CH681835A5 - - Google Patents

Description

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CH 681 835 A5

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Beschreibung

Die Erfindung geht davon aus, dass ein im Baugrund (z.B in einer zu diesem Zweck abgeteuften Bohrung) oder in einem künstlich errichteten Bauwerk (z.B in einer Betonkonstruktion) versetztes und anschliessend nur noch beschränkt zugängliches (z.B nur noch an einer luftseitigen Verankerung) Stahlzugglied mit ferromagnetischen Eigenschaften, welches unter mechanischen Zugspannungen steht oder schlaff ist und zumindest auf einer gewissen Teillänge frei dehnbar bzw. beweglich ist, nach einer bestimmten Zeit (einige Monate bis Jahre) nach Erfüllung seiner Aufgabe, teilweise oder ganz entfernt werden soll. Dazu kann es nötig sein, dass das Stahlzugglied in seiner Längenausdehnung in zwei oder mehrere Abschnitte unterteilt werden kann, was die Möglichkeit seiner Durchtrennung an einer bzw. mehreren unzugänglichen, bis 50 m entfernten Trennstellen erforderlich macht.

Der Querschnitt des Stahlzuggliedes besteht aus einem oder mehreren Stäben oder Rohren oder aus einem Bündel aus mehreren parallel verlaufenden oder verseilten Drähten.

Die Durchtrennung wird mittels einer speziellen Vorrichtung durchgeführt, wie sie in den Patentansprüchen 2, 3 und 4 beschrieben und in Fig. 1 schematisch dargestellt ist. Fig. 1 zeigt die Primärspule 1, die mit der Isolationsschicht 4 auf das austenitische Spulentragrohr 2 gewickelt ist, welches zusammen mit dem Stahlzugglied 3 die zwei kurzgeschlossenen Sekundärwicklungen darstellt. Die hohlzylinderför-mige Vorrichtung, welche in radialer Richtung eine sehr geringe Bauhöhe aufweist (z.B Wandstärke des Hohlzylinders ca. 10 mm für einen Stahlzugglieddurchmesser bis 50 mm) und das Stahlzugglied um-schliesst, wird jeweils mit diesem und dem elektrischen Speisekabel zusammen an der vorgesehenen Trennstelle eingebaut.

Der von der Vorrichtung umschlossene kreisförmige Querschnitt kann vom Stahlzugglied vollständig oder nur teilweise besetzt sein. Die allenfalls aus Teilbesetzung und/oder aus der Zusammensetzung des Stahlzuggliedquerschnitts sich prinzipiell ergebenden Zwischenräume können, je nach den vorliegenden Gegebenheiten, durch ein gasförmiges (z.B. Luft), flüssiges (z.B. Wasser) oder festes (z.B. Zementmörtel) Medium ausgefüllt sein.

Zum Zeitpunkt der Durchtrennung wird der Vorrichtung über ein einfaches Speisekabel von einer Anlage höherer Frequenz elektrische Energie zugeführt, welche nötigenfalls über die Curie-Tempe-ratur hinaus bis zur Schmelztemperatur des Materials in Wärme umgewandelt wird, was zur Verminderung der Festigkeitseigenschaften bzw. zum Schmelzen des Stahlzuggliedes führt. Unter einer anstehenden Zugspannung oder bei einem schlaffen Stahlzugglied durch unmittelbar aufgebrachten Zug (z.B. mittels einer Spannpresse an einem zugänglichen Ende), wird das Material an der Trennstelle zum Fliessen, zur Einschnürung und schliesslich zu Bruch gebracht.

Das zur Durchtrennung des Stahlzuggliedes nötige Temperaturniveau richtet sich einerseits nach den Materialeigenschaften des Stahlzuggliedes und andererseits nach den im Stahlzugglied vorhandenen Spannungs- bzw, Dehnungsverhältnissen infolge von anstehenden oder unmittelbar aufgebrachten Zugkräften, sowie der frei beweglichen bzw. frei dehnbaren Teillänge des Stahlzuggliedes, wobei das die allfälligen Zwischenräume ausfüllende Medium das Tempo des Temperaturanstieges, je nach Querschnittsflächenanteil, unterhalb der Curie-Temperatur praktisch nicht und oberhalb der Curie-Temperatur nur geringfügig beeinflusst und zwar nur, wenn es in fester Form und grossem Querschnittsflächenanteil vorliegt. Die Grenzfälle von der anstehenden mechanischen Zugspannung her, sind einerseits durch ein schlaffes Stahlzugglied, welches zur Durchtrennung praktisch durchgeschmolzen werden muss und andererseits durch ein rein mechanisch bis zum Bruch gespanntes Stahlzugglied, welches ohne Erwärmung auf der frei beweglichen Teillänge irgendwo versagt, gegeben.

