DE19712775A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Verlegung eines optischen Nachrichtenkabels im Gleisbereich - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verlegen eines optischen Nachrichtenkabels im Gleisbereich einer Schienenstrecke.

Es ist bekannt, elektrische Informations- und Steuerkabel im Gleisbereich zu verlegen, wobei diese im wesentlichen dazu dienen, Informationen zwischen Zügen und Leitstellen auszutauschen. Die verwendeten Kabel sind im allgemeinen sogenannte "strahlende Kabel", d. h. es treten aus ihnen elektromagnetische Wellen aus bzw. in sie ein.

Weiterhin ist es bekannt, Nachrichtenkabel, welche nicht der Verbindung zwischen einem Zug und einer Leitstelle dienen, in eigenen Gräben oder Kabelschächten außerhalb des Gleisbettes zu verlegen. Da diese Kabel beim Einbringen erheblichen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt sind und außerdem für einen ausreichenden Nagetierschutz gesorgt werden muß, sind derartige Kabel im Aufbau und in der Verlegung aufwendig und teuer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, wie in einfacherer Weise optische Nachrichtenkabel im Gleisbereich verlegt werden können. Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß an einer Schiene in einem mechanisch wenig oder nicht belasteten Bereich eine Nut angebracht wird, deren Breite etwa dem Durchmesser des Kabels entspricht und daß das optische Kabel in diese Nut eingelegt wird.

Bei der Erfindung übernimmt somit die Schiene selbst die mechanische Unterbringung und damit weitgehend auch den Schutz des optischen Kabels, wobei wegen der damit gegebenen Möglichkeit einer besonders schonenden Unterbringung vorteilhaft auch Kabel mit sehr einfachem Aufbau und/oder geringem Durchmesser verwendet werden können.

Bevorzugt werden im Rahmen der Erfindung optische Kabel verwendet, deren Außendurchmesser unterhalb von 10 mm und vorzugsweise unterhalb von 6 mm und oberhalb von 3 mm liegen. Derartige Kabel benötigen, da sie geschützt in der Nut untergebracht sind, im allgemeinen auch keinen eigenen Nagetierschutz, weil ein Angriff durch Nagetiere in diesem Bereich praktisch nicht möglich ist.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß an einem Schienenfahrzeug eine Einrichtung zum Einbringen einer Nut in eine Schiene vorgesehen ist.

Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen wiedergegeben.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens von vorne gesehen,

Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 von der Rückseite her gesehen,

Fig. 3 eine Schiene mit darin angebrachter Nut

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung einer Nut als Teilausschnitt von Fig. 3,

Fig. 5 mit 8 in vergrößerter Darstellung Teilausschnitte verschiedene Ausführungsformen von in Nuten einer Schiene angebrachten optischen Kabeln als Ausführungsbeispiele der Erfindung.

In Fig. 1 ist ein Gleisbett GB schematisch angedeutet, in welches Schwellen SW eingelassen sind. Auf den Schwellen SW sind zwei parallel verlaufende Schienen TR1 und TR2 vorgesehen, die bevorzugt als Eisenbahnschienen verwendet werden. Auf diesen Schienen läuft ein Arbeitsfahrzeug TF, dessen Räder LR1 und LR2 (insgesamt sind mindestens 4 derartige Räder vorgesehen) über eine Achse AC miteinander verbunden sind. Das so erhaltene Fahrgestell erhält einen Aufbau TR, z. B. in Form eines einen Rahmens, welcher im oberen waagerechten Bereich bevorzugt als Arbeitsplattform ausgebildet ist. Das dargestellte Schienenfahrzeug TF ist in Fig. 1 in Laufrichtung gesehen von vorne betrachtet. Auf dem Aufbau TR sind u. a. z. B. ein Schweißtransformator ST, eine Drahttrommel DT, eine Kabeltrommel CT mit einem optischen Kabel OC1 und ein Kühlwasserbehälter KW vorgesehen. Bei dem Schienenfahrzeug TF kann es sich vorteilhaft um ein übliches Schienen-Reparaturfahrzeug handeln, welches ohnehin mit den nötigen Einrichtungen, wie dem Schweißtransformator, dem Kühlwasser usw. versehen ist. Dieses braucht lediglich zusätzlich mit der Vorratstrommel CT für das optische Kabel OC1 und ggf. mit einer Drahttrommel DT versehen zu werden.

