkmal ist der Innenmantel der halbrohrförmigen Verbindungsteile 134 der Kupplungshälften durch eine Versetzung der jeweiligen Krümmungsmittelpunkte zum Außenmantel hin versetzt. Dadurch ergibt sich am Grund der halbrohrförmigen Verbindungsteile eine geringere Wandstärke, die zu den Längskanten hin kontinuierlich zunimmt und im Bereich der Kupplungsvorsprünge 136 am größten ist. Die Versetzung der Krümmungsmittelpunkte ist fertigungstechnisch günstig und erlaubt eine einfache Bearbeitung. Neben einer weiteren material- und Gewichtseisparnis liegt ein weiterer wesentlicher Vorteil dieser Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kupplungshälften darin, daß die Verbindungsteile dort am stärksten sind, wo die größte Belastung durch die Längskräfte auftritt.

Die in Fig. 8 und 9 dargestellten Teilabschnitte erfindungsgemäßer nfießkabel zeigen jeweils einen an die mit ringförmigen Stahleinlagen 104 verstärkte Verlängerung 60 angeschlos-

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senen Schlauchabschnitt 14 eines Meßkabels und veranschaulichen unterschiedliche Möglichkeiten der Durchführung der elektrischen Verbindungsleitungen und der Hydrophonahordnung im lYleßkabel.

Der Schlauchmantel 14 ist bei der in Fig. 8 gezeigten Ausführung durch Formstücke 140 in bestimmten Abständen abgestützt. Die Formstücke 140 bestehen ebenso tuie die Verbindungsstücke 100 aus zwei vorgefertigten Kunststoff-Formteilen 142 und 144 mit Durchgangsöffnungen 146 bziu. 148 für den hier beispielsweise in zwei Zweige 642, 644 aufgeteilten Leitungsstrang 64. Auf den Zugseilen 66 sind vorher in den gewünschten Abständen aufgebrachte, zum Beispiel aus Klemmhülsen bestehende Verankerungen 150 befestigt. Die zusammengesetzten Teile 142, 144 der Formstücke 140 schließen einen durch Ausnehmungen in den Berührungsflächen gebildeten Hohlraum ein, der in Form und Größe den Verankerungen 150 entspricht. Die auf den Verankerungen 150 zusammengesetzten Formstücke sind dadurch gegen Längsverschiebungen sicher auf den Zugseilen 66 gehalten. In den Berührungsflächen sind außerdem genau gegenüberliegende halbkreisförmige Längsnuten ausgespart, die beim Zusammensetzen der Formstücke die Durchgangsöffnungen der Zugseile 66 bilden.

Die in bestimmten Abständen im Meßkabel angeordneten Hydrophone sind bei dieser Ausführung jeweils zwischen zwei Form-Stücken 140 angeordnet. Die hier zylindrisch ausgebildeten

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Hydrophone 152, siehe auch den Querschnitt in Fig. 10, deren elektrische Anschlußleitungen 154 und 156 beispielsweise zum Kabelstrang 642. führen, sitzen dabei in einer auf den Zugseilon 66 festgeklemmten Halterung 158. Diese Halterung ist einfach aus zwei beispielsweise aus Kunststoff geformten, federnd nachgiebigen Hälften 160 und 162 zusammengesetzt, deren die Zugseile jeweils halb umfassenden Endabschnitte durch Federklammern 166 zusammengehalten sind. Der mittlere Teil der zusammengesetzten Halterung umschließt einen zylindrischon Hohlraum zur Aufnahme eines darin federnd gehaltenen Hydrophons 152.

Bei der in Fig. 9 gezeigten Ausführung des erfindungsgemäßen Meßkabels sind die wiederum aus zwei Teilen auf Verankerungen an den Zugseilen 66 zusammengesetzten abstützenden Formstücke gegenüber Fig. 8 etwas abgewandelt. Dabei sind zwei in ihrer Ausgestaltung etwas abweichende Arten von Formstücken vorgesehen, die mit 190 bzw. 192 bezeichnet sind.

Dabei ist die Form des in der Zeichnung unteren Teiles 194 beider Formstücke 190 und 192 identisch. Die Teile 194 besitzen ähnlich wie die Ausführungsform in Fig. 8 eine Duch-

gangsöffnung für den Leitungsstrang 64 und ebenso wie die uberen Teile 196 Längsnuten.für die Aufnahme der Zugseile 66.

