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Kabel [3]

[404] Kabel (hierzu Tafel »Kabellegung I u. II«), mit Isolierstoff und Bewehrung umgebene Leiter der Elektrizität, die unterirdisch oder unter Wasser (vereinzelt als Luftkabel oder wetterbeständige K. auch oberirdisch) geführt werden sollen. Sömmering in München benutzte schon 1809 mit Schellack überzogene Drähte unter Wasser, Jacobi in Petersburg 1842 umsponnenen und gewachsten Draht in unterirdisch verlegten gläsernen Röhren. Diese und weitere Versuche in Amerika und England, den Draht durch Umspinnen mit Baumwolle und durch Firnissen zu isolieren und die Isolation durch Einschließen in Bleiröhren zu sichern, blieben erfolglos; eine ähnliche Art der Isolation ist erst neuerdings durch Einführung der Luftraumisolation (s. Fernsprecher, S. 445) gelungen. Seit 1846 wurde die 1843 in Europa bekannt gewordene Guttapercha auf Vorschlag von Werner Siemens, der auch die Maschine zum Umpressen des Drahtes mit Guttapercha angab, als geeignetstes Isolationsmittel[404] benutzt. Das erste preußische Guttaperchakabel (1847) Berlin-Großbeeren wurde zwar bald unbrauchbar, da der der Guttapercha zugesetzte Schwefel durch Bildung von Schwefelkupfer die Isolationsfähigkeit aufhob; auch das erste, 1850 von Jakob Brett versenkte Guttaperchakabel Dover-Calais war nicht betriebsfähig; das zweite K. auf derselben Strecke wurde jedoch vorbildlich für alle weitern K.: es hatte vier Adern, jede Ader einen mit Guttapercha isolierten Kupferdraht, die Adern waren umeinander gedrillt, die Zwischenräume mit Hanffäden ausgefüllt und das Ganze mit zehn Eisendrähten in langen Windungen als Bewehrung umsponnen. In Deutschland haben die Erdkabel (s. Elektrische Leitung, S. 633, Fig. 11) ausgedehnte Verwendung gefunden. Von 1877–81 wurde für 30 Mill. Mk. ein großes unterirdisches Telegraphennetz hergestellt, das sich seit 1889, bez. 1890 auch auf Württemberg, bez. Bayern erstreckt und 90 Städte durch 5960 km meist siebenäderiges Erdkabel mit 40,329 km Kupferleitung verbindet. Frankreich besitzt ein ähnliches Netz, in England ist ein solches (1905) im Bau begriffen. Die K. haben als unterseeische Telegraphenkabel im Weltverkehr nicht nur für den Austausch von Handels-, Zeitungs- und persönlichen Telegrammen eine hohe Bedeutung erlangt, sondern sind in ihrer Eigenschaft als Mittel zur Landesverteidigung und zur Erteilung von Befehlen an die Flotte, namentlich im Kriegsfall, auch Gegenstand der Staatspolitik geworden. Das unterseeische Kabelnetz (s. die »Karte des Welttelegraphennetzes« beim Art. »Telegraph«) ist im wesentlichen das Werk Englands, das durch seine Handelsbeziehungen und insulare Lage schon frühzeitig dazu gedrängt wurde, die Teile seines großen Kolonialreichs durch K. zu verbinden, während andre Staaten erst im letzten Jahrzehnt des 19. Jahrh. die Wichtigkeit unmittelbarer eigner Unterseekabel erkannten. Man unterscheidet Staats- und Privatkabel. Das bedeutendste Staatskabel der Neuzeit ist das 1902 im Stillen Ozean von der großbritannischen Regierung in Gemeinschaft mit Kanada und dem australischen Staatenbunde gelegte K.: Bamfield Creek (Vancouver)-Insel Fanning-Suva (Fidschi)-Insel Norfolk mit Abzweigungen nach Southport (Queensland) und nach Doubtleß Bay (Neu-Seeland, Gesamtlänge 14,516 km), das von einer besondern Behörde, dem Pacific Cable Board, verwaltet wird. Die längste, nicht durch Stationen unterbrochene Kabelstrecke befindet sich zwischen Vancouver u. Fanning (6404 km). Fast gleichzeitig (1902/03) hat die amerikanische Commercial Pacific Cable Company ein Privatkabel (14,519 km): San Francisco-Honolulu-Insel Midway-Insel Guam (Marianen)-Manila hergestellt, dessen längste ununterbrochene Strecke zwischen Midway und Guam (4826 km) liegt.

Das Welttelegraphennetz ist in der Hauptsache auf Grund staatlicher Konzessionen von Privatgesellschaften hergestellt, in deren Händen auch der Betrieb und die Verwaltung ruht. Das Landungsrecht müssen die Gesellschaften erst von den beteiligten Staaten erwerben, dagegen kann jeder Staat zwischen seinen an der Küste belegenen Besitzungen ohne weiteres K. legen. Die englische Regierung besitzt auf Grund der den Kabelgesellschaften auferlegten Konzessionsbedingungen eine Art Welttelegraphenmonopol: die Gesellschaftskabel dürfen nirgends von nichtenglischen Beamten bedient, in keine Telegraphenanstalt einer fremden Regierung eingeführt oder der Kontrolle einer solchen unterworfen und müssen im Kriegsfalle durch die von der Regierung bestimmten Beamten bedient werden. Auch der Kabelschutzkonvention (s. d.) gegenüber hat sich England für den Kriegsfall freie Hand behalten, wie die ganze Frage des Kabelschutzes im Kriegsfalle noch eine offene ist (Verhandlungen der Haager Friedenskonferenz 1899). Gewöhnlich verlangt der Staat die Beförderung der Regierungstelegramme zu halben Preisen, gewährt jedoch aus militär- und handelspolitischen Interessen Staatsbeihilfen. Letztere werden auch in der Form der Gewährleistung einer Mindesteinnahme (standard revenue) gegeben. Dies geschah z. B. 1903, als die Herabsetzung der Tarife für Indien, China, Australien und Südafrika durch die Gewährleistung einer Mindesteinnahme seitens der englischen, bez. der Kolonialregierung aus dem Betriebe bestimmter Strecken ermöglicht wurde. Staatsbeihilfen können vielfach nicht entbehrt werden, da die Rentabilität der Seekabel wegen der scharfen Konkurrenz fraglich ist. Das Deutsche Reich zahlt an die Deutsch-Atlantische Telegraphengesellschaft für die beiden K. nach Amerika mit gewissen Einschränkungen jährlich eine feste Vergütung von 1,710,000 Mk. Dagegen sind für das amerikanische Pacifickabel keinerlei Staatsbeihilfen, sondern nur besonders günstige Landungsbedingungen gewährt worden. Die Bewegung, die am Ende des 19. Jahrh. zugunsten der Schaffung von Staatskabeln einsetzte, hat nachgelassen, nachdem erkannt worden ist, daß die Tarife der Privatgesellschaften durchaus nicht übertrieben hoch sind, und daß der Staatsbetrieb billigere Tarife nicht stellen kann, wohl aber mit erheblichen Verlusten für die Staatskasse verbunden wäre. Zu beträchtlichen Tarifermäßigungen gab die Inbetriebnahme der beiden Pacifickabel Veranlassung. Da die europäische Korrespondenz nach China und Australien, statt über die Linien der Eastern und Eastern Extension Australasia and China Telegraph Company, über Nordamerika und die Pacifickabel einen billigern Weg fand, so blieb den genannten Gesellschaften nur übrig, ihre Tarife herabzusetzen. Im Verkehr über die Easternlinien machte sich die schon oft beobachtete, aber immer wieder bestrittene Tatsache geltend, daß die von der Herabsetzung erhoffte Verkehrssteigerung nicht so groß war, um den Ausfall zu decken. Als der Tarif für Australien 1901 von 4 s auf 3 s 6 d für das Wort ermäßigt wurde, gelangten 1901 noch nicht 60,000 bezahlte Wörter mehr (1,912,000 gegen 1,866,000 Wörter im J. 1900) zur Beförderung, und als die Gebühr 1902 auf 3 s, die Taxe des Pacifickabels, sank, wurden nur 51,000 Wörter mehr befördert. Zum Vergleich sei erwähnt, daß das deutsch-atlantische K. 1901: 2,800,000 Wörter in beiden Richtungen beförderte; seitdem ist eine Steigerung eingetreten. Durch K. überhaupt wurden 1902 über 400 Mill. Telegramme, über die kurzen Seekabel zwischen England und dem europäischen Kontinent allein 6 Mill. Telegramme gewechselt. Hinsichtlich des englischen Pacifickabels beträgt der Zins- etc. Verlust wegen des geringen Tarifs (3 s) in den ersten Jahren jährlich gegen 100,000 Pfd. Sterl. (vgl. das Blaubuch des International-Departemental Committee on Cable Communications vom Juni 1902). Auch die Große Nordische Telegraphengesellschaft rechnet schon jetzt auf erhebliche Verluste im Verkehr mit China und Japan. Um sich die Zuführung der Telegramme (Kabelgramme) für ihre Kabellinien zu sichern, unterhalten die Gesellschaften in den Hauptstädten mit starkem überseeischen Verkehr Agenturen, die auf die Anwendung des für ihre Kabellinie[405]

gültigen Leit- (Via-)vermerks aufmerksam machen. Telegramme, die über das deutsch-atlantische K. befördert werden sollen, erhalten den gebührenfreien Leitvermerk »via Emden-Azoren«. Über die Leitwege und Gebühren erteilen die Reichspostanstalten und im Ausland auch die Gesellschaftsagenturen auf Grund des Internationalen Telegraphentarifs Auskunft.

Decksplan des Kabeldampfers von Podbielski. a Kabelführung, b Dynamometer, c Leitrolle, d Stahlhaus.

Zur Legung und Unterhaltung der Seekabel dient eine Kabelflotte von 52 Schiffen, darunter 37 englische, 4 französische und 2 deutsche, mit einer Ladefähigkeit von zusammen 105,1692 Ton. Das größte Kabelschiff Colonia von 11,000 T. gehört der englischen Telegraph Construction and Maintenance Company; Stephan und Podbielski sind deutsche Kabeldampfer. Jedes längere Unterseekabel setzt sich aus Kabeln verschiedener Konstruktion zusammen. Man unterscheidet Küstenkabel (Tafel II, Fig. 1), die, weil sie durch die Bewegung des Wassers an Felsen leicht durchgescheuert werden können, eine besonders starke Bewehrung (Schutzdrähte) erhalten, ferner mit Rücksicht auf den Zug, den die K. beim Verlegen auszuhalten haben, schwere u. leichte Tiefseekabel, außerdem Zwischenkabel zur Verbindung der genannten Kabelarten. Auf dem Kabelschiff läuft das K. aus der englisch bellmouth genannten Kabeltankluke (Tafel II, Fig. 8; vgl. Textfigur des Decksplans) über das Spannungsregulierrad, die Trommel der Kabelmaschine, eine Leitrolle, das Dynamometer und eine weitere Leitrolle nach der gewöhnlich an der Backbordseite des Hecks befindlichen großen gußeisernen Auslegerolle. Mit Kabelmaschine wird die Gesamtheit der maschinellen Vorrichtungen zum Auslegen und Einholen des Kabels bezeichnet. So sehr auch die Kabelmaschinen der Kabelschiffe in Einzelheiten voneinander abweichen, so findet sich doch bei allen die schon auf den ersten Kabelschiffen verwendete stark gebremste Kabeltrommel wieder. Die in Fig. 1 der Tafel I dargestellte Kabelmaschine besteht aus zwei gleichartigen, symmetrisch liegenden und voneinander unabhängigen Triebwerken, deren jedes von einer umsteuerbaren, vertikal wirkenden und bis zu 150 Umdrehungen leistenden Dampfmaschine angetrieben wird; auch können beide Triebwerke und beide Maschinen beliebig gekuppelt werden. Da die Kabeltrommeln a (die zweite Trommel ist in der Figur nicht sichtbar) nur langsam, nach Bedarf mit etwa 12 oder 6 Umdrehungen in der Minute, laufen müssen, so werden die Umdrehungen der gekröpften Welle der Dampfmaschine durch ein die Umdrehungsgeschwindigkeit verminderndes Zahnräderwerk zunächst auf die Welle c übertragen, wobei die halbe oder volle Geschwindigkeit durch Einrückung der geeigneten Zahntriebe erzielt wird. Ein auf c sitzender Trieb greift unmittelbar in das auf der Kabeltrommelachse fest aufgebrachte Zahnrad (bei b sichtbar) ein. Die Kabeltrommel sitzt vor dem Rad b und hinter diesem das Hauptbremsrad von etwa 2 m Durchmesser. Um das Bremsrad liegt ein starkes, innen mit Holzklötzen besetztes Eisenband, das durch eine Schraubenvorrichtung nach Bedarf zur Erhöhung der Bremskraft angezogen werden kann, so daß sich die Bremsklötze dicht an den Rand des Bremsrades legen. Das Bremsrad läuft dauernd in einem Wasserbad, damit sich die Klötze nicht entzünden. Ein Trieb der Welle c setzt auch die Räder d und ein Bewegung; durch Umstellen des Hebels g kann Rad e mit Rad f in Eingriff gesetzt werden, so daß sich das Spannungsregulierrad h (englisch hauling-off pulley) mitdreht. Auf h sitzt das Reiterrad k mit der regulierbaren Hebelbelastung l. Das über h laufende K. wird von k in die Nute von h gedrückt und geht dann in etwa vier Schlägen um die Kabeltrommel a, wo es durch ein verstellbares Gleiteisen (s. in Fig. 2 der Tafel I) immer in der gleichen Lage gehalten wird, damit es von der Trommel nicht abspringen kann. Beim Auslegen des Kabels muß die peripherische Geschwindigkeit von h kleiner sein als diejenige der Trommel, damit das K. in der Richtung nach den Tanks zurückgeschoben wird und glatt auf die Trommel läuft. Beim Aufhieven des Kabels aus See muß das Geschwindigkeitsverhältnis umgekehrt sein, damit das K. in der Richtung nach den Tanks vorgeschoben wird. Die Anlaßventile und Umsteuerungen der Dampfmaschine werden von der Brücke aus bedient, ebenso die Hauptbremsräder durch die Handräder m und n. Auf manchen Schiffen erfolgt die Regelung der Bremskraft des Hauptbremsrades durch ein dicht bei dem Dynamometer angebrachtes Handrad, das durch Ketten, Kettenräder und Hebel mit dem eisernen Bremsband in Verbindung steht (Fig. 9 der Tafel II) Sobald das Dynamometer einen zu hohen Druck anzeigt, wird das Bremsband sofort gelockert, damit das K. nicht zerreißt. Die Länge des abgelaufenen Kabels kann jederzeit an einem Zählwerk, das durch die Trommel betätigt wird, abgelesen werden, dabei kann auch unter Beachtung der verfließenden Zeit die Geschwindigkeit des Ablaufens bestimmt werden.

Das Dynamometer (Tafel II, Fig. 6) besteht aus einer Rolle a, die an einem in Führungsstangen c laufenden Block b befestigt und mit diesem in senkrechter [406] Richtung beweglich ist. Um den Hochgang der Rolle durch Bremsung ruhig zu gestalten, steht der Block b mit der Kolbenstange k eines mit Öl gefüllten Pumpenzylinders d in Verbindung. Zu beiden Seiten des Dynamometers befinden sich Leitrollen, z. B. l, von denen aus das K. im Winkel unter der Rolle a hindurchgeführt wird. Bei jedem auf das K. ausgeübten Zug steigt die Rolle a und mit ihr ein Zeiger z, der auf einer empirisch eingeteilten Skala die Zugstärke in Tonnen anzeigt. Das Einholen (Aufhieven) längerer Kabelstrecken erfolgt über die Führungsscheiben am Bug mittels besonderer Kabelmaschine. An Bord befinden sich, außer den Geräten zur Bestimmung der Meerestiefen und der Schiffsgeschwindigkeit, Markierbojen mit Licht- und Flaggensignalen, Such-, Greif- und Pilzanker, letztere zum Verankern von Bojen im offenen Meer, ferner Anker zum Durchschneiden von Kabeln auf dem Meeresgrund, Trossen, Ketten und kilometerlange Klaviersaitendrähte zur Bestimmung der »Lose« über tiefes Wasser. Die Lose ist die Kabelzugabe, die mehr erforderlich ist, als die vom Schiff durchfahrene Strecke beträgt, damit sich das K. den Unebenheiten des Meeresbodens anschmiegt. Die K. in den einzelnen Tanks werden durch Splissung kunstgerecht verbunden. Während der Fahrt wird das K. sowohl vom Bord als auch vom Prüfungszimmer des Schiffes aus ununterbrochen mittels Spiegelgalvanometers elektrisch auf Fehlerfreiheit untersucht. Ein derartiges Instrument dient gleichzeitig zur Verständigung mit dem Festland, ebenso der Rekorderapparat. Die Lage eines im K. ausgetretenen Fehlers wird durch elektrische Messungen von beiden Enden aus bestimmt. Gewöhnlich mißt man die Zahl der Ohm vom Ende bis zur Fehlerstelle und berechnet daraus, da der elektrische Widerstand einer Seemeile jeder Kabelsorte bekannt ist, die Entfernung bis zur Fehlerstelle. Zur Fehlerbestimmung dienen zahlreiche Methoden, z. B. von Kennelly, Kempe, Blavier, Murray, Mance, Willonghby Smith etc. (vgl. Kempe, Handbook of electrical testing, 6. Aufl., Lond. 1900, und die Londoner Zeitschrift »The Electrician«). Interessant ist die Widerstandsbestimmung von Lumsden bei Berührung der Kupferader mit Seewasser. Legt man die Kupferader des Kabels längere Zeit an den Zinkpol einer starken Batterie, so wird das Kupfer an der Fehlerstelle infolge elektrolytischer Vorgänge rein und der Widerstand der Fehlerstelle sinkt. Erzeugt man nun durch einen Kupferstrom von 0,03 Ampere an der Fehlerstelle Kupferchlorid und mißt dann wieder mit Zinkstrom den fortwährend abnehmenden Widerstand in der Wheatstoneschen Brücke, wobei die Nadel des Galvanometers auf Null zu halten ist, so ist derjenige Widerstand der richtige, der ermittelt ist, unmittelbar bevor die Nadel infolge der auftretenden Polarisation plötzlich stark abweicht, da in diesem Augenblick das Kupfer reingewaschen ist. Eine der schwierigsten und langwierigsten Arbeiten ist das Aufsuchen und Aufhieven eines fehlerhaften Kabels mittels Suchankers. Das Schiff fährt senkrecht zur Kabelrichtung, indem es einen Suchanker an einem starken Drahtseil nachschleppt. Tafel II, Fig. 2, ist ein einfacher Suchanker mit vier Armen, Fig. 3 stellt den Johnson und Phillipsschen Centipede-Suchanker (Hundertfuß) mit auswechselbaren Armen, Fig. 4 u. 5 den Johnsonschen Felsenanker dar. Kommt ein Arm des letztern unter einen Felsen, so geht der Arm infolge des Drucks des Ankermantels auf den Felsen unter den Ankermantel zurück und befreit den Anker dadurch selbsttätig. Der Lucas-Patentschneidanker (Tafel II, Fig. 7) schneidet das K. auf dem Meeresgrund durch und bringt nur das gewünschte Kabelende hoch, das andre Ende bleibt auf dem Meeresgrunde. Die um P drehbaren Scherenarme A werden durch die Bolzen B B entgegen dem Zug der Stahlseile TT von den Ankerarmen C, deren einer in Fig. 71 sichtbar ist, auseinander gehalten. Faßt der Arm C das K., so zerbrechen bei 4 Ton. Zug die Bolzen B B und die Schneiden S kappen das eine Kabelende (die Schneiden S¹ gehören zu dem entgegengesetzten Ankerarm); das K. ist festgeklemmt (Fig. 711) und kann hochgeholt werden. Welches Kabelende gekappt wird, hängt lediglich von der Richtung ab, in der das Schiff über das K. fährt. Die auf Tafel I, Fig. 2, dargestellte, von einer Dampfmaschine mit liegenden Zylindern angetriebene Kabelmaschine ist besonders stark gebaut und dient namentlich zum Aufnehmen schwerer Küstenkabel, an denen häufig noch Fremdkörper, wie Anker, Schiffsteile etc., hängen. Die der Maschine in Fig. 1 entsprechenden Teile sind mit den gleichen Buchstaben bezeichnet.

Es gibt zurzeit (1905) 31 Kabelgesellschaften, darunter 2 deutsche und 20 englische, die zusammen 381 K. in einer Gesamtlänge von 346,964 km besitzen. In Staatshänden befinden sich 1622 K. von 65,066 km Länge. Die bedeutendsten Kabelgesellschaften sind: Eastern Telegraph Company (97 K. mit 73,526 km), Eastern Extension Australasia and China Telegraph Co. (36 K. mit 43,660 km), Western Telegraph Co. (27 K. mit 32,087 km), Compagnie Française des câbles télégraphiques (32 K. mit 22,413 km); die Deutsch-Atlantische Telegraphengesellschaft (2 K. nach Amerika) und die mit ihr seit 1905 vereinigte Deutsche See-Telegraphengesellschaft (Emden-Vigo) besitzen zusammen 17,721 km K. Die 1904 gegründete Deutsch-Niederländische Telegraphengesellschaft in Köln wird gegen eine Subvention der Regierungen von 1,900,000 Mk. zwischen Celebes und der Karolineninsel Jap und von da nach Schanghai sowie nach Guam (Pacifickabel) Unterseekabel legen. Der Wert des unterseeischen Weltkabelnetzes beträgt rund 1 Milliarde Mk. Vgl. Lenschau, Das Weltkabelnetz (Halle 1903); Baur, Das elektrische K. (Berl. 1903); Moll, Die Unterseekabel in Wort und Bild (Köln 1904); »Nomenclature des câbles formant le réseau sous-marin du globe« (Bern, Internationales Bureau der Telegraphenverwaltungen, 1903); Wilkinson, Submarine cable laying and repairing (Lond. 1896); Baines, Manual of submarine cable testing and working (2. Aufl., das. 1903); Charles Bright, Submarine Telegraphs (das. 1898), und Artikel »Kabelschutzkonvention«.