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System zur unterirdischen Verlegung einer Leitung Das Verlegen eines
Sriçabels ist ein langsames, mühsames und teures Verfahren, und zwar auf Grund der
Eigenschaft der jeweils verlegten Leitung.
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Unterirdische Leitungen zur Übertragung elektrischer Leistung bzw.
Energie vermögen nur sehr begrenzten Spannungsbelastungen zu widerstehen, wie sie
durch internationale Vorschriften bzw. Normen festgelegt sind. Werden diese Belastungen
zu irgendeinem Zeitpunkt überschritten, so können Veränderungen im Kabelquerschnitt
oder im Überzug auftreten, wodurch das betreffende Kabel unbrauchbar wird.
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Das Verlegen von Leitungen ist lange manuell vorgenommen worden, und
zwar nach einem nicht änderbaren Verfahren.
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Dieses Verfahren umfaßt folgende Verfahrensschritte: a) Bereitstellen
der auf einem frei drehbaren Rahmen
aufgewickelten Leitung an einer
Arbeitsstelle.
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b) Aufstellen einer Anzahl von Personen in geeigneten Abständen voneinander
längs des für die Leitungsverlegung geplanten Weges, wobei diese Personen die betreffende
Leitung ziehen, wenn diese ihre Hände erreicht.
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c) Die der Spule am nächsten stehende Person beginnt die Verlegung
dadurch, daß sie das sunde der betreffenden Leitung von der Rolle abzieht und zu
der ihr nächsten Person hinführt; der Vorgang wird anschließend in derselben Weise
weitergeführt, bis er abgeschlossen ist.
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Gelegentlich sind beim Verlegen einer Leitung mehr als 120 Personen
beschäftigt worden, was auch mit Rücksicht darauf, daß es sich um ungelernte Arbeiter
handelt, aus zweierlei Gründen hohe Kosten mit sich bringt, und zwar a) wegen der
Konzentration der Mitarbeiter und b) wegen der Rückkehr der Arbeiter an andere Arbeitsstellen.
Diese beiden Gründen bringen Transportkosten, Wegzeit und eine Arbeitsverzögerung
an anderen Stellen mit sich, an denen sich die Arbeiter auf Grund der Tatsache nicht
befinden, daß sie bei der Leitungsverlegung eingesetzt sind.
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Abgesehen von den mit der manuellen Leitungsverlegung verbundenen
erheblichen Kosten entstehen andererseits noch Probleme infolge der Phasenverschiebung
hinsichtlich der Verbindungswirkung bei den die Leitung ziehenden Personen, da nämlich
die theoretische Zugbelastung sich innerhalb sehr enger Grenzen bewegt. Demgemäß
kann es sehr leicht vorkommen, daß das Kabel oder seine Ummantelung gestreckt werden.
Wird eine solche Streckung nicht sofort bemerkt, so
kann dies später
zu Problemen führen, die dann unter Kosten- und Arbeitsaufwand langsam und schwierig
zu beheben sind. Dies trifft u.a. für die Lokalisierung der beschädigten Stelle
zu, ferner für die Forderung nach einem Wiederausgraben der Leitung, nach Reparatur
und Wiederverlegung der betreffenden Leitung. Folglich bringt eine solche Verfahrensweise
Schwierigkeiten bzw. Mühen mit sich0 Mit Rücksicht auf das regelmäßig angewandte
Verfahren zur unterirdischen Verlegung von Leitungen dürfte ohne weiteres ersichtlich
sein, daß eine Forderung zur Lösung der aufgezeigten Probleme existiert.
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Es ist bereits vor kurzem in Spanien ein mechanisiertes Verfahren
zur Verlegung einer Leitung ausgeführt worden, wobei menschliche Arbeitskraft weitestgehend
ausgeschlossen ist.
