DE2838577C2

DE2838577C2 - Zugfestes Kabel

Info

Publication number: DE2838577C2
Application number: DE2838577A
Authority: DE
Inventors: Lyndon Reginald Llanderaud Monmouthshire South Wales Spicer
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: STC PLC
Priority date: 1977-09-06
Filing date: 1978-09-05
Publication date: 1987-04-23
Also published as: DE2838577A1; FR2402283A1; FR2402283B1; GB1594702A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein zugfestes Kabel gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Ein derartiges, optisches Kabel ist aus dem DE-GM 77 05 379 bekannt. Dieses Kabel ist als Erdkabel konzipiert und daher nicht als Seekabel verwendbar.
Seekabel dienen beispielsweise zur Versorgung von unter der Wasseroberfläche befindlichen Stationen. In einem solchen Fall enthält das Kabel nicht nur Elemente für die Versorgung mit elektrischer Energie, die Sprachübertragung und die Übertragung von Meßwerten, sondern auch Leitungen für den Transport von Sauerstoff/Helium-Gasen. Seekabel werden auch zusammen mit unter Wasser operierenden Fahrzeugen verwendet, wobei sie Stränge für die Fernsteuerung des Fahrzeuges und elektrische Kreise für die Messung und Steuerung mittels Fernsehen sowie die Energieversorung enthalten. Seekabel werden aber auch für Überwachungsaufgaben dimensioniert, wobei sie mit schweren, unter dem Meeresspiegel angeordneten Überwachungseinrichtungen verbunden sind und Leitungen für Steuerungen, Fernmessung und Stromversorgung enthalten. Andere Seekabel werden ausschließlich für Steuerungszwecke verwendet, beispielsweise enthalten sie Steuer- und Stromversorgungsleitungen für auf dem Meeresboden verankerte Plattformen für Erdölbohrstationen.
Alle diese Kabel müssen daher sehr hohe Zugfestigkeit besitzen, die in einigen Fällen bis zu 150 Tonnen betragen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zugfestes, für die Versorgung von unter Wasser befindlichen Stationen geeignetes Kabel zu schaffen.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den im Hauptanspruch genannten Mitteln.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 6 enthalten, welche nachstehend anhand von zwei in den Fig. 1A bis 1C dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert sind.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht deshalb darin, die eingangs erwähnten kabelförmigen Stränge derart auszugestalten, daß die hohe Zugfestigkeit erzielt wird.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf dem Kunststoffmantel wenigstens eine Lage von schraubenförmig verlegten zugfesten Elementen angeordnet ist, welche aus Kunststoffsträngen mit rechteckigem Querschnitt bestehen, in die ein zugfester Kern eingebettet ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 6 enthalten, welche nachstehend anhand eines in den Fig. 1A bis 1C dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert ist.
Das in der Fig. 1A gezeigte Kabel enthält drei in einem Dreieck angeordnete Gasleitungen 1, 2 und 3, die um einen zentralen Füllfaden 4 herumgruppiert sind. In den von den Gasleitungen gebildeten Zwickeln liegen drei Starkstromleitungen 5, 6 und 7, die mit Polyäthylen isoliert sind. Im äußeren Teil der Zwickel zwischen den Starkstromleitungen und den Gasleitungen liegen sechs geschirmte Doppelleitungen 8. Es ist auch möglich, einige Lichtleiter zusätzlich oder anstelle der Doppelleitungen in der Kabelseele unterzubringen. Die Kabelseele ist umhüllt von einem Polyäthylenmantel 9 (der Gesamtdurchmesser dieser Anordnung beträgt etwa 89 mm), auf den zwei Lagen 10 und 11 der zugfesten Elemente verseilt sind. Der Mantel 9 füllt auch die äußeren Zwickel aus, die inneren Zwickel jedoch sind leer oder mit einem wasserundurchlässigen Werkstoff gefüllt.
Mögliche Ausführungsformen der zugfesten Elemente 10 und 11 sind in den Fig. 1B und 1C verdeutlicht. Die zugfesten Elemente in Fig. 1B besitzen einen zentralen hoch zugfesten Stahlkern, beispielsweise einen Draht 12 aus oberflächenbehandeltem SM-Stahl mit einem Durchmesser von 1,5 bis 2,0 mm, der in einem hoch zugfesten Kunststoff 17, vorzugsweise Polyäthylenglycolterephthalat (PGT), eingebettet ist. Der rechteckige Kunststoffstrang hat etwa die Abmessungen 2,5 auf 5 mm. Jeder der Kunststoffstränge besitzt an einer Schmalseite eine Nocke 13 und an der gegenüberliegenden Schmalseite eine der Nocke entsprechende Vertiefung 14. Die zugfesten Elemente sind mit einer Steigung zwischen 17° und 25° verseilt. Diese zugfesten Elemente verleihen dem Kabel nicht nur die erforderliche Zugfestigkeit, sondern bilden auch einen Schutz gegen Abrieb und Beschädigung. Falls der hoch zugfeste Metalldraht im Laufe der Zeit korrodieren sollte, besitzt die PGT- Hülle eine ausreichende Zugfestigkeit, um das Kabel ohne Beschädigung vom Meeresboden aufnehmen zu können. Außerdem trägt sie dazu bei, die radiale Druckbeanspruchung auf die Kabelseele zu vermindern.
Mit Hilfe der Nocken und Vertiefungen können die zugfesten Elemente formschlüssig miteinander verbunden werden, ohne daß die Gesamtflexibilität darunter leidet.
Die zugfesten Elemente können jedoch auch - wie aus Fig. 1C ersichtlich - vollkommen rechteckig ausgebildet sein. Bei dieser Ausführungsform sind dann das Geflecht 15 und der Außenmantel 16 erforderlich, um die zugfesten Elemente an Ort und Stelle zu halten, wodurch sich der Außendurchmesser auf etwa 115 mm erhöht. Das Geflecht kann aus einem Gewebe von Polyterephthalatfäden und der Außenmantel aus Polyäthylenbutylterephthalat bestehen, wobei sich der Mantel im Geflecht verankert. Es ist vorgesehen, die zugfesten Elemente vorzufertigen, so daß sie die Kabelseele elastisch eng umfassen und ihre Lage beibehalten. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1A und 1B kann der Außenmantel auch entfallen.
Die beschriebenen zugfesten Elemente können sowohl bei statisch als auch bei dynamisch beanspruchten Kabeln verwendet werden, d. h. bei Kabeln, die fest verlegt werden oder Kabeln, die häufig bewegt werden.
Es ist gleichfalls möglich, anstelle des hochfesten Stahldrahtes in den zugfesten Elementen Aramidfäden zu verwenden, d. h. wenn das Kabel schwimmfähig sein soll oder das gleiche spezifische Gewicht wie Wasser besitzen soll. Diese Ausführungsform ist besonders für Kabel geeignet, welche den Bohrkopf mit der Plattform verbinden.

