DE1157681B - Verfahren zur Herstellung eines nicht armierten Unterwasserkabels - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines nicht armierten Unterwasserkabels für die Übertragung elektrischer Nachrichten, bei dem eine Vielzahl von Drähten hoher Festigkeit zu einem Kern verseilt und um den Kern ein Metallband hoher elektrischer Leitfähigkeit gelegt ist, dessen Längskanten aneinanderstoßen und miteinander metallisch verbunden sind, dann auf den so gebildeten Innenleiter eine Schicht aus Isoliermaterial in flüssiger Form aufgebracht wird, die nach dem Aufbringen einen festen Isoliermantel ergibt, sodann auf den Isoliermantel zur Herstellung des Außenleiters ein Metallmantel hoher elektrischer Leitfähigkeit aufgebracht wird und darüber eine Schutzschicht aus Isoliermaterial. Ein derartiges bekanntes Verfahren verläuft in einem fortlaufenden Arbeitsgang, der mit dem Verseilen des inneren Kerns beginnt und mit der äußeren Bemäntelung des Kabels aufhört.

Bei dieser Art von Kabeln wird bekanntlich die mechanische Längsfestigkeit durch ein hochfestes Glied gewährleistet, das im inneren Leiter eingeschlossen ist. Üblicherweise werden diese inneren Festigkeitsglieder aus einer Anzahl miteinander verdrillter Drähte hergestellt, die aus Stahl von hoher Zugfestigkeit bestehen. Hierbei ergibt sich die Schwierigkeit, den Drall derartiger Seile auszugleichen, so daß es bei einer Längsbelastung des Kabels nirgendwo zu einer Verdrehung oder Bildung von Schleifen kommt.

Zu diesem Zweck wird der Kern bekannter Unterwasserkabel aus mindestens zwei Lagen von Drähten bestimmter Dimensionierung, Drallrichtung und Drallänge hergestellt. Abgesehen von dem höheren Aufwand ist es bei diesen bekannten Verfahren nicht möglich, torsionsfreie Kerne mit nur einer Lage von Drähten oder aus Drähten mit gleicher Verseilrichtung aufzubauen. Auch das bekannte Verzinnen der Kerndrähte und das Verlöten mit dem herumgelegten Band kann die genannten Schwierigkeiten nicht überwinden, denn eine Lötverbindung besitzt keineswegs die notwendige Festigkeit gegen das Verdrehen der Kerndrähte.

Außerdem ergeben sich weitere Probleme bei der Herstellung des Dielektrikums von Unterwasserkabeln, das möglichst gleichmäßig und hinsichtlich der geometrischen Abmessungen mit äußerster Genauigkeit auf den Innenleiter aufgebracht werden muß, um jede Exzentrizität des Innenleiters und dadurch bedingte Wellenwiderstandsschwankungen zu vermeiden.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, diese Schwierigkeiten zu überwinden. Das geschieht bei dem neuen Verfahren zur Herstellung
eines nicht armierten Unterwasserkabels

Anmelder:

Western Electric Company Inc.,

New York, N. Y.,

und Simplex Wire & Cable Company,
Cambridge, Mich. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Fecht, Patentanwalt,
Wiesbaden, Hohenlohestr. 21

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 29. Juli 1959 (Nr. 830 390)

Claude Gene Davis, Morristown, N. J.,

Manuel Florez, Kenilworth, N. J.,
Walter Kilburn Freemen, Wakefield, Mass.,
und Robert Mayfield Riley, Madison, N.J.

(V. St. A.),
sind als Erfinder genannt worden

Verfahren in der Weise, daß erfindungsgemäß der rohrförmige Innenleiter vor dem Aufbringen des Isoliermantels einer radial nach innen gerichteten Kraft ausgesetzt wird, so daß das Metall des Rohrinneren in die Oberflächenzwischenräume des Kerns zwischen den Drähten, aus denen der Kern besteht, eindringt, und daß der Isoliermantel zunächst mit größerem Durchmesser aufgebracht wird, als sein Durchmesser im fertigen Kabel beträgt, und nach dem Hartwerden so auf den genauen Durchmesser geschnitten wird, daß jede Exzentrizität des Innenleiters mit Bezug auf den aufgebrachten Isoliermantel und den mit einer gut haftenden Schutzschicht überzogenen Außenleiter ausgeglichen wird.

