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Längswasserdichtes, kunststoffisoliertes Nachrichtenkabel Die Erfindung
betrifft ein längswasserdichtes, kunststoffisoliertes Nachrichtenkabel, bei dem
die Längswasserdichtheit durch Füllen der von den Adern, Aderpaaren, Vierern oder
Aderbündeln gebildeten Hohlräume (Zwickel) mit einer wasserabweisenden, vaselineartigen
Füllmasse, beispielsweise Petrolat, erreicht wird.
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Kunststoffisolierte Nachrichtenkabel werden in zunehmendem Maße mit
wasserabweisenden Medien gefüllt, um im Schadensfall ein Ausbreiten von Wasser innerhalb
des Kabels zu verhindern.
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Die Füllung wird im allgemeinen in der Weise vollzogen, daß während
des Verseilprozesses in den einzelnen Verseilpunkten die Füllmasse zugeführt wird
(DT-OS 2 338 894) oder beim Durchtritt der fertig verseilten Kabelseele durchrerfahrenstechnische
Apparaturen (DT-OS 2 224 268).
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Bei beiden Verfahren werden die für eine Kabelfertigung Uplichen Fertigungsprozesse
durch die Füllvorgänge erheblich beeinträchtigt. So kann es z.B. zu Verschmutzungen
der Kabelfertigungsmaschinen, z.B. des Verseilnippels, oder zum Teil zu Beeinträchtigungen
der Fertigungsgeschwindigkeit kommen.
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Weiterhin ist ein zusätzlicher Platzbedarf für die FUlleinrichtung
in den Fertigungslinien notwendig.
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Bei einem anderen Verfahren (DL-PS 2319) wird das Kabel erst nach
der Ummantelung teilweise oder auch ganz mit einem durch Erwärmen verflüssigten
Füllstoff gefüllt. Dazu wird das Kabel evakuiert und vorgewärmt. Die Füllmasse gelangt
nur durch den entstandenen Unterdruck in die Zwischenräume.
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Ein teilweises Füllen mit einem Füllstopfen an jedem Kabelende garantiert
keinen langzeitigen Schutz gegen eindringendes Wasser, da ein Auseinanderfließen
der Füllmassestopfen über lange Zeiten (mehrere Jahre) nicht auszuschließen ist.
Ein vollständiges Füllen ist mit diesem Verfahren praktisch wohl kaum durchführbar.
Bei einer üblichen Kabellänge von mehreren hundert Metern muß das Kabel vorgewärmt
werden. Wie das geschehen soll, ist nicht gesagt. Wählt man dazu ein heißes Gas,
dann muß das vor dem Evakuieren geschehen. Letzteres braucht eine gewisse Zeit,
da der Strömungsquerschnitt der durch die Adern gebildeten Hohlräume klein ist.
Inzwischen kühlt sich das Kabel schon wieder teilweise ab. Außerdem sinkt beim Füllen
mit fortschreitender Fülltiefe der Druckunterschied, da die trotz Evakuieren noch
verbliebene Luft durch die eindringende Füllmasse komprimiert wird. Ein allmähliches
Erkalten der Füllmasse während des Füllens wird sich ebenfalls kaum vermeiden lassen,
so daß das Vordringen durch eine Erhöhung der Viskosität immer schwieriger wird.
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Beim abschließenden Abkühlen bilden sich infolge der Schrumpfung der
Füllmasse zusätzlich Löcher. Ein vollständiges, eine wirksame Wassersperre bildendes
Füllen ist daher mit dem Verfahren nach DL-PS 2319 kaum zu realisieren.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein längswasserdichtes Kabel anzugeben,
das in einem von der konventionellen Kabelfertigung getrennten Fertigungsbereich
gefüllt werden kann und die oben genannten Nachteile der herkömmlichen Füllverfahren
vermeidet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß hohle, über
die ganze Länge mit Durchlaßöffnungen versehene und ebenfalls mit Füllmasse gefüllte
Formstränge im Kern und/ oder in den Zwickeln angeordnet sind.