Claims

1. Zugfestes Kabel mit einem zugfesten Mantel und einer Seele aus einem Bündel mit mindestens einem Lichtleiter, dadurch gekennzeichnet, daß die Seele ferner mindestens ein flexibles Rohr (1, 2, 3) zur Weiterleitung von Gasen und/oder mindestens einen elektrischen Leiter enthält (5, 6, 7) und daß auf einem Kunststoffmantel (9) mindestens eine Lage (10, 11) von schraubenförmig verlegten zugfesten Elementen angeordnet ist, welche aus Kunststoffsträngen (17) mit rechteckigem Querschnitt besteht, in die ein zugfester Kern (12) eingebettet ist.

2. Zugfester Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zugfeste Kern (12) aus einem Stahldraht besteht.

3. Zugfestes Kabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffstränge (17) aus einem hochzugfesten Werkstoff bestehen.

4. Zugfestes Kabel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffstränge (17) aus Polyäthylenglycolterephthalat bestehen.

5. Zugfestes Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffstränge (17) an einer Schmalseite mit einer längsverlaufenden Nocke (13) und an der entgegengesetzten Schmalseite mit einer der Nocke entsprechenden Vertiefung (14) versehen sind.

6. Zugfestes Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Kunststoffsträngen (17) gebildete(n) Lage(n) von einem Außenmantel (16) umgeben sind.