Eine Erfindung verändert die Kabelwelt

In der Mitte des 19. Jahrhunderts wurden hunderte von Kilometer Telegraphenleitungen oberirdisch verlegt. Wind, Regen und Schnee führten aber dazu, dass die Holzstangen mit ihren Porzellanisolatoren nur eine begrenzte Lebensdauer hatten. Die Nässe zwischen den nicht immer optimalen Isolatoren und dem Mast führten zu Erdverbindungen und störten so die Übertragung. Dazu kamen Probleme durch atmosphärische Einflüsse. Auch Beschädigungen durch unzufriedene Landbesitzer, durch Gegner der neuen Technik und durch Diebstahl der Leitungsdrähte waren recht häufig. Vandalismus gab es nämlich schon damals.

So stellte die «Berner Zeitung» in ihrer Ausgabe vom 22. Oktober 1852 fest: «…in der Nacht vom letzten Sonntag auf Montag sind längst der Strasse von Monruz nach St. Blaise 13 Telegraphenstangen ausgerissen worden. Die Behörde spürt den Tätern eifrig nach…»

Durch die wachsende Zahl der gebauten Leitungen stieg die Gefahr von Unterbrüchen, zudem waren dem Bau von Freileitungen in den Städten und auch im Gebirge Grenzen gesetzt. Eine unterirdische Verlegung der Leitungen scheiterte zu dieser Zeit an einem Isoliermaterial, dass dem feuchten Erdreich und den mechanischen Belastungen bei der Verlegung gewachsen war. Erste Versuche die Drähte durch Glasröhren, die mit Kautschuk verschlossen waren, zu führen mussten erfolglos abgebrochen werden. Die Ummantelung mit Kautschuk allein war ebenfalls nicht erfolgreich, die Leitungen verloren mit der Zeit ihre anfänglich gute Isolation. Die Isolierung durch asphaltgetränktes Papier versagte ebenfalls, weil es undicht wurde.

Das änderte sich erst, als ein Baumharz aus den Dschungeln von Malaysia, Sumatra, Borneo und Java auftauchte. Es war «Guttapercha» der eingetrocknete Milchsaft des im asiatischen Raum heimischen Guttaperchabaumes (Palaquium gutta). Die Bezeichnung Guttapercha stammt vom malaiischen getah «Gummi» und percha «Baum». Der Stoff steht chemisch dem Kautschuk nahe. Die Gewinnung von Guttapercha erfolgte ähnlich wie beim Kautschuk aus Südamerika. Durch das Anritzen der Rinde verlor der Baum seinen Saft, der dann geerntet wurde. Singapur war der Haupthandelsplatz von Guttapercha.

Köhlers Medizinalpflanzen

Guttapercha-Pflanze.

In London wurden die ersten Versuche mit dem gummiähnlichen Material durchgeführt. Der englische Wissenschafter Michael Faraday erkannte die Eignung des klebrigen Pflanzensaftes als Isolierstoff, denn er war wasserundurchlässig, säurebeständig und ein sehr schlechter elektrischer Leiter. Alles Eigenschaften, die sich für eine Leiterisolation aufdrängten. Erste Versuche zur Isolierung von Kabeln unternahm dann der englische Ingenieur Walker. Das Ummanteln eines Drahtes gelang aber nicht zufriedenstellend.

Eine neue Erfindung bringt die Lösung

1846 erhielt der junge Werner Siemens von seinem Bruder Wilhelm aus London eine Probe des Baumharzes und sogleich begann er mit den ersten Experimenten. Nach vielen Versuchen fand er heraus, dass sich der Stoff bei 60°C leicht in Form giessen lässt und zwischen 0 und 25° C zäh, aber biegsam und elastisch blieb. Versuche, das Guttapercha mit Walzen um das Kabel anzubringen scheitern, die Walznaht löste sich nach kurzer Zeit und besonders bei Bewegungen immer wieder. Der Durchbruch gelang dann im Jahr 1847, als es Werner Siemens und Johann Georg Halske mittels einer neuen Guttapercha-Presse erstmals gelang, das Harz nahtlos und dicht um das Kabel zu pressen.

Siemens-Stiftung

Querschnitt einer Guttaperchapresse.

Es war die Geburtsstunde der nahtlosen Kabelisolationen. Die Erfindung einer solchen Extrusionspresse und auch des Zeigertelegraphen, der bereits 1846 konstruiert wurde, führten 1847 zur Gründung der Telegraphenanstalt «Siemens & Halske» in Berlin.

Die nun beginnenden Erdverlegungen der Kabel verliefen jedoch schleppend und wurden mit zahlreichen Problemen konfrontiert. Die Strecken wurden regelmässig durch Tierverbiss unterbrochen und reines Guttapercha gab es aufgrund der sprunghaft gestiegenen Nachfrage immer weniger. Erst als auch der Bleimantel und die Armierungen dazukamen, konnten grosse Strecken unterirdisch verlegt werden.

Die Guttaperchaisolation veränderte ins besonders die interkontinentale Telegraphie, sie ermöglichte nämlich, auch Seekabel herzustellen.
In der Schweiz nahm die Eidgenössische Telegraphenwerkstätte die Guttaperchakabel in ihr Fabrikationsprogramm auf. Sie kann es für sich in Anspruch nehmen, die ersten Kabel in der Schweiz hergestellt zu haben. Die erste inländische Kabelfabrik Berthoud, Borel & Cie. in Cordaillod entstand erst 1879.

Die Guttaperchakabel haben bis zur Jahrhundertwende ihre Bedeutung bewahrt. Dann hat aber der hohe Preis von Guttapercha dazu geführt, dass nur noch die Unterwasserkabel damit isoliert wurden. Für die einfachen Kabel musste ein neuer billigerer Isolationsstoff gefunden werden. Besonders zweckmässig erwiesen sich Jutefasern und später Papier. Die hygroskopische Isolation bedurfte aber eines besonderen Schutzes durch einen nahtlosen Bleimantel. Die damit isolierten Leitungen haben sich über lange Jahre behauptet.

Was ist heute übrig geblieben?

Als Isolationsmaterial von Fernmelde- und elektrischen Kabeln wurden Guttapercha und die Faserstoffe vollständig durch die verschiedenen Arten von Kunststoffen abgelöst. Das Prinzip der Presse wurde beibehalten und weiterentwickelt und ist bis heute für alle Arten von Kunststoffen im Einsatz.