Die Anforderung, dass das Stahlzugglied unter Umständen bis zur Schmelztemperatur erwärmt werden muss, bedingt, dass die Barriere der Curie-Temperatur überschritten werden kann, was mit einer reinen Induktionsspule unter den unterstellten äusseren Randbedingungen, aus Gründen der Übertragungsverluste, der dazu nötigen hochfrequenten Wechselströme, nicht durchführbar ist.

Zwischen die elektrische Anlage höherer Frequenz und die Anschlussteile eines Speisekabels kann im Bedarfsfall zur Überbrückung einer Distanz bis 50 m ein Versorgungskabel eingesetzt werden.

Die Transportfähigkeit und die Tauglichkeit der elektrischen Anlage höherer Frequenz für Aussen-einsätze sind ohne weiteres gegeben.

Die Funktionstüchtigkeit der Vorrichtung und des elektrischen Speisekabels lassen sich zu jedem Zeitpunkt durch übliche elektrische Messverfahren überprüfen.

Die Vorrichtung kann nur mit der entsprechenden elektrischen Anlage höherer Frequenz betätigt werden. Ungewollte (z.B. durch fremde Energiequellen wie Blitz) oder unbefugte Betätigung der Vorrichtung können ausgeschlossen werden.

Claims (4)

Patentansprüche

1. Verfahren zum Durchtrennen eines unter mechanischen Zugspannungen stehenden Stahlzuggliedes mit ferromagnetischen Eigenschaften dessen Querschnitt aus einem oder mehreren Stäben oder Rohren oder einem Bündel aus mehreren parallel verlaufenden oder verseilten Drähten besteht, eintretend durch Fliessen des Materials, Einschnürung und schliesslich Bruch infolge der anstehenden Zugspannungen, bzw. durch Schmelzen im Falle, da das Stahlzugglied praktisch schlaff ist, durch wärmebedingte Verminderung der mechanischen Materialfestigkeit bzw. vollständiges Schmelzen des Materials, an einer vorgängig bestimmtem, unzugänglichen bis 50 m entfernten Stelle, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Stahlzugglied zusammen eine dieses an der Trennstelle

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umschliessende, hohlzylinderförmige Vorrichtung eingebaut wird, welche die ihr zum Zeitpunkt der Durchtrennung über ein Speisekabel von einer nach dem Transformatorprinzip funktionierenden Anlage höherer Frequenz von 5 bis 30 kHz mit 500 bis 800 V zugeführte elektrische Energie, nötigenfalls über die Curie-Temperatur hinaus bis zur Schmelztemperatur des Materials in Wärme umzuwandeln vermag, wobei die Leistungsübertragung nach dem Induktionsprinzip erfolgt und in zwei wesentlichen Phasen abläuft:

- bis zur Curie-Temperatur erwärmt sich das Stahlzugglied aufgrund der Stromeindringtiefenverhält-nisse und der magnetischen Verluste durch direkten radialen Stromfluss, sowie durch Wärmezufuhr ausgehend vom Spulentragrohr,

- oberhalb der Curie-Temperatur bis zur Schmelztemperatur des Materials sind überwiegend Wärmeleitung und Strahlung vom Spulentragrohr für den weiteren Temperaturanstieg wirksam.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einer zweilagigen Primärspule (1), die auf ein austenitisches Spulentragrohr (2) gewickelt ist und zwei kurzgeschlossenen Sekundärwicklungen, bestehend aus Stahlzugglied (3) und Spulentragrohr (2), zusammengesetzt ist.

3. Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Spulentragrohr im unteren Temperaturbereich einen kleineren Temperaturanstiegsgradienten als das Stahlzugglied aufweist und damit einen thermischen und mechanischen Schutz der Primärwicklung gewährleistet.

4. Vorrichtung nach Patentanspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Primärwicklung während der Heizphase durch eine Isolationsschicht (4) auf dem Spulentragrohr und eine Isolation des Wicklungsdrahtes selbst, thermisch geschützt ist.

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