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Die in der Zeichnung oben liegenden Teile 196 weichen jedoch in ihrer Form von den unteren Teilen und untereinander otiuas ab. Die Teile 196 besitzen nämlich lediglich je in der Oerührungsfläche mit dam anderen Teil vorgesehenen Längsnuten für die Aufnahme der Zugseile, mährend in den Teilen 198 eine weitere Öffnung 200 für den Einbau eines im wesentlichem scheibenförmigen Hydrophons 202 vorgesehen ist. Die Querschnittsform der Ausnehmung 200 ist dabei der Gehäusefurm des Hydrophons angepaßt, welches aufgrund der Elastizität des als Werkstoff für die Formstücke verwendeten Kunststoffes in der Ausnehmung 200 sicher gehalten sind. Die zum Kabelstrang 64 führenden Hydrophonleitungen sind in Fig. 11 mit 204 und 206 bezeichnet.

Das in Fig. θ und 9 nicht dargestellte rechte Ende der Schlauchabschnitte 14 ist in gleicher Uieise wie das in der Zeichnung dargestellte linke Ende mit einem Verbindungsstück 100 abgeschlossen. Zur Befüllung eines Schlauchabschnittes 14 mit dem als Auftriebsmittel verwendeten Öl werden die VerschluGstopfen 125 der Ventile 124 aus den Einfüll- bzw. Entlüftungsöffnungen 122 herausgenommen. Das Öl wird dann durch die Öffnung 122 und das ggf. durch den Fülldruck geöffnete Ventil 124

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am einen Ende eingefüllt und breitet sich im Schlauch durch die Durchgangsöffnungen der abstützenden Formstücke und an deren Außenmantel vorbei aus. Das Ventil 124 am anderen Ende dient dabei zur Entlüftung. Wenn die gewünschte Ölmenge eingefüllt ist, werden die Verschlußstopfen 125 der Ventile 124 wieder eingesetzt, wobei noch zu erwähnen ist, daß eine sichere Abdichtung vor allem dann gewährleistet ist, wenn das Ventil 124 einen in einer Ringnut 208 angeordneten Dichtungsring 210 trägt.

Zusammenfassend ist festzustellen, daß das erfindungsgemäße lYleßkabel auch im Betrieb sämtliche gestellten Anforderungen sicher erfüllt.

Die besonders vorteilhafte Kupplungskonstruktion ermöglicht dabei eine beträchtliche Durchmesserverringerung des Meßkabels bei gleichzeitiger Erhöhung der Zahl der Hydrophongruppen.

Selbst bei einer Verdoppelung der bisherigen IBeßkabellängen auf 2400 tu und einer Verdoppelung der Zahl der Hydrophongruppen auf 192 kann der Kabeldurchmesser so klein gemacht werden, daß das UJickelvolumen der bisherigen 2400m-Kabel nicht überschritten wird. Die bisherigen Kabelwinden können also beibehalten werden, und es wird daher kein zusätzlicher Platz auf den ffleßschiffen benötigt.

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Diese erheblichen Vorteile lassen sich mit handelsüblichen Steckverbindungen, wie. z.B. mit IDikrominiatur-Steckuerbin-. dern, erzielen. Diese Steckverbindungen haben z.U. eine für den sicheren Betrieb auf See ausreichende Kontaktdichto von 1/3 Kontakt pro mm . Bei 192 Hydrophongruppen werden einschließlich der für Hilfsfunktionen notwendigen Kontakte insgesamt etwa 450 Kontakte und damit eine reine Kontaktflache

2 von etwa 1500 mm benötigt, das sind beispielsweise 25 mm χ 60 mm. Wegen der mechanischen Fassung und Führung wird dann eine Einbaufläche von etwa 30 mm χ 80 rom benötigt. Diese Einbaufläche steht in einer Kupplung mit einem Außendurchmesser von ca. 47 mm zur Verfügung, während die bisherigen 2400m-Rleßkabel einen Außendurchmesser von etwa 66 mm haben. Diese mit der Erfindung erreichbare Durchmesserverringerung führt zu einer Halbierung des bisherigen Itleßkabelquerschnitts,

Gleichzeitig besitzt die erfindungsgemäße Kupplung die bei einer Kabellänge von 4800 m erforderlich Zugfestigkeit in Höhe von etwa 6000 kp, zumal das erfindungsgemäße Rleßkabel einschließlich der Kupplung durch vorteilhafte Konstruktion und Werkstoffwahl vorteilhaft gewichtssparend aufgebaut ist.