Seitlich an dem Aufbau TR ist, z. B. über einen Auslegerarm AA, eine Nutzungsvorrichtung SM schwenkbar (angedeutet durch den Doppelpfeil SP) gehalten. Diese Vorrichtung SM ist über eine Welle SW mit einer Schleif- oder Frässcheibe SS verbunden, die bevorzugt so angeordnet ist, daß sie im äußeren in die Schiene TR1 eine Nut NT1 einarbeitet, insbesondere einschleift oder einfräst. Diese Nut NT1 wird in einem Bereich der Schiene TR1 eingebracht, der nicht durch die Räder eines darüberfahrenden Zuges mechanisch belastet wird, also nicht an der Oberfläche (Lauffläche) und nicht im Bereich der oberen seitlichen Innenwange, an dem der Spurkranz, z. B. der Räder LR1 oder LR2 anliegt. Im vorliegenden Beispiel ist die Nut NT1 im Außenbereich der Schiene TR1 angeordnet und zwar etwa am unteren Ende der seitlichen äußeren Wange, wo keine mechanischen Beanspruchungen durch die Räder von Schienenfahrzeugen gegeben sind. Weiterhin ist es zweckmäßig, die Nut NT1 in einem Bereich vorzusehen, der mechanisch ausreichend stabil ist. Bevorzugt finden somit Anordnungen von Nuten Verwendung, die im unteren Bereich der oberen Laufschiene oder im Bereich des Schienenauflagers (Schienenfußes) liegen. Dagegen ist eine Anordnung in dem mechanisch relativ schwachen Stützbereich zwischen oberer Laufschiene und unterer Schienenfuß weniger vorteilhaft.

Sollte das Einbringen der Nut in einem Arbeitsgang und z. B. mit einer Schleif- oder Frässcheibe SS nicht möglich sein, dann können mehrere derartige hintereinanderliegende Schleifscheiben eingesetzt werden, ggf. auch mit unterschiedlichen Schnittbreiten und/oder Schnittiefen. Die Scheiben selbst können bevorzugt als Diamantscheiben ausgebildet sein. Es ist auch möglich, die Nut NT1 bereits bei der Schienenherstellung, bevorzugt beim Walzvorgang mit einzubringen.

In Durchlaufrichtung gesehen weiter hinten sind Ablauf- und Führungseinrichtungen für das optische Kabel OC1 vorgesehen, wobei hier schematisch nur eine Umlenkrolle UR im Außenbereich des Schienenfahrzeuges TF angedeutet ist, mittels welcher das optische Kabel OC1 von der Kabeltrommel CT kommend nach unten umgeleitet wird. Die Kabeltrommel CT wird in der Praxis in einer um 90° gedrehten Position auf dem Fahrzeug TF befestigt, um den Ablauf zu erleichtern. Das Kabel OC1 wird in eine entsprechende Einlege- oder Führungseinrichtung FR z. B. ein Führungsrohr eingeleitet, welches das optische Kabel OC1 in die Nut NT1 einführt. Dieser Vorgang ist deutlicher aus Fig. 2 ersichtlich, wo das Arbeitsfahrzeug TF von der Rückseite her, d. h. in Fahrrichtung gesehen, dargestellt ist. Die Führungseinrichtung FR sollte, wie durch den Pfeil FP angedeutet, schwenkbar am Aufbau TR gehalten sein. Das Fördern bzw. Abziehen des optischen Kabels OC1 erfolgt am einfachsten durch die Vorwärtsbewegung des Schienenfahrzeuges TF, wobei entsprechende Anpress- oder Führungseinrichtungen dafür sorgen, daß das optische Kabel OC1 in die Nut NT1 eingebracht wird.

Fig. 3 zeigt in Frontansicht die Schiene TR1 in vergrößerter Darstellung und es ist ersichtlich, daß die Nut NT1 im oberen Schienenteil etwa im Bereich des Überganges der seitlichen Wange WG1 zum Steg SG1 angebracht ist und vorteilhaft schräg nach oben gerichtet ist. Hierbei sind Winkelwerte etwa in der Größenordnung zwischen 30 und 60° zur Senkrechten zweckmäßig, bevorzugt etwa um 45∘ Dieser Teilbereich der Schiene TR1 ist als Außenbereich nicht mechanisch beansprucht und durch ein Einbringen der Nut NT1 mit einer Richtung schräg nach oben ergibt sich auch ein verbesserter mechanischer Schutz, weil die Nut NT1 von oben her nicht direkt zugänglich ist. Eine Anordnung der Nut NT1 im seitlichen äußeren Wangenbereich WG1 oder in dem nach innen verlaufenden Einzugsbereich EG1 ist vorteilhaft, weil hier ein optimaler Schutz gegen vertikale Beanspruchungen gegeben ist. Die Anbringung der Nut NT1 wie dargestellt im übergangsbereich etwa von der vertikal verlaufenden Wange WG1 zu der schräg nach innen verlaufenden Einziehung EG1 ist besonders vorteilhaft, weil hier beide Schutzfunktionen in optimaler Weise verwirklicht sind. Eine Nut analog NT1 könnte auch im Bereich des schräg nach außen verlaufenden Fußes FG1 vorgesehen werden.

Fig. 4 zeigt die Schiene TR1 in vergrößerter aber maßstäblicher Darstellung. Daraus ist ersichtlich, daß es sich bei der Nut NT1 bezogen auf die tatsächlichen Abmessungen der Schiene TR1 um einen relativ kleinen Einschnitt handelt.

In den Fig. 5 bis 8 sind jeweils Teilausschnitte von Schienen dargestellt, in welche Nuten, etwa in den Teilbereichen eingebracht sind, wie sie in den Fig. 1 mit 3 dargestellt sind, d. h. im Übergangsbereich von der seitlichen Wange WG1 zur Einziehung EG1. So zeigt Fig. 5 in einer Schiene TR5 eine Nut NT5, deren Nutengrund etwa kreisförmig gestaltet ist und in welches ein optisches Kabel OC5 mit ebenfalls etwa kreisförmigem Querschnitt eingebracht ist. Die Breite B5 der Nut NT5 entspricht zweckmäßig etwa dem Außendurchmesser D5 des Kabels OC5, während die Tiefe T5 dem Nut NT5 vorteilhaft etwas größer gewählt wird als der Außendurchmesser des Kabels OC5. Dies bedeutet, daß das optische Kabel OC5 nicht aus der Nut NT5 herausragt.

Als optische Kabel werden bevorzugt sogenannte Mikrokabel verwendet, d. h. Kabel mit geringem Außendurchmesser, in denen mehrere Lichtwellenleiter LW1 bis LWn (Außendurchmesser im allgemeinen ca. 250 µm) in eine weiche pastöse Füllmasse FM eingebettet sind, wobei außen ein ein- oder mehrschichtiger Mantel (im vorliegenden Beispiel zwei Mäntel AM1 und AM2) vorgesehen sind. Es kann zweckmäßig sein, mindestens einen der Außenmäntel z. B. den inneren Mantel AM2 aus Metall, vorzugsweise aus Kupfer oder Edelstahl aufzubauen, um ein mechanisch besonders stabiles, druckfestes und auch mit größeren Kräften verlegbares Kabel OC5 zu erhalten. Außen ist zweckmäßig eine Kunststoffschutzschicht AM1 aufgebracht. Die Lichtwellenleiter LW1 bis LWn sind vorteilhaft mit Überlänge in die Füllmasse FM eingebettet und der lichte Innenraum des Kabels ist vorteilhaft zwischen 10 und 70% mit Lichtwellenleitern gefüllt, während der restliche Teil durch die pastöse, bevorzugt Öl-, ein Thixotropierungsmittel, ggf. ein Verdickungsmittel enthaltende Füllmasse FM verschlossen wird. Die Außendurchmesser D5 der optischen Kabel werden vorteilhaft zwischen 3 und 10 mm, insbesondere zwischen 3 und 5 mm, gewählt.

Das optische Kabel sollte in der eingebrachten Nut in geeigneter Weise mechanisch gesichert werden. So kann beispielsweise in den Nutengrund ein Klebematerial eingebracht sein, in welches das optische Kabel OC5 eingedrückt wird. Dadurch ist das Kabel OC5 am Nutengrund der Nut NT5 festgeklebt und in seiner Lage gesichert.

Fig. 6 zeigt eine andere Möglichkeit der Lagesicherung, wobei hier eine Nut NT6 vorgesehen ist, die sich konisch nach innen etwas verjüngt, und deren Breite B6 außen z. B. 4 mm und am Nutengrund beim optischen Kabel OC6 etwa 3,6 mm beträgt (Kabeldurchmesser mit 3 mm angenommen). Eine derartig sich konisch nach innen etwas verjüngendes Nut NT6 kann leichter hergestellt werden, weil dann die entsprechenden Fräs- oder Schleifeinrichtungen ebenfalls einen etwa konischen Querschnitt aufweisen können. Zur Lagesicherung ist hier ein Draht DR vorgesehen, der von der in Fig. 1 oder 2 dargestellten Vorratstrommel DT abgezogen und nach dem Einbringen des optischen Kabels OC6 in die Nut NT6 eingepreßt wird. Dieser Draht DR hat einen Außendurchmesser, der etwas größer ist, als der Außendurchmesser B6 an der Außenöffnung der Nut NT6, so daß der Draht DR unter entsprechender Verformung im Preßsitz in die Nut NT6 eindrückt wird und dadurch die Lagesicherung des optischen Kabels OC6 bewirkt. Die Tiefe T6 der Nut NT6 ist etwa so groß zu wählen, wie die Summe der Durchmesser des optischen Kabels OC6 und des optischen Drahtes DR.

