DE832009C

DE832009C - Kabelabdichtung

Info

Publication number: DE832009C
Application number: DEP37479D
Authority: DE
Inventors: Richard William Presswell
Original assignee: Telegraph Construction and Maintenance Co Ltd
Current assignee: Telegraph Construction and Maintenance Co Ltd
Priority date: 1948-03-22
Filing date: 1949-03-22
Publication date: 1952-02-18
Also published as: FR983372A; US2697739A; GB643550A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Abdichtung eines elektrischen Kabels an der Einführungsstelle zu einem einen Hilfsapparat enthaltenden Gehäuse. Sie l>ezieht sich insbesondere auf Abdichtungen der Eintrittstelle eines thermoplastisch isolierten Unterwasserkabels in das Gehäuse eines Unterwasserverstärkers.

Am Meeresgrund ist der auf das Kabel und seine Verbindung mit dem Verstärkergehäuse ausgeübte Druck sehr beträchtlich und kann in tiefem Wasser in der Praxis die Größenordnung von 6oo kg/cm² erreichen. Unter solchen !Bedingungen kann natürlich Wasser oder Wasserdampf in das Gehäuse eingepreßt werden entweder durch das Dielektrikum oder entlang den sich l>erührenden Oberflächen des Dielektrikums und der Metallteile. Überdies aber kann ein so hoher hydrostatischer Druck ein kaltes Einfließen de,s Dielektrikums selbst herbeiführen oder sogar den Leiter zu einer Längsbewegung in das Gehäuse hinein veranlassen.

Die Erfindung bezweckt, eine Dichtung zu schaffen, die dem jeweils herrschenden Druck einen ausreichenden Widerstand entgegensetzt, so daß die Möglichkeit der Deformation des Dielektrikums weitgehendst bzw. ganz ausgeschaltet wird ebenso wie das Eindringen des Wassers.

Die Dichtung des Kabelleiters in das !Gehäuse des Verstärkers oder ein anderes Gehäuse enthält gemäß der Erfindung innere und äußere metallische Hülsenelemente, die gegenseitig zusammenwirkende Keilflächen haben, zwischen denen eine Zwischenbüchse aus dielektrischem Material gehalten wird, wobei das innere Hülsenelement eine elektrische Verbindung zwischen dem Leiter des Kabels und dem Verstärker oder sonstigen im Gehäuse enthaltenen Apparat bildet.

Statt den inneren Leiter des Kabels an den Hilfsapparat direkt anzuschließen, kann dies mit Hilfe eines Hilfsleiters geschehen, der eine höhere Zugfestigkeit besitzt als der Leiter des Kabels.

Im Einklang mit der Erfindung wird die Dichtung in der Weise herbeigeführt, daß auf einen mit dem Leiter des Kabels verbundenen Hilfsleiter eine Hülse aufgeschoben ward, die im folgenden als Lnnenhülse bezeichnet wird und eint· konische Außenfläche hat, die mit einer komplementären Innenkonusfläche einer Zwischenbüchse zusammenwirkt. Diese besteht aus einem festen Dielektrikum und steht ihrerseits wiederum in Keilflächenberührung mit der Innenwandung einer metallischen Außenhülse.

Soweit diese metallische Außenhülse nicht durch die aus festem Dielektrikum bestehende Zwischenbüchse ausgefüllt ist, wird sie mit einem wasserfesten dielektrischen Material ausgefüllt.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht die Dichtung zum Abdichten des Unterwasserkabels aus einem Körper aus wasserbeständigem dielektrischem Material, der mit dem Kabelkern und der metallischen Innenfläche der Einlaßöffnung zum Gehäuse verbunden ist durch eim- Hilfsdichtung, die durch hieinandersetzen von konzentrischen, metallischen, den zentralen Leiter umgebenden Hülsen gebildet wird.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, die einen Längsschnitt durch die neue Dichtung darstellt.

R bedeutet ein Yerstärkergehäuse für einen Verstärker oder einen ähnlichen Apparat, das eine Kndkappe Q enthält, deren zentrale öffnung durch einen Pfropfen /' verschlossen wird, der eine zentrale Bohrung für das mit O bezeichnete Kabel aufweist. C ist der innere Leiter, der von einer Isolierung 11 aus dielektrischem Material umgeben ist.

.S' bedeutet die äußere Armierung.