Dieses Einpressen des beispielsweise aus Kupfer bestehenden Innenleiters zwischen die Stahldrähte des Kerns kann beispielsweise mit HiKe eines Zieheisens erfolgen. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß das Einfügen von Leitungsmetall in die Zwischenräume des Festigkeitsgliedes eine stabilisierende Wirkung auf das Festigkeitsglied ausübt. Die stabilisierende Wir-

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kung verhindert ein Verdrehen, so daß nur eine Drallrichtung in dem Festigkeitsglied benötigt wird. Durch diese innige Verbindung zwischen dem Kern und seiner Auflage ergibt sich als weiterer Vorteil, daß die Gefahr für Beschädigungen oder Verformungen des Innenleiters während des weiteren Herstellungsprozesses und auch während des Auslegens, Benutzens und des Wiederaufnehmens beträchtlich vermindert wird.

Danach geht die Kabelanordnung durch eine Kunststoffpresse, um die innere Isolierschicht IL gemäß Fig. 2 aufzubringen. Üblicherweise wird für die innere Isolierschicht Polyäthylen als Material verwendet. Es wird auf den inneren Leiter mit einer Dicke von etwa 6 bis 12 mm aufgepreßt. Die Kabelanordnung wandert dann in eine Formeinrichtung, um die Isolierschicht auf den genauen Durchmesser zu bringen und um sicherzustellen, daß sie genau um

Ein weiterer Vorteil bezieht sich auf die Her- io die Achse des inneren Leiters zentriert ist. Die Formstellung der Isolierschicht zwischen dem Innen- und einrichtung wird durch eine Exzentrizitätsprüfung Außenleiter. Diese Schicht wird vorteilhafterweise in und eine Durchmesserprüfung gesteuert, um die Form eines Mantels auf den Innenleiter aufgebracht, Außenfläche der Isolierung derart zu formen, daß dessen Durchmesser etwas größer ist als der der eine genaue Schichtdimension entsteht, in der der Isolierschicht im fertigen Kabel. Nach dem Abkühlen 15 Leiter exakt zentriert ist.

und Hartwerden wird die Isolierschicht mit Hilfe Die Kabelanordnung geht dann durch eine andere

eines geeigneten Verfahrens, beispielsweise durch Mantelwalze, um den äußeren metallischen band-

Schneiden oder Schaben, auf das genaue Maß ge- förmigen Leiter OC hierauf aufzubringen, wie in

bracht. Dabei wird durch geeignete Steuer- und Fig. 4 gezeigt. Vorteilhaft kann der Außenleiter OC

Regeleinrichtungen bewirkt, daß gleichzeitig auch jede 20 einer Behandlung unterzogen werden, welche die BiI-

Exzentrizität des Innenleiters mit Bezug auf die dung einer engen Verbindung zwischen dem Außen-

Oberfläche des Isoliermantels ausgeglichen wird. leiter OC und der äußeren Schutzschicht aus Kunst-

Damit wird sichergestellt, daß nach dem Aufbringen stoff OS gemäß Fig. 4 ergibt. Eine enge Verbindung

des Außenleiters auf den Isoliermantel die geome- zwischen diesen Schichten verringert die Wahrschein-

trischen Abmessungen des Kabels exakt eingehalten 25 lichkeit des Knickens des Außenleiters, wenn das

werden. Der Wellenwiderstand des Kabels unterliegt Kabel gebogen wird. Diese Behandlung kann ent-

somit keinen großen Schwankungen, und diese Eigen- weder in einem Kupferoxydierbad oder in einer

schäften ändern sich auch nicht durch die Verlegung Haftmittelaufbringeinrichtung geschehen. In jeder

oder im späteren Betrieb. Behandlungsart wird nur die äußere Oberfläche des

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich 30 Außenleiters OC der Behandlung unterworfen. Das

aus der nachfolgenden Erläuterung der Zeichnungen. Kupferoxydierbad besteht aus einer wäßrigen Lösung Es zeigt

Fig. 1 eine Teilsicht eines bekannten Unterwasserkabels mit zugfestem Kern, auf dem das metallische Band aufgebracht ist, das den inneren Leiter bildet, Fig. 2 eine Teilansicht, welche die zweite Stufe des

beanspruchten Verfahrens darstellt, bei der ein vergleichsweise dicker Kunststoffmantel den inneren Leiter nach dem Aufpressen auf die Kerndrähte umgibt,

Fig. 3 eine Teilansicht, welche die Lage des metallischen Bandes, das den äußeren Leiter bildet, über dem maßhaltig auf den genauen Durchmesser geschnittenen Dielektrikum erläutert, und

eines chemischen Oxydiermittels, das auf einer erhöhten Temperatur gehalten wird, am zweckmäßigsten dicht am Siedepunkt von etwa 98° C.