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Claims

ANSPRÜCHE

IYleGkabal für seeseismische Messungen mit mehreren, mit einem Auftriebsmittel gefüllten Schlauchabschnitten, in welchen den Schlauchmantel innen abstützende Formstücke, eine Anzahl von Druckempfängern und/oder anderen MeGeIementen und deren elektrische Verbindungsleitungen untergebracht, und welche einzeln austauschbar durch Kupplungen verbunden sind, die aus im wesentlichen gleich ausgebildeten Hälften bestehen, die jeweils an gegenüberliegenden Enden der einzelnen Schlauchabschnitte befestigt und miteinander durch Zugseile verbunden sind, wobei jede Kupplungshälfte einen im wesentlichen zylindrischen Abschnitt und an ihrem dem Schlauchende abgekehrten freien Ende einen im wesentlichen halbzylindrischen Verbindungsabschnitt aufweist, und wobei jeweils an benachbarten Enden aufeinanderfolgender Schlauchabschnitte angeordnete Kupplungshälften mit ihren einander zugekehrten Verbindungsabschnitten fest verbindbar sind und einen abgedichteten Hohlraum zur Aufnahme elektrischer Steckverbindungen zwischen den Verbindungsleitungen der Ifleßelemente bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsabschnitte (34) der einzelnen Kupplungshälften (12A, 12B) etwa halbrohrförmig ausgebildet sind und an den Längskanten ihres Rohrmantels Vorsprünge (36) aufweisen, mit welchen zwei zusammengesetzte Kupplungs-

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hälften form- und kraftschlüssig in Eingriff sind, daß als Befsstigungsorgan eine die zusammengefügten Kupplungshälften im wesentlichen spielfrei umfassende Kupplungshülse (44) vorgesehen ist, deren Enden ggf. untßr Ztui. schenfügung einer Dichtung (4Θ) am AuQenmantel du3 ringförmig geschlossenen zylindrischen Abschnittes (3ΰ) doc jeuieils zugeordneten Kupplungshälfte dicht anllegui.·, u.-.ii u im zylindrischen Abschnitt jeder Kupplungshälfte eins weitere Dichtungsanordnung zur Durchführung dor ZuijoüI.^u (66) und der elektrischen V/erbindungsleitungan (64) uu:- gesehen ist.
2. lYleQkabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, uaü

die an gegenüberliegenden Enden eines Schlauchabschnitten (14) sitzenden Kupplungshälften (12A, 12B) in ihrer Winkellage um 180° gegeneinander versetzt sind.
3. lileßkabel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch im uiasantlichen einteilig ausgebildete Kupplungshälften.
4. lYleQkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aus passend zusammengefügten Hair· ten (12A, 12B) bestehende Kupplung (12) einen im wesentlichen rohrförmigen Einbauraum für die Steckverbindungen (62A, 62B) einschließt.

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BAD ORIGINAL
5. Nleßkabel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der ffiittelpunkt des Innenradius der halbrohrförtnigen Uerbindungsabschnitte (34) gegenüber dem Mittelpunkt des Außenradius derart nach außen versetzt ist, daß die Wandstärke der Uerbindungsabschnitte im Bereich der ineinandergreifenden Vorsprünge (36) an den Längskanten am größten ist.
6. IKleükabel nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stecker (62A, 62B) im Verbindungsteil (34) einer Kupplungshälfte auf Querstegen (80,82) befestigt sind.
7. IKleßkabel nach Anspruch 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die brückenförmig ausgebildeten Querstege (180, 182) einteilig an den Kupplungshälften (12A, 12B) angeformt sind.
8. fileßkabel nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Längskanten mit entsprechenden Aussparungen (38) abwechselnden Vorsprünge (36) im wesentlichen rechteckf örmig ausgebildet sind und die diametrale Verbindungsebene der zusammengefügten Kupplungshälften (12A, 12B) übergreifen.
9. Meßkabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

in jedem Schlauchabschnitt (14) zwei Zugseile (66) angeordnet sind, an deren Enden durch eine Abstandshülse (TO)