Die Kabelstopfbüchse gemäß der Erfindung besteht aus einer inneren Hülse ι aus hochfestem leitendem Material, z. B. Stahl. Sie hat eine Innenbohrung, die den inneren Leiter dicht umschließt, und auf der Einführungsseite einen ' außenkonischen Teil 2, der mit einer Zwischenhülse 5 mit entsprechendem Innenkonus 4 zusammenwirkt. Die lnnenhülse 1 und die Außenhülse 3 haben komplementäre Konusse, so daß sie auf die Zwischenbüchse 5 eine Keilwirkung ausüben können. Diese Zwischenbüchse 5 ist aus einem verhältnismäßig harten dielektrischen Stoff hergestellt und hat innen und außen Kegelrlächen, die, wie gezeichnet, denen der lnnenhülse 1 und Außenhülse 3 entsprechen. Sie wird ,vorzugsweise aus einem niicht zusammendrückbaren Keramikmaterial, ■/.. B. tonerdereicher Isolatorenmasse, hergestellt. Um das mit Polyäthylen isolierte Unterwasserkabel mit dem innerhalb des druckfesten Gehäuses R untergebrachten Verstärker oder sonstigen Apparat zu verbinden, ist der Kabelkern von seiner Armierung, wie gezeigt, befreit und die Kernisolation bis zum Leiter niedergeschält, .wie das Ικ'ί 6 angedeutet ist. Der innere Leiter C wird dann l>ei 7 abgeschnitten und an einen Hilfsleiter 8 angeschlossen mittels einer Zwischenverbindung 9, wobei der HilfsleiterS eine größere Zugfestigkeit hat als der Leiter C selbst. Der HilfsleiterS. der

z. B. aus Phosphorbronze bestehen kann, paßt satt in die lnnenhülse 1. Vor Verbindung der Innenhülse ι mit dem Ililfsleiter werden die inneren, zwischenliegenden und außenliegenden Hülsen bzw. Büchsen zusammengesetzt, nachdem zuvor ihre gegenseitigen Berührungsflächen mit einem geeigneten Kitt, z. B. einem synthetischen Harzkitt, der unter dem Namen Araldit bekanntgeworden ist, bestrichen worden sind, worauf die Teile unter Druck erhitzt werden, um auf diese Weise eine feste Einheit zu erzeugen.

Die äußere Hülse 3 umgibt eine Stopfbuchse 10, die über die Hülse 3 geschraubt und ihrerseits in einem Kolben 1 1 eingeschraubt ist, dessen Außendurchmesser 12 genau in die Iunenbohrung 13 des Gehäuses R paßt. Der Kolben 1 1 läuft nach innen in den zentralen Stutzen 14 aus, der in der gleichen Ebene endet wie die Teile 3 und 10. Stirnseitig sind die in dieser Ebene endenden Teile 10, 13 und 14 durch Ringschweißnähte 15 nach innen dicht geschweißt. Der keilförmige Innenraum 16 der Stopfbüchse und der unausgefüllte Teil der lnnenhülse =; bilden eine Tasche, die mit einem wasserbeständigen dielektrischen Material ausgefüllt wird.

Bei der praktischen Herstellung wird ein Pudding 17' aus Polyäthylen oder anderem hochwertigen \vassert)€Ständigen dielektrischen Material, dessen konische Form genau dem Innenkonus der Stopfbuchse entspricht, auf dem Kabelkern und dem Leiter selbst gebildet. Das kann z.B. im Einspritzverfahren unter Anwendung einer geeigneten Form geschehen. Danach wird dieser Pudding in die Stahlhülse 5 und die Stopfbüchse 10 eingesetzt, wobei der Hilfsleiter durch die zentrale Bohrung der leitenden innenhülse 1 eingefädelt wird. Ein geeigneter Kitt, z. B. eine Polyisobutylenverbindung, wird auf den Außenniantel des Puddings aufgestrichen, um seine Haftung an der Stahlstopfbüchse 10 und der Keramikzwischenbüchse 5 zu verbessern, wenn zur Verbindung Erhitzung angewendet wird. Der Zweck ist hier, das Eindringen von. Wasser zu verhindern. Schließlich wird der Leiter mit dem inneren Ende der stählernen Tnnenhülse ι hart verlötet, um auch diese Öffnung einwandfrei zu verschließen.