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Gemäß diesem Verfahren ist eine Anlage vorgesehen, die durch einen
Ständer für eine Kabelrolle, eine Zugwinde und Zwischen-Führungselemente gebildet
ist. Der Ständer für die Leitungsrolle und die Zugwinde sind von herkömmlicher Art;
demgegenüber sind die Zwischen-Führungselemente durch ein endloses Band bzw. durch
eine endlose Kette gebildet, die auf Rollen gelagert ist, welche an einem Rahmen
angebracht und von einem Verbrennungsmotor angetrieben werduLDas endlose Band weist
eine Anzahl von Gabeln auf, die in Intervallen auf dem Bandumfang vorhanden sind0
Außerdem weist das betreffende Band mehrere Gleiter auf, die auf dem betreffenden
Band vorgesehen sind, um die auszuziehende Leitung in eine entsprechende Lage zu
bringen und über die Gabeln zu führen.
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Die Anwendung der Anlage umfaßt folgende Vorgänge: Anbringen der Rolle
an ihrem Ständer an der Stelle, an der die Leitungsverlegung zu beginnen ist.
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Anbringen der. Zugwinde an dem gegenüberliegenden Ende.
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Einsetzen der Zwischen-Elemente zwischen dem einen Teil und dem anderen
Teil gemäß dem geplanten Weg der Leitung.
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Abwickeln der Leitung von der Zugwinde sowie Hindurchführen der Leitung
zwischen die Gabeln der Zwischen-Führungselemente, derart, daß die Druckelemente
an den Gabeln die betreffende Leitung von der Winde nach vorn führen, und Festmachen
des Zugleitungsendes an dem Ende der zu ziehenden Leitung.
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Beginn der Abwicklung des Zugkabels über seine Rolle sowie Inbetriebsetzung
der Winde und gleichzeitige Inbetriebsetzung der Motoren der jeweiligen Zwischen-Zugelementee
Die mit Hilfe der betreffenden Einrichtungen ausgeführte Leitungsverlegeoperation
erfordert folgendes Minimum an handwerklichem Können: Eine Bedienperson für die
Winde, eine Person, die nach der die verlegte Leitung enthaltenden Leitungsrolle
schaut, eine Person, die sich um die Zwischen-Zugelemente kiimmert, und eine Anzahl
von Helfern längs des Weges, und zwar zu dessen Uberwachung.
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Obwohl eine große Anzahl von Arbeitern eingespart wird, wird nicht
verkannt, daß bei entsprechenden Gelegenheiten die auftretenden Schwierigkeiten
die Vorteile übersteigen könnten, die durch geringere Löhne erzielt werden. Diese
Schwierigkeiten sind folgende: a) Unterbrechung der Arbeit, b) Schwierigkeiten in
der Installation, c) Bedienungsschwierigkeiten und d) eine spärliche Flexibilität.
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Die mit Ziehen verbundenen Schwierigkeiten sind ein Ergebnis der praktisch
auftretenden Phasenverschiebung zwischen dem Kabelzug und der Wirkung der Zwischen-Zugelemente.
Hierbei sind die Unterschiede zwischen den Zwischen-Zugelementen selbst einander
zu addieren, da infolge Antriebs durch Verbrennungsmotore diese Elemente Schwierigkeiten
im Hinblick auf die Synchronisation der betreffenden Weiterbewegungen mit sich bringen
können. Andererseits muß in Rücksicht gestellt werden, daß Verbrennungsmotore Gegenstand
von Imponderabilien sindKwie dem Ausfall des elektrischen Systems, der Zündkerze,
sowie von Vergasungsschwierigkeiten, etc., Derartige Schwierigkeiten können die
Zugeinheit unbrauchbar werden lassen und zu einer Unterbrechung in dem Ziehvorgang
führen, was zu einer bedeutsamen iisnderung der Leitungsstruktur führen kann.