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Der Füllung eines fertiggestellten, d.h. ummantelten Kabels stehen
der hohe Strömungswiderstand der aus Einzelelementen verseilten Kabelseele sowie
das Entfernen der darin enthaltenen Luft entgegen. Durch das Einfügen der hohlen
Formstränge, z.B. Schläuchen, innerhalb der Kabelseele wird die Möglichkeit geschaffen,
flüssige Füllmassen, vorzugsweise Petrolate, in die Kabelseele einzuspeisen. Die
Formstränge können im Kern, aber auch - speziell bei bündelverseilten Kabeln -in
den Verseilzwickeln angeordnet sein.
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Die Formstränge sind über ihre ganze Länge mit einer ausreichenden
Anzahl von Durchlaßöffnungen versehen, durch die das flüssige Petrolat in die Kabelseele
austreten kann.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ergibt sich dadurch,
daß die Formstränge mit Heizwendeln versehen sind.
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Die heute gebräuchlichen Füllmassen haben bei Raumtemperatur eine
derart hohe Viskosität, daß sie im allgemeinen nur durch Erhitzen über ihren Tropfpunkt
hinaus in flüssiger Form verarbeitet werden können. Um ein'Erstarren der Petrolate
innerhalb der Formstränge beim Füllen zu-vermeiden, sind diese Heizwendeln vorgesehen.
Die Technik der Herstellung von Heizschläuchen ist bekannt. Es gibt Heizleitungen,
d.h. mit Thermoplasten isolierte elektrische Leiter, die Temperaturen von 80 bis
1000 erreichen können. Als Werkstoff für solche Schläuche kommen Polyvinylchlorid,
Copolymere von Tetrafluoräthylen und Hexafluorpropylen, strahlenvernetztes Polyäthylen
oder Copolymere von Äthylen und Vinylacetat in Frage. Auch aus Glasseidegewebe aufgebaute
Schläuche sind denkbar.
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Bei derartigen Nachrichtenkabeln mit Formsträngen erweist sich das
Füllverfahren als besonders vorteilhaft, bei dem die flüssige Füllmasse unter zusätzlichem
Überdruck über die Formstränge in das Kabel eingespeist wird.
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In einem getrennten Arbeitsgang wird das fertig verseilte und ummantelte
Kabel gefüllt. Selbstverständlich kann auch dieser Arbeitsgang direkt an die Ummantelung
anschließen.
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Das Kabel wird zunächst evakuiert, bevor die flüssige Füllmasse eingespeist
wird. Dabei wird es bei größeren Fertigungslängen zweckmäßig sein, die Kabelseele
vorzuwärmen, um ein Abkühlen der Füllmasse auf dem langen Weg durch das Kabel in
Grenzen zu halten.
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Als besonders vorteilhaft bietet sich dazu an, daß vor dem Einspeisen
der Füllmasse die Kabelseele über die Heizleiter aufgeheizt wird.
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Eine Weiterbildung des Füllverfahrens ergibt sich daraus, daß zu Beginn
des Füllens die Durchlaßöffnungen der Formstränge mit Membranen verschlossen sind,
die nach dem vollständigen Füllen dieser Formstränge durch die erhöhte Temperatur
und/oder den dann herrschenden Uberdruck zerstört werden.
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Durch diese Membranen vermeidet man einen stärkeren Druckabfall in
Richtung auf das der Einspeisung entgegengesetzte Kabelende. Nach vollständiger
Füllung der Formstränge werden diese Membranen zerstört, und die Füllmasse kann
auf der ganzen Kabellänge gleichzeitig in die Kabelseele austreten.
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Die gemäß der Erfindung vorgesehenen Maßnahmen können kon- -struktiv
vorteilhaft dadurch verwirklicht werden, daß ein Kabelende vakuumdicht verschließbar,
das andere mit einer Anschlußeinrichtung zum durch Ventile regelbaren wechselseitigen
Evakuieren und Füllen, letzteres über die Formstränge und unter Überdruck, versehen
ist.