Man sieht aus der Darstellung, daß die Erfindung no eine wirksame und insbesondere feuchtigkeitssichere Dichtung des Leitereintrittes in das Verstärkergehäuse bedingt, da diese Dichtung einen oben als Pudding l>ezeiehneten Körper aus dielektrischem Material enthält, der vorzugsweise durch ein bekanntes Verfahren zur Herstellung einer festen Oberflächenbindung mit dem Kabelkern und der metallischen Olierfläche der Gehäuseöffmmg vereinigt ist, wobei dieser Pudding auf der inneren Xiederdruckseite durch eine metallische Sperre abgestützt ist, die um den Leiter des Kabels herum angeordnete Hülsen enthält.

Um die Adhäsion zwischen isolierenden und metallischen Oberflächen zu steigern, können Verfahren Anwendung finden, gemäß welchen eine Schicht von Polvisobutvlen auf die Polväthvlen-

Claims

oberfläche des Puddings aufgebracht und dann mit einer polymerisierbaren organischen Verbindung, z. B. monomerischem Styren, imprägniert wird. Wird danach der also behandelte Pudding im Kontakt mit der Stahlhülse erhitzt, dann wird eine feste und wasserdichte Bindung zwischen den Teilen erreicht. In ähnlicher Weise kann verfahren werden, um die Adhäsion des Leiters au dem darauf geformten Pudding zu vermehren und

ίο ebenso zwischen dem Pudding und den keramischen und stählernen Innenhülsen der Dichtung.

Alternativ kann auch ein Verfahren Anwendung finden, in welchem die Benetzung der Metalloberfläche mit Polyäthylen erreicht wird durch Oxyeueren oder Phosphatieren der Metalloberflächen.

Die Einführung des Kabels in die Stopfbuchse

wird durch eine Abschlußmutter 18 verschlossen, die in das Ende der Stopfbüchse eingeschraubt wird und gegen eine Ringbüchse 19 drückt, die federbelastet sein kann und am inneren Ende nach innen konisch versenkt ist, so daß sie den Pudding gegen die innere Hülse 1 zu drücken vermag. Die Kolbenbüchse 11 ist bei 11' mit der Gehäusewandung fest verschweißt und wird überdies gehalten durch eine Endbüchse 22, die in die Kolbenhülse 11 hineingeschraubt ist und eine Kontaktplatte 23 trägt, die auf ihr mittels Schrauben 24 befestigt ist und die kupfernen Rückleiterbänder 25 trägt.

Vor Abschluß des offenen Endes des Verstärkergehäuses/? mit Hilfe des Verschlußpfropfens P wird der freie Iiinenraum einschließlich der Kappe (J mit einer Polyäthylen-Polyisobutylen-Verbindung 26 ausgefüllt. Nachdem der PfropfenP festgeschraubt ist, werden die Drähte S der Armierung befestigt mit Hilfe eines konischen Schließringes 28, der mit einem Innenkonus 29 zusammenwirkt, wobei die leiden konischen Kinge eine Klemme bilden, die durch die Spannschrauben festgehalten wird. 3t ist ein Schäkel, 33 eine Erd-

₊₀ klemme.

Es versteht sich von selbst, daß die Dichtung auf der entgegengesetzten Seite des Gehäuses in umgekehrter Richtung angeordnet wird, wobei der Abstand der Kolbenhülsen 11. durch zwischengelegte Distanzstangen 32 bestimmt wird.

Die teils dielektrischen, teils metallischen Hülsen i, 3 und 5 verhindern mit Sicherheit ein kaltes Durchfließen des Polyäthylenpuddings, da dessen Bewegung eine feste, metallische Sperre entgegensteht, und das Eindringen von Feuchtigkeit in das Verstärkergehäuse am Leiter entlang wird dadurch unmöglich gemacht, daß der letztere in einer Hülse liegt, mit deren Ende er fest verlötet ist.