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Infolge der Messungen des Zwischen-Zugelements ergeben sich Schwierigkeiten
in der Verbindung mit der Anlage, da nämlich die betreffenden Elemente so ausgebildet
sind, daß sie größer sind als der Breite der Gräben entspricht, die für das Verlegen
der Leitung im Erdboden vorgesehen sind. Ferner sind spezielle Stellen erforderlich
für die jeweiligen Teile.
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Diese Beobachtung ist im Zuge von Untersuchungen gemacht worden, die
an der Arbeitsstelle mit der beschriebenen Vorrichtung durchgeführt wurden.
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Bedienungsmühen sind infolge der Schwierigkeit vorhanden, gleichzeitig
eine Stillsetz- oder Inbetriebsetzoperation auszuführen, da es nahezu unmöglich
ist für sämtliche Winden- und Zwischenteil-Motoren, zu einem Zeitpunkt anzuhalten
oder anzulaufen.
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Auf der anderen Seite sollten die Schwierigkeiten berücksichtigt werden,
die mit der Entfernung verknüpft sind: Befehle bzw. Anweisungen von bei der Leitungsverlegung
arbeitenden Aufsehern an die an dem jeweiligen Zwischen-Zugelement vorgesehene Person
und an die an der Winde tätige Person werden verzögert, so daß der Unterschied zwischen
der Aktion und der Reaktion im gegebenen Falle ausreicht dafür, daß die verlegte
Leitung beschädigt wird. Insgesamt liegt damit ein kaum ausführbares System vor.
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Es hat sich ferner gezeigt, daß die Instandhaltung von Verbrennungsmotoren
teuer ist, und zwar überdies in Projekten, die den Betrieb derartiger Motoren bei
jedem Wetter im Freien erfordern.
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Angesichts der aufgezeigten Verhältnisse dürfte die Unvollständigkeit
der beschriebenen Anlage ersichtlich sein.
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Es sind nun folgende Ergebnisse erzielt worden.
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1. Der Leitungszug muß von verschiedenen Punkten gleichzeitig bewirkt
werden, so daß die Zugspannung an irgendeiner Stelle wesentlich geringer ist als
die für die Leitung gegebenen normalen Belastungsgrenzen.
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2. Beginn und Stillsetzung müssen gleichzeitig erfolgen, und 3. der
Betrieb muß vollständig flexibel sein.
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Der Zweck der vorliegenden Anmeldung liegt in einer Einheit bei der
Leitungsverlegung. Es ist insbesondere eine solche Leitungsverlegung gemeint, daß
diese vollständig die idealen Bedingungen erfüllt, die im Vorstehenden beschrieben
worden sind.
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Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zu Grunde, ein besonders
einfaches System zur unterirdischen Verlegung einer Leitung zu schaffen.
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Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe durch die im Patentanspruch
1 angegebene Erfindung. Gemäß der Erfindung besteht das zur unterirdischen Verlegung
einer Leitung dienende System aus einer Anzahl von unabhängigen Zug- bzw. Ziehelementen,
deren jedes mit einer elektrisch angetriebenen Einrichtung ausgerüstet ist, die
von einem sämtlichen derartigen Einrichtungen gemeinsamen Generator gespeist wird.
An der Abtriehsseite dieser Einrichtung, d.h.
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vor dem Anschluß der betreffenden elektrisch angetriebenen Einrichtungen,
ist ein Steuerteil eingefügt, der auf den Empfang von Befehlssignalen bzw. Befehlswellen
anspricht, die von einem Hochfrequenzsender ausgesendet werden. Bei dem beteffenden
Steuerteil handelt es sich um ein charakteristisches Steuerteil; dabei werden Zugelemente,
deren Anzahl sich in Abhängigkeit von der Länge der verlegten Leitung ändert, in
Form von herkömmlichen Gegenstufenscheiben bzw. Gegenscheiben verwendet, die in
veränderlicher Anzahl zwischen den Zugelementen eingefügt sind.
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Die unabhängigen Zugelemente bzw. Ziehelemente werden durch einen
Elektromotor aktiviert, wobei Elektromotore mit jeweils gleichen Eigenschaften verwendet
werden; dadurch ist-eine sonst schwierig zu erzielende synchronisierte Fortbewegung
garantiert.
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Durch die Verwendung eines mit einer Steuereinheit ausgerüsteten gemeinsamen
Generators wird eine gleichzeitige Stillsetzung und Inbetriebsetzung der jeweiligen
Zug- bzw. Ziehelemente gewährleistet.
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von Durch die Steuereinrichtung, die auf den Empfang von/einem Hochfrequenzsender
abgegebenen Steuerwellen anspricht, wird eine gleichzeitige Wirkung zwischen Befehl
und Antwort gewährleistet , und ferner wird dem gesamten System eine Flexibilität
vermittelt.
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Die Zugelemente bestehen aus zwei Motor-Führungsrollen, deren Umfang
durch die verlegte Leitung berührt wird. Die betreffende Leitung wird dabei mit
Hilfe eines vorzugsweise einstellbaren Ziehgliedes angetrieben. Die Rollen sind
an einem auseinandernehmbaren Rahmen angeordnet und mit einer elektrisch angetriebenen
Einrichtung bzw. einer elektromotorischen Einrichtung versehen, die imstande ist,
die betreffenden Rollen derart anzutreiben, daß die die betreffenden Führungsrollen
berührende Leitung auf diesen Rollen direkt fortbewegt wird.
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Der Generator besteht aus einem Synchrongenerator, der mit seinem
Ausgang an einen Transformator und Gleichrichter angeschlossen ist oder an einen
Niederspannungs-Dynamo, der mit Einrichtungen zur Steuerung der Abgabeleistung versehen
ist, so daß die Vorschubgeschwindigkeit der Zugelemente manuell reguliert werden
kann.
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Die Steuereinrichtung bzw. das Steuerwerk besteht aus einer Spannungsänderungseinrichtung,
die ein in die
Speiseleitung der Zugelemente eingefügtes statisches
Relais speist, welches durch einen Verstärker beeinflußt ist0 Dieser Verstärker
ist an einem Empfänger angeschlossen, der von der Generatoranordnung her gespeist
wird, und zwar unter Zwischenanordnung eines Spannungsreglers , welcher den Empfänger
konstant zu speisen imstande ist. Das Steuerwerk ist in herkömmlicher Weise mit
einer Antenne ausgerüstet, mit deren Hilfe das betreffende Steuerwerk ein Signal
empfängt, dessen Dauer der Zeitspanne entspricht, während der das System gesperrt
ist. Wenn die Sperrung beendet ist, so hört auch das Signal auf. Die Senderteile
sind in herkömmlicher Weise mit Sinrichtungen versehen, die das Sendesignal dem
Willen der Bedienperson entsprechend aufrechterhalten, ohne daß die Bedienperson
ständig dazu benötigt wird.
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An Hand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt schematisch in einer Draufsicht die Verlegung einer Leitung
mit Hilfe einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, wobei die Anordnung einer Leitungsspule,
eines geplanten Leitungsverlegeweges, die Lage von Zugelementen und Gegenscheiben
und die Verteilung von Personen veranschaulicht sind.
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Fig. 2 zeigt schematisch ein Steuerwerk und die Anordnung der zu diesem
Steuerwerk gehörenden Elemente.
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Fig. 3 zeigt detailliert ein Zugelement und eine Gegenscheibe in einem
Graben.
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Fig0 4 zeigt das in dem Graben befindliche Zugelement in einer Schnittansicht.
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In Fig. 1 ist mit 1 der Weg für eine zu verlegende Leitung bezeichnet.
Mit 2 sind die Leitung und die Rolle auf ihrem Ständer bezeichnet, mit 3 sind Zugelemente
bezeichnet, mit 4 sind Gegenscheiben bezeichnet, mit 5 ist eine gemeinsame Speiseleitung
für Elektromotore der Zugelemente bezeichnet, mit 6 sind unabhängige Leitungen bezeichnet,
die die Zugelemente bzw. Zugteile mit der gemeinsamen Speiseleitung verbinden, und
mit 7 ist ein Generator bezeichnet. Dieser Generator ist durch einen Wechselstromgenerator
bzw. durch einen Synchrongenerator gebildet, der mit seiner Ausgangsseite an einen
Transformator und Gleichrichter oder an einen Niederspannungs-Dynamo angeschlossen
ist. Mit 8 ist ein Steuerwerk bezeichnet, mit 9 sind Leitungsverlegungs-Bodenpersonen
bezeichnet, die mit ruiilsendern ausgerüstet sind, um das Steuerwerk zu betätigen,
und mit 10 ist die Bedienperson bzw. der Operator bezeichnet, der auf der Leitungsstrecke
vorangeht und das Leitungsende trägt, ohne die Leitung zu ziehen. Es ist die Aufgabe
dieser Bedienperson, die Leitung auf jedes der Zugteile entsprechend anzubringen.
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In Fig. 2 sind mit 11 eine Spannungsänderungseinrichtung und ein Geschwindigkeitsregler
bezeichnet, mit 12 ist ein statisches Relais bezeichnet, mit 13 eine Sicherheits-Sicherung,
mit 14 eine Ausgangsleitung, mit 15 ein Spannungsregler, mit 16 ein Empfänger, mit
17 ein Verstärker und mit 18 eine Funkübertragungs-Empfangsantenne.
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In Fig. 3 ist mit 3 ein Zugelement bezeichnet, mit 19 sind Antriebsfünrungsrollen
bezeichnet, mit 20 ein Leitungsbefestigungsglied, mit 2 die Leitung, mit 21 ein
Elektromotor und mit 4 sind Gegenscheiben bezeichnet.
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In Fig. 4 sind mit 19 Zugrollen bezeichnet, mit 2 die Leitung, mit
20 das Leitungsbefestigungsglied und mit 21 der Elektromotor. Während das in Fig.
3 im Profil gezeigte Zugelement flach aufgestellt wird, sei darauf hingewiesen,
daß die Arbeitsstellung dieses Elements veränderbar ist, wie dies auch für die Gegenscheiben
zutrifft, wenn bei der Leitungsverlegung Winkel auftreten. Die Neigung der GegensSYiten
oder der Zugelemente auf den Seiten des Grabens erleichtert die Leitungsverlegung
ohne die Forderung nach Verwendung von speziellen Hilfsteilen.
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Die Anzahl der Zugteile hängt von der Länge der verlegten Leitung
und der Zugspannung ab, welcher die Leitung unterworden wird.
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Die Anlage wird wie folgt benutzt: a) Die Rolle wird auf ihren Ständer
an der Stelle gebracht, an der die Leitungsverlegung zu beginnen ist.
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b) Die erforderlichen Zugteile werden gemäß entsprechenden Berechnungen
längs des Weges angeordnet, der für die Leitungsverlegung vorgesehen ist, wobei
zwischen diesen Teilen soviele Gegenscheiben wie erforderlich vorgesehen werden,
um den Leitungstransport zu gewährleisten.
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c) Anbringen des Generators, der mit dem Steuerwerk an seinem Ausgang
verbunden ist, und Verlegen der Leitung, die zur Speisung der Elektromotore der
Zugteile erforderlich ist, wobei jeder Elektromotor mit der Speiseleitung verbunden
ist.
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d) Aufstellen der Leitungsverlegungs-Operatoren an den erforderlichen
Stellen längs der Leitungsverlegungsstrecke im Zuge der Fortschreitung der Leitungsverlegung.
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e) Einführen -des Endes der Leitung durch das erste Zugelement, Einschalten
der Anlage und Begleiten der Leitung längs der eben verlaufenden Verlegestrecke,
so daß ohne manuelle Zieh wirkung das Ende der betreffenden Leitung auf die Zugteile
und die Gegenscheiben im Zuge der Abwicklung von der Rolle gelegt wird.
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Die Fortbewegung der Leitung wird bewirkt, ohne daß die betreffende
Leitung einer selbstständigen Beanspruchung bzw0 Anspannung ausgesetzt wird. Im
übrigen erfolgt die Leitungsfortbewegung in der Weise, daß der gleichzeitige und
gleichmäßige- Zug konstant sind. Bei der geringsten Anzeige einer Unregelmäßigkeit
wird der Leitungsverlegungs-Operator den Sender einschalten bzw. aktivieren, woraufhin
von diesem Sender ein Signal abgegeben wird, das über die für diesen Zweck an dem
Steuerwerk vorgesehene Antenne empfangen wird und anschließend von dem Empfänger
aufgenommen wird0 Von diesem Empfänger gelangt das betreffende Signal zu dem Verstärker
und betätigt das statische Relais, welches die Speisespannung unterbricht. Daraufhin
werden sämtliche Zugelemente augenblicklich angehalten. Die Aussendung des Signals
wird während der Dauer der Unregelmäßigkeit aufrechterhalten, so daß während des
Andauerns der betreffenden Unregelmäßigkeit die Anlage in keiner Weise eingeschaltet
werden kann. Wenn die Blockierung beendet ist, bewirkt das statische Relais eine
Schließung der Schaltung, woraufhin sämtliche Zugelemente gleichzeitig eingeschaltet
werden und die normale Leitungsverlegung wieder begonnen wird.
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Der Zweck der Spannungsänderungseinrichtung, die zwischen dem statischen
Relais und der von dem Generator her zugeführten Speiseleistung bzw. Speisespannung
liegt, besteht darin, die Drehzahl bzw. die Drehgeschwindigkeit des Motors
zu
regulieren und demgemäß die Vorschubgeschwindigkeit der Leitung. Diese Spannungsänderungseinrichtung
ermöglicht eine entsprechende Anderung für jede Leitungsverlegungsgeschwindigkeit,
so daß nach Wahl einer derartigen Geschwindigkeit sämtliche Motoren mit derselben
Geschwindigkeit bzw.
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mit demselben Wert ansprechen.
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5Zie vorstehend ausgeführt, erhält das statische Relais das Verstärker-Signal
und unterbricht die Speisung der Elektromotoren für die Dauer des Auftretens des
betreffenden Signals.
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Der zwischen dem Empfänger und dessen Speiseleitung eingefügte Spannungsregler
gewährleistet während der Dauer die elektromotorische Speisung der betreffenden
Motoren. Der wischen dem empfänger und dessen Speiseleitung vorgesehene Spannungsregler
gewährleistet ferner eine konstante und geregelte Speisung, so daß der Empfänger
stets unter idealen Bedingungen arbeitet.
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Die Vorteile der Gleichmäßigkeit der unterirdischen Leitungsverlegung,
welche Ziel der Erfindung ist, sind folgende: 1. Die Leitungsverlegung ist vollständig
garantiert.
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2. Menschliche Leistung ist ausgeschaltet.
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3. Vollständige Synchronisation der Arbeit.
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4. Einfache Installation.
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5. Sichere Handhabung und 6. vollständige Flexibilität.
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Die vorstehend aufgeführten Vorteile stehen in deutlichem Kontrast
zu den Schwierigkeiten, die eingangs im Hinblick
auf die Verlegung
von Leitungen aufgezeigt worden sind, wie sie kürzlich in Spanien auf einer Versuchsbasis
durchgeführt worden ist0 Diese Nachteile sind: 1. Unterbrechung der Arbeit, 2. Schwierigkeiten
in der Installation, 3. Schwierigkeiten in der Handhabung und 4. eine geringe Flexiblität.