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Die
vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Installation
von Kabeln, z.B. fiberoptischen oder anderen Kabeln, im Innern von
Installationskanälen,
die vergraben und/oder unter Wasser befindlich sind. Unter dem Begriff „Kabel" sind auch Rohre
oder anderes zu verstehen, die es ermöglichen, Energie, Fluide und
elektrische Signale, Lichtsignale oder andere Signale zu transportieren.
Der Begriff Kabel bezeichnet gleichermaßen einphasige oder dreiphasige
Nieder-, Mittel- und Hochleistungskabel, die eine elektrische Spannung
von z.B. 1.000 Volt oder mehr vertragen und die ein relativ hohes Gewicht
pro Längeneinheit,
z.B. im Bereich von 8 bis 35 kg/m aufweisen.
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Es
sind verschiedene Verfahren zum Installieren von Kabeln außer elektrischen
Hoch- oder Mittelleistungskabeln im