Ein geeignetes Oxydierbad besteht aus einer wäßrigen Lösung aus Natriumchlorid oder Thaliumchlorid, die durch Hinzufügung von Natrium- und Kaliumhydroxyd alkalisch gemacht wird, wobei das Chlorid in Konzentrationen zwischen 10 g pro Liter und Sättigung und das Hydroxyd in Konzentrationen zwischen 10 g pro Liter und 1000 g pro Liter verwendet werden. Eine besonders geeignete Verbindung dieser Art ist als »Ebanol C« handelsüblich, die zweckmäßigerweise mit einer Konzentration von

Fig. 4 eine Teilansicht des vollständigen Kabels, 45 180 g pro Liter verwendet wird. Das Bad wird so bei dem die äußere Schutzschicht aufgebracht ist. lange angewendet, daß eine schwache Schicht aus

In der Darstellung einer bevorzugten Ausführungs- Kupferoxyd auf dem Band oder dem Leitermantel OC form der Erfindung zeigt Fig. 1 eine Anzahl hoch- gebildet wird. Eine Oxydation der inneren Oberfläche fester Drähte, vorzugsweise aus Stahl, die in die des Bandes wird durch Abdecken oder andere beForm eines Seiles ST miteinander verdrillt sind. Das 50 kannte Verfahren vermieden.

Seil ST geht durch eine Mantelwalze, die den inneren Die Haftmittelaufbringungseinrichtung wendet eine

Leiter IC um das Seil ST aus einem Kupferband Lösung von hydriertem Polybutadien und Schwefel formt. Das Band ist um den inneren Leiter so ge- als vulkanisierendes Mittel in einem geeigneten flüchfaltet, daß seme Längskanten aneinanderliegen. tigen Lösungsmittel an, vorzugsweise Toluol oder

Das Seil ST und der damit verbundene rohrförmige 55 Kohlenstofftetrachlorid. Hydriertes Polybutadien mit Innenleiter IC gehen dann durch ein Nahtschweiß- einem Rest Unsättigung zwischen 8 und 30% der

Unsättigung im nichthydrierten Polybutadien ist für den vorliegenden Zweck besonders geeignet. Lösungen enthalten etwa 10 Gewichtsprozent des hydrierten 60 Polybutadiene (in bezug auf das Gewicht der Lösung) und etwa 3% des Gewichtes des Schwefels (in bezug auf das Gewicht des hydrierten Polybutadiens) und ist besonders geeignet. Die Verdampfung des Mittels läßt eine Schicht von hydriertem Polybutadien mit Presse, welche den rohrförmigen Innenleiter in den 65 Schwefel zurück, die vorzugsweise eine Dicke von engen Kontakt mit dem Kern ST bringt, wobei die 0,127 mm oder mehr hat.

Oberflächenzwischenräume zwischen den Drähten Wenn dieses Haftmittel benutzt wird, wird das

des Festigkeitsgliedes ausgefüllt werden. Kupferband für den Außenleiter OC mit einem

gerät, wo die aneinanderliegenden Kanten des Bandes miteinander verschweißt werden, um eine dichte, kontinuierliche Naht zu schaffen und auf diese Weise ein Rohr um den zentralen Kern zu bilden.

Die Kabelanordnung geht dann durch eine Reduzierwalze, die den Durchmesser des rohrförmigen Innenleiters auf dem Kern ST herabsetzt. Von der Reduzierwalze geht die Kabelanordnung durch eine

Messingüberzug auf der Seite versehen, auf der das Haftmittel angebracht wird, jedoch nicht auf der Seite, die die Innenfläche des Leiters bildet. Dieses Verfahren der Verbindung ist bekannt.

Nach dem Verlassen der Mantelwalze geht die ." Kabelanordnung durch eine zweite Kunststoffpresse zur Anbringung der äußeren Schutzschicht OS gemäß Fig. 4. Diese äußere Schicht besteht üblicherweise aus Polyäthylen, das in geschmolzenem Zustand ausgepreßt wird. Wenn eine Kupferoxydierung verwendet wird oder eine Haftschicht aufgebracht wurde, geschieht das Pressen bei einer Temperatur, die hoch genug ist, so daß die Verbindung zwischen dem aufgepreßten Polyäthylen und dem Kupferoxyd oder dem Haftmittel hervorgebracht wird oder, im Falle des Haftmittels, eine vulkanisierte Verbindung zwischen dem Haftmittel und dem Messingüberzug auf dem Kupferband entsteht. Eine Auspreßtemperatur von 200° C führt zu diesem Ergebnis. Etwas höhere Temperaturen sind bei Kupferoxyd zweckmäßiger, während bei dem Haftmittel geringere Temperaturen zulässig sind.

Die Tendenz des Außenleiters, sich beim Biegen des Kabels zu verziehen, kann ohne ein besonderes Verbindungsverfahren dadurch herabgesetzt werden, daß ein aufgepreßter äußerer Kunststoffmantel verwendet wird, der nach dem Abkühlen ausreichend schrumpft, um einen mechanischen Widerstand gegen das Verziehen entgegensetzen zu können. Dies kann durch die Verwendung von Polypropylen für das äußere Mantelmaterial erreicht werden.

Die vollständige Kabelanordnung geht dann auf eine Aufnahmerolle der bekannten Art, und dabei wird das Kabel gemäß Fig. 4 vollendet. Während dieses Vollendungsprozesses wird die Spannung und Bewegung der Anordnung durch eine Abzugsvorrichtung der bekannten Art aufrechterhalten.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung eines nicht armierten Unterwasserkabels für die Übertragung elektrischer Nachrichten, bei dem eine Vielzahl von Drähten hoher Festigkeit zu einem inneren Kern verseilt und um den Kern ein Metallband hoher elektrischer Leitfähigkeit gelegt ist, dessen Längskanten aneinanderstoßen und miteinander metallisch verbunden sind, dann auf den so gebildeten Innenleiter eine Schicht aus Isoliermaterial in flüssiger Form aufgebracht wird, die nach dem Aufbringen einen festen Isoliermantel ergibt, sodann auf den Isoliermantel zur Herstellung des Außenleiters ein Metallmantel hoher elektrischer Leitfähigkeit aufgebracht wird, und darüber eine Schutzschicht aus Isoliermaterial, dadurch ge kennzeichnet, daß der rohrförmige Innenleiter vor dem Aufbringen des Isoliermantels einer radial nach innen gerichteten Kraft ausgesetzt wird, so daß das Metall des Rohrinneren in die Oberflächenzwischenräume des Kerns zwischen den Drähten, aus denen der Kern besteht, eindringt, und daß der Isoliermantel zunächst mit größerem Durchmesser aufgebracht wird, als sein Durchmesser im fertigen Kabel beträgt, und nach dem Hartwerden so auf den genauen Durchmesser geschnitten wird, daß jede Exzentrizität des Innenleiters mit Bezug auf den aufgebrachten Isoliermantel und den mit einer gut haftenden Schutzschicht überzogenen Außenleiter ausgeglichen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Schutzschicht des Kabels aus Polyäthylen besteht und daß vor ihrem Aufbringen der Außenleiter mit einem Material überzogen wird, das sich mit der Schutzschicht während des Aufbringens verbindet.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der aus Kupfer bestehende Außenleiter in einem wäßrigen oxydierenden Bad behandelt wird, um einen Kupferoxydüberzug auf der Außenseite des Außenleiters zu erzeugen, bevor die äußere Schutzschicht aufgebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenleiter eine Messingoberfläche besitzt und vor dem Aufbringen der Schutzschicht mit hydriertem Polybutadien, das ein vulkanisierendes Mittel enthält, überzogen wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschriften Nr. 703 782, 635 442,

740 647; USA.-Patentschrift Nr. 2 849 526;

Zeitschrift »Der Fernmelde-Ingenieur«, Oktober

1957, H. 10, S. 18 und 21.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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