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verbundene Seilschuhe (68) sitzen, die mittels eines gegebenenfalls als Gewindebolzen ausgebildeten Zugbolzens (74) jeweils am zylindrischen Abschnitt (30) einer Kupplungshälfte (12A, 12B) befestigt sind.
10. IKleßkabel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugseile (66) und deren Befestigungsbolzen (74) in einer im wesentlichen zu den zusammengefügten Längskanten der Verbindungsteile (34) der Kupplung (12) parallen Ebene liegen.
11. (YleOkabel nach Anspruch 9 und 1O₁ dadurch gekennzeichnet, daß der Innenquerschnitt des zylindrischen Abschnittes (30) der Kupplungshälften (12A, 12B) im wesentlichen die Form eines seitlich abgeplatteten 0 aufweist, und daß die gegenüberliegenden Parallelflächen (106,108) dieses Querschnittes die Außenflächen der Seilschuhe (68) der Zugseile (66) abstützen.
12. IDeßkabel nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine an einem abgestuften Absatz (56) des zylindrischen Abschnittes (30) der Kupplungshälften (12A, 12B) befestigte Verlängerung (60) für den Anschluß des zugehörigen Hleßkabelabschnittes (14).

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13. lYleßkabel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerung aus einem gegen den statischen Wasserdruck formstabilen, jedoch biegsamen stahlverstärkten (104) Kunststoffschlauchstück (60) besteht.
14. ifleßkabel nach Anspruch 1, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden der einzelnen Schlauchabschnitte (14) eines ölgefüllten ffleßkabels (10) öl- und wasserdicht eingesetzte Verschlußstücke (100) befestigt (102) sind, welche Durchgangsöffnungen für die öldichte Durchführung der Zugseile (66) sowie mit einer Dichtungsmasse (128) ausgefüllte Durchgangsöffnungen (126) für die elektrischen Verbindungsleitungen aufweisen, und daß zwischen dem Außenmantel und dem am Schlauchabschnitt (14) des IDeßkabels befestigten Ende des Verschlußstückes ein dicht verschließbarer (124, 208, 210) Einfüll- bzw. Entlüftungskanal (122) verläuft.
15. IKleßkabel nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des einen Schlauchabschnitt (14) abschließenden Verschlußstückes (100) dicht in das Ende der rohrzylindrischen Verlängerung (60) eingesetzt und an dieser befestigt ist (114).
16. Meßkabel nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußstücke (100) zweiteilig (118, 120) aufgebaut und mit im Bereich ihrer

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zusammenpassenden Berührungsflächen zusammengesetzten Durchgangsöffnungen auf den Zugseilen (66) in einem vorgebbaren Abstand von den Zugseilenden angepreßt sind.
17. Meßkabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Innenmantel der Schlauchabschnitte (14) des (HeQ-kabels (10) abstützenden Formstücke (140, 190, 192) zweiteilig (142, 144, 194, 196, 198) aufgebaut sind und Durchgangsöffnungen (146, 148) für die elektrischen Verbindungsleitungen (64, 642, 644) und in den zusammenpassenden Berührungsflächen der Formstückteile zusammengesetzte Durchgangsöffnungen für die Zugseile (66) aufweisen.
18. ITIeßkabel nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstücke (100) und die abstützenden Formstücke (140, 190, 192) aus Kunststoff-Formteilen bestehen.
19. iYleßkabel nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Verbindungsstücke (100) und der abstützenden Formstücke (140, 190, 194) Verankerungen (15O) an den Zugseilen befestigt sind, die in einen durch Aussparungen in den zusammengesetzten Berührungsflächen der Formstücke gebildeten Hohlraum eintauchen und eine Sicherung gegen Längsverschiebungen der Formstücke bilden.

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20. [fleökabe1 nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstücke (100) und die abstützenden Formstücke (140, 190, 192) einteilig auf den Zugseilen geformte Formteile sind.
21. ffleßkabel nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die den Innenmantel der Meßkabelabschnitte abstützenden Formstücke (192, 198) mit Aussparungen (200) für den Einbau eines Hydrophones (202) ausgebildet sind.
22. lYleßkabsl nach einem der Ansprüche 17 bis 20, gekennzeichnet durch an den Zugseilen (66) befestigte (166) Hydrophonhalterungen (158).
23. lYleßkabel nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydrophonhalterungen (158) aus zwei Hälften (160, 162) eines federnden Werkstoffes geformt und mit Klemmelementen (166) auf den Zugseilen (66) befestigt sind.
24. iYleßkabel nach einem der Ansprüche 20 bis 22, gekennzeichnet durch eine in die abstützenden Formstücke eingegossene Hydrophonhalterung·

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