Pa ΤΕΝΤΑΝSPRÜCHE:

1. Abdichtung für den Eintritt des Kerns eines durch thermoplastisches Material isolierten Unterwasserkabels in ein mit dem Kabel zu versenkendes Gehäuse für eine "Hilfsapparatur unter Verwendung von thermoplastischem, für Wasser geeignetem Isoliermaterial, dadurch gekennzeichnet, daß ein Körper aus thermoplastischem wasserbeständigem Material mit dem Kabel und der Metalloberfläche der Gehäuseeintrittsöffnung verbunden ist und daß das genannte wasserbeständige Material auf der Xiederdruckseite des Gehäuses mechanisch durch eine Hilfsdichtung abgestützt wird, die aus ineinandergreifenden, konzentrischen Hülsen besteht, durch die der Mittelleiter oder ein mit diesem verbundener 'Hilfsleiter hindurchgeht, und die keilförmige Flächen besitzen, die ineinandergreifen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsdichtung aus einer inneren und einer äußeren metallischen Hülse besteht, die den iKabelleiter oder einen mit diesem verbundenen Hilfsleiter umgeben, wobei diese Hülsen konische Außen- bzw. Innenflächen besitzen, die mit der entsprechend konisch geformten Innen- und Außenfläche einer Zwischenhülse aus inkompressiblem dielektrischen Material zusammenpassen und mit diesen Flächen verkittet sind, so daß eine unnachgiebige wasserdichte Abstützung für den aus thermoplastischem Material hergestellten Körper vorhanden ist.

3. Abdichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die innere Hülse einen konischen Teil aufweist, der in einen zylindrischen Teil übergeht.

4. Abdichtung nach Anspruch 2 oder 3, in welcher der Leiter des Kabels an den Verstärker oder ein anderes Gerät mit Hilfe eines Hilfsleiters von großer Zugfestigkeit angeschlossen ist.

5. Abdichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4 mit einer Zwischenbüchse aus einem tonerdereichen Dielektrikum.

6. Abdichtung nach einem der vorhergenannten Ansprüche, in welcher die Zwischenbüchse so angeordnet ist, daß sie über das Ende der inneren Hülse vorsteht und dadurch eine Tasche bildet, in welche der aus thermoplastischem Material geformte Körper ausfüllend eintritt.

7. Abdichtung nach Anspruch 6, mit einer Außenhülse, die eine offene Tasche bildet, welche durch den aus thermoplastischem Mate- no rial hergestellten Körper ausgefüllt wird.

8. Abdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, in welcher der aus thermoplatischem Material hergestellte Körper mit dem Kabel und der Metalloberfläche der Einlaßöffnung des n₅ Gehäuses durch ein bekanntes Verfahren zur Herstellung einer festen Oberflächenbindung verbunden ist.

9. Unterwasserkabel verstärkergehäuse mit einem Stahlgehäuse, das einerseits oder beiderseits mit Hilfe einer Kolbenbüchse verschlossen ist, die eine rohrförmige Einlaßöffnung für den Eintritt des Kabelkerns und Mittel zur Abdichtung der öffnung enthält, wobei diese Mittel aus konischen,, metallischen Hülsenelementen bestehen, die mit einer zwischen

ihnen eingeschalteten konischen Zwischenbüchse aus nicht zusammendrückbarem dielektrischem Material zusammenwirken, so daß die zusammenwirkenden Büchsen und Hülsen eine wasserdichte, mechanische Abstützung für einen mit dem Kabelkern durch eine feste Ober-Hächenbindung !verbundenen Körper aus thermoplastischem wasserbeständigem Material bilden.

ίο. Abdichtung nach Anspruchs oder 9, bei welcher der Körper aus thermoplastischem Material mit dem Kabelkern verschweißt ist und mit den äußeren oder inneren Hülsen bzw. Hülsenelementen in der Weise verkittet ist, daß ein Kitt, der aus Polyisobutylen besteht oder dies enthält, nach der Zusammensetzung der Teile erhitzt wird.

11. Abdichtung nach Anspruch 5, 8, 9 oder 10, bei welcher die Adhäsion des Körpers aus thermoplastischem Alaterial an den metallischen Oberflächen, mit denen er verbunden werden soll, durch Oxydieren oder Phosphatisieren dieser Oberflächen gesteigert ist.

12. Abdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 oder Verstärkergehäuse nach Anspruch 10, bei welcher das wasserbeständige thermoplastische Material aus Polyäthylen besteht oder dieses enthält.

13. Abdichtung nach Anspruch ι oder 3, bei welcher der Leiter des Kabels oder eine Leiterverlängerung mit der metallischen Innenhülse hart verlötet oder in ähnlicher Weise so verbunden ist, daß dadurch eine gegen Eindringen von Feuchtigkeit durch die Hülse unüberwindliche Sperre gebildet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen