Dieselhorst-Martin-Verseilung
Abkürzung: DM-Verseilung
Was ist die Dieselhorst-Martin-Verseilung?
Die Dieselhorst-Martin-Verseilung ist ein Verfahren zur Herstellung von Verseileinheiten für symmetrische Kupferkabel, insbesondere von Sternvierern und Paaren für die Telekommunikation. Im Gegensatz zur einfachen Verdrillung, bei der die Adern um ihre eigene Längsachse tordiert werden, arbeitet die Dieselhorst-Martin-Maschine mit einer oszillierenden Rückdrehung, die die Adern lage- und spannungsfrei in die gewünschte geometrische Anordnung bringt. Das Ergebnis ist ein mechanisch und elektrisch homogenes Kabel mit präzisen Kapazitätswerten und minimalem Nebensprechen. Das Verfahren war über viele Jahrzehnte der Standard für die Produktion hochwertiger Orts- und Fernkabel und wird in abgewandelter Form bis heute eingesetzt.
Historischer Hintergrund und Erfinder
Die Dieselhorst-Martin-Verseilmaschine wurde von den US-amerikanischen Ingenieuren William Dieselhorst und Arthur William Martin bei der Western Electric Company entwickelt. Das grundlegende Patent wurde um 1916/1917 eingereicht und erteilt. Western Electric war zu dieser Zeit der führende Hersteller von Telekommunikationsausrüstung und Kabeln in den Vereinigten Staaten und belieferte das Bell-System, den Vorläufer der heutigen AT&T. Die Erfindung fiel in eine Zeit des rasanten Wachstums der Telefonnetze, als der Bedarf an hochwertigen und störungsarmen Kabelverbindungen sprunghaft anstieg. Die Maschine revolutionierte die Kabelfertigung, weil sie erstmals eine wirtschaftliche und dennoch präzise Verseilung langer Kabel ermöglichte.
Funktionsprinzip und Mechanik
Das Kernproblem der konventionellen Verseilung besteht darin, dass die Adern beim Verdrillen um ihre eigene Achse rotieren und dabei mechanische Spannungen aufbauen, die sowohl die Geometrie des Verseilverbandes als auch die elektrischen Eigenschaften negativ beeinflussen. Die Dieselhorst-Martin-Maschine löst dieses Problem durch eine kombinierte Rotations- und Oszillationsbewegung.
Der Verseilkorb und die Rückdrehung
Die zu verseilenden Adern werden von Vorratsspulen abgezogen und durch einen rotierenden Verseilkorb geführt. Der Korb dreht sich mit konstanter Geschwindigkeit und verdrillt die Adern dadurch miteinander. Gleichzeitig werden die einzelnen Adern in einem sogenannten Rückdrehmechanismus innerhalb des Korbs gegenläufig bewegt, sodass die Verwindung der Einzelader um ihre eigene Achse exakt kompensiert wird. Der Draht verlässt die Maschine ohne innere Torsionsspannung.
Oszillierende Bewegung
Das charakteristische Merkmal der Dieselhorst-Martin-Maschine ist die oszillierende, pendelartige Bewegung der Verseilscheiben. Anders als bei einer einfachen Rotation, bei der die Scheiben kontinuierlich im Kreis laufen, schwingen sie bei der Dieselhorst-Martin-Konstruktion innerhalb eines begrenzten Winkelbereichs hin und her. Diese Pendelbewegung verdrillt die Adern zu einem Verseilverband mit einer definierten Schlaglänge, ohne die Adern um mehr als 360 Grad zu verdrehen. Die Rückdrehung erfolgt nicht durch eine separate Mechanik, sondern ist inhärenter Teil des oszillierenden Prozesses.
Das Nippel und die Verseilscheibe
Die Adern durchlaufen eine gehärtete Führung, den sogenannten Nippel, und werden kurz dahinter auf einer Verseilscheibe fixiert. Die Verseilscheibe dreht sich synchron mit dem Korb und sorgt für den exakten Abgangswinkel. Die Geometrie des Nippels und der Verseilscheibe bestimmt die Schlaglänge und die Gleichmäßigkeit der Verseilung. Durch den Austausch von Nippeln und Zahnradpaaren kann die Maschine auf unterschiedliche Kabeltypen und Schlaglängen eingestellt werden.
Anwendung in der Telekommunikation
Die Dieselhorst-Martin-Verseilung war das dominierende Verfahren zur Herstellung von Sternvierern für Orts- und Bezirkskabel. Ein Sternvierer besteht aus vier kreuzförmig im Quadrat angeordneten Adern, die diagonal gegenüberliegende Paare bilden. Diese geometrische Anordnung erfordert eine äußerst präzise und lagekonstante Verseilung, um die Kapazitätsunterschiede zwischen den beiden Phantomschaltungen minimal zu halten.
Vorteile für die Übertragungstechnik
Durch die spannungsfreie Führung der Adern bleiben die Abstände zwischen den Leitern über die gesamte Kabellänge konstant. Dies ergibt gleichbleibende Wellenimpedanzen und niedrige Nebensprechwerte. Die Kapazitätssymmetrie innerhalb des Sternvierers ist entscheidend für die Unterdrückung des Nebensprechens zwischen den Stamm- und Phantomkreisen. Die Dieselhorst-Martin-Maschine erreichte Kapazitätstoleranzen, die mit anderen damaligen Verfahren nicht realisierbar waren.
Vorteile gegenüber der einfachen Verseilung
Die einfache Paarverseilung, bei der zwei Adern miteinander verdrillt werden, ohne die Torsion der Einzeladern zu kompensieren, führt zu mehreren Nachteilen: Die Adern stehen unter Spannung, die Geometrie verändert sich bei Temperaturschwankungen, und die elektrischen Werte streuen stärker. Die Dieselhorst-Martin-Verseilung vermeidet diese Nachteile durch die definierte Rückdrehung. Die Adern liegen lose und ohne Eigenspannung im Verband, was die Langzeitstabilität und die elektrische Gleichmäßigkeit erheblich verbessert. Zudem lassen sich mit der Maschine sehr hohe Produktionsgeschwindigkeiten erzielen, was die Herstellungskosten senkte.
Moderne Relevanz und Weiterentwicklungen
Mit dem Aufkommen digitaler Übertragungstechnik und der Verdrängung der klassischen Sternviererkabel durch Twisted-Pair-Kabel (Cat-5e und höher) ging die Bedeutung der klassischen Dieselhorst-Martin-Maschine zurück. Die hochpräzisen Paarverseilungen in modernen Datenkabeln werden heute mit Hochgeschwindigkeits-Verseilmaschinen gefertigt, die das Prinzip der Rückdrehung in abgewandelter Form nutzen.
Einfluss auf aktuelle Fertigungstechnik
Das Grundprinzip der oszillierenden Rückdrehung lebt in modernen SZ-Verseilmaschinen fort. SZ-Verseilung (S für Schlag, Z für Z-Schlag) wechselt periodisch die Drehrichtung und arbeitet ähnlich wie die Dieselhorst-Martin-Maschine mit begrenzten Rotationswinkeln. Die Adern werden dabei nicht endlos in eine Richtung verdrillt, sondern in Intervallen mit wechselndem Drehsinn verseilt, was ebenfalls eine Rückdrehung überflüssig macht und hohe Geschwindigkeiten erlaubt. Das Erbe von Dieselhorst und Martin ist damit in jeder modernen Kabelproduktionsstraße präsent.
Zusammenfassung
Die Dieselhorst-Martin-Verseilung war eine der wichtigsten Innovationen der frühen Kabeltechnik und ermöglichte die industrielle Fertigung hochpräziser Sternvierer für die analoge Telefonie. Ihre Erfinder William Dieselhorst und Arthur William Martin schufen mit dem oszillierenden Rückdrehprinzip eine Maschine, die jahrzehntelang den Standard in der Kabelproduktion setzte und deren mechanische Grundideen in modernen Verseilverfahren bis heute nachwirken.