Fig. 7 zeigt eine weitere Möglichkeit einer Lagesicherung für ein optisches Kabel OC7 in einer Schiene TR7, wobei neben der eigentlichen, der Aufnahme des optischen Kabels OC7 dienenden Nut NT7 seitlich von dieser zwei kleine Zusatznuten ZN71 und ZN72 so angebracht werden, daß schmale Stege ST71 und ST72 im äußeren Bereich der Nut NT7 stehen bleiben. Diese beiden Stege ST71 und ST72 werden nach dem Einlegen des Kabels jeweils nach innen gebogen und bilden so einen Anschlag für das optische Kabel OC7 durch Verringerung des Öffnungsquerschnittes der Nut NT7. Es kann auch ausreichend sein, diese Stege ST71 und ST72 nur in Teilbereichen, z. B. alle 50 cm nach innen zu biegen oder sie auch nur in Teilbereichen anzubringen, also nicht mit durchlaufenden Zusatznuten ZN71 und ZN72 zu arbeiten. Schließlich ist es unter Umständen auch ausreichend, eine einzige derartige Zusatznut, z. B. ZN71 vorzusehen und entsprechend nur einen einzigen Steg ST71 nach innen zu biegen, um das Kabel OC7 in seiner Position zu sichern.

Fig. 8 zeigt eine in einer Schiene TR8 eingebrachte Nut NT8 für ein optisches Kabel OC8, wobei die Lagesicherung dieses Kabels OC8 durch ein Zusatzelement vorgenommen wird, das von außen die Nut NT8 zumindest teilweise verschließt. In diesem Beispiel ist das Zusatzelement als ein abgewinkeltes Blech ausgebildet, dessen einer Schenkel nach innen ragt und das Kabel TR8 in seiner Position am Nutengrund sichert, während der andere Schenkel dieses Zusatzelementes an der Schiene TR8 befestigt ist, beispielsweise durch Schweißen (angedeutet ist eine Punktschweißung PS), Schrauben oder sonstige Befestigungsmittel.

Claims (11)

1. Verfahren zum Verlegen eines optischen Nachrichtenkabels (OC1) im Gleisbereich einer Schienenstrecke, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Schiene (TR1) in einem mechanisch wenig oder nicht belasteten Bereich eine Nut (NT1) angebracht wird, deren Breite etwa dem Durchmesser des Nachrichtenkabels (OC1) entspricht und daß das optische Nachrichtenkabel (OC1) in diese Nut (NT1) eingelegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (NT1) in einem Bereich der Schiene (TR1) angebracht ist, welcher außerhalb der Lauffläche und außerhalb des Spurkranzes des Rades eines Schienenfahrzeuges liegt.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (NT1) im Bereich der äußeren Seitenwange (WG1) des oberen Schienenteils und/oder im Bereich der Einziehung (EG1) angebracht wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (NT5) mit einer Tiefe (T5) eingebracht wird, die größer ist als der Durchmessers (D5) des Nachrichtenkabels (OC1).

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das eingelegte Nachrichtenkabel (OC1) in seiner Lage gegen Herausfallen gesichert wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Nachrichtenkabel (OC1) unmittelbar nach dem Einbringen der Nut (NT1) in diese eingelegt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (SM) zum Anbringen der Nut und die Kabeltrommel (CT) für das Nachrichtenkabel (OC1) auf ein und demselben Fahrzeug (TF) angebracht werden und daß das Einbringen der Nut (NT1) und das Einbringen des Nachrichtenkabels (OC1) in einem Arbeitsgang durchgeführt werden.

8. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Schienenfahrzeug (TF) eine Einrichtung (SM) zum Einbringen einer Nut (NT1) in eine Schiene (TR1) vorgesehen ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Schienenfahrzeug (TF) zusätzlich eine Kabeltrommel (CT) für das optische Nachrichtenkabel (OC1) vorgesehen ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Schienenfahrzeug (TF) eine Nutungsvorrichtung (SM) zum Einbringen der Nut (NT1), vorzugsweise schwenkbar, angeordnet ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Nutungsvorrichtung (SM) als Schleif- und/oder Fräseinrichtung ausgebildet ist.