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Auf diese Weise kann das Kabel evakuiert werden, wobei zweckmäßigerweise
an beiden Enden angebrachte Anzeige instrumente den Grad der Evakuierung anzeigen.
Nach dieser Evakuierung wird der Vakuumanschluß verschlossen und das flüssige Petrolat
unter
Druck eingespeist. Nach Füllung des Kabels mit heißem Petrolat werden bis zum Erkalten
laufend kleine Mengen Petrolat nachgespeist, um eine durch Volumenkontraktion mögliche
Vakuolenbildung zu vermeiden.
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Weiterhin empfiehlt es sich, daß die die Durchlaßöffnungen verschließenden
Menbranen aus über die Formstränge gezogenen Schrumpfschläuchen bestehen. Damit
werden in einem einzigen einfachen Arbeitsgang sämtliche Durchlaßöffnungen verschlossen.
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In einem Ausführungsbeispiel sei die Erfindung näher erläutert.
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Dabei zeigen die Figuren 1, 2 und 3 bündelverseilte Kabel mit unterschiedlichen
Formsträngen zum Füllen im Schnitt.
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Fig. 4 zeigt eine mögliche Anschlußeinrichtung zum Füllen des Kabels,
das Kabel selbst und die Verkappung des anderen Kabelendes.
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Fig. 5 zeigt im Schnitt eine mögliche Anschlußeinrichtung.
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In Fig. 1 ist im Schnitt ein bündelverseiltes Nachrichtenkabel 1 dargestellt.
Im Kern dieses Kabels 1 ist ein Formstrang 2 angeordnet. In den äußeren, durch die
Hauptbündel 3 gebildeten Hohlräumen (Zwickeln) 4 sind Formstränge 2 kleineren Durchmessers
angeordnet. Alle Formstränge sind mit Durchlaßöffnungen 5 versehen. Außen schließt
sich dann ein Schirm 6 und der eigentliche Kabelmantel 7 an. Die in der Mitte vor
allem bei bündelverseilten Kabeln 1 angeordneten Formstränge 2 tragen nur unerheblich
zur Vergrößerung des Kabelseelendurchmessers bei, wenn man voraussetzt, daß in dem
Ringraum zwischen Formstrang 2 und Kabelmantel 7 die Verseilelemente, hier also
die Hauptbündel 3, in gleicher Packungsdichte wie bei konventionellen Kabelkonstruktionen
angeordnet werden können. Formstränge 2 von etwa 20 mm Außendurchmesser sind in
einem
Durchmesserbereich für die Kabelseele von 45 bis 75 mm durchaus denkbar (siehe Tabelle).
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Kabel- Querschnitts- freie Quer- Kabelseelen fläche2 schnitts- seelen
(mm) (mm ) fläche2 mit Form-(mm ) strang 30 20 10 Formstrang (mm) 707 509 79 Formstrangquerschnitt
(mm2) 75 4418 1767 81 78 76 60 2827 1131 67 63 61 45 1590 636 54 . 49 46 Wie aus
dieser Tabelle ersichtlich ist, würde ein Formstrang 2 von 20 mm Außendurchmesser
bei einem Kabelseelendurchmesser von 75 mm ohne Formstrang 2 den Kabelseelendurchmesser
mit Formstrang2nur um 3 mm vergrößern. Es ist ferner aus der Tabelle zu erkennen,
daß die Querschnittsfläche des Formstranges 2 erheblich unter den üblicherweise
auftretenden freien Querschnitten innerhalb der Kabelseele liegt.
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In Fig. 2 ist ebenfalls im Schnitt ein bündelverseiltes Kabel 1 dargestellt.
Im Unterschied zu Fig. 1 gehen von dem schlauchförmigen Formstrang 2 im Kern der
Kabelseele stegförmige Verzweigungen 8 sternförmig zu den Zwickeln 4. Durch Durchlaßöffnungen
5 kann wiederum das flüssige Petrolat in die Zwickel 4 eindringen. Ansonsten entspricht
die Figur 2 Fig. 1.
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In Fig. 3 ist eine dritte Möglichkeit der Gestaltung eines Formstranges
2 dargestellt, wiederum an einem bündelverseilten Nachrichtenkabel 1 im Schnitt.
Diesmal existiert ein einziger
Formstrang 2 im Kern des Kabels
1, dessen Außenseite mit Vertiefungen für die Aufnahme der Hauptbündel 3 versehen
ist. Dabei entspricht der Radius der kreisförmigen Vertiefungen dem Radius der Hauptbündel
3. Der Formstrang 2 bildet damit eine Art Stern, wobei die Durchlaßöffnungen 5 diesmal
zweckmäßigerweise in den Spitzen des Sternes angeordnet sind.
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In Fig. 4 ist schematisch ein Nachrichtenkabel 1 mit einer Verkappung
10 an einem Ende und einer Anschlußeinrichtung 20 zum wahlweisen Evakuieren oder
Füllen dargestellt.
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Bei dieser Art des nachträglichen Füllens kann der Füllprozeß direkt
an dem auf einer Trommel 11 aufgewickelten Kabel 1 vorgenommen werden. Die einzelnen
Verfahrensschritte beim Füllen des Kabels 1 sind dann folgende: Zunächst wird ein
Kabel 1 mit einer gewissen Uberlänge des Formstranges 2 an einem Kabelende fertiggestellt,
um diesen Formstrang 2 mit der Petrolatzuleitung 13 verbinden zu können.
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Anschließend wird das andere Ende des Kabels verkappt. Soll die elektrische
Kontaktierung der Heizleiter 14 nur an einer Seite vorgenommen werden, so müssen
diese vor dem Verkappen an diesem Kabelende verbunden werden.
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An dem anderen Kabelende wird die Anschlußeinrichtung 20 montiert
mit dem Vakuumanschluß 15, dem Anschluß der Heizleiter 14 sowie dem für das flüssige
Petrolat. Ein Sperrschieber 16 ermöglicht ein Abtrennen der Petrolatzuleitung 13.
Zunächst wird nun die Kabelseele bei geschlossenem Sperrschieber 16 evakuiert, wobei
zweckmäßig an beiden Enden angebrachte Anzeigeinstrumente 17 den Grad der Evakuierung
anzeigen. Anschließend wird die Kabelseele durch den Heizleiter 14 aufgeheizt. Danach
wird durch eine Gleitringdichtung 24 der Vakuumteil abgeschlossen. Durch Öffnen
des Sperrschiebers 16 wird die Petrolatzuleitung 13 freigegeben, und dieWinspeisung
von flüssigem
Petrolat unter Druck kann erfolgen. Beim Abkühlen
des Kabels wird fortlaufend Petrolat nachgespeist, um Lunkerbildungen durch Schrumpfprozesse
zu vermeiden.
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Fig. 5 zeigt die Anschlußeinrichtung 20 im Schnitt. Dabei ist das
Kabel 1 mit dem verlängerten Formstrang 2 zu sehen. Der Formstrang 2 wird auf das
konisch zulaufende Ende 21 der Petrolatzuleitung 13 gestülpt und durch eine zangenförmige
Klammer 22 festgehalten. Die beiden Enden des Heizleiters 14 zweigen kurz vorher
ab und können mit elektrischen Kontakten versehen.werden. Der Kabelmantel 7 wird
auf einen Vakuumanschluß 15 geschoben und mit einer Schlauchklemme 23 fixiert. Eine
Gleitringdichtung 24 ermöglicht das Absperren der Vakuumseite beim eigentlichen
Füllen der Kabelseele. Das Anzeigeinstrument 17 ist hier der Einfachheit halber
nicht dargestellt.
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5 Figuren 7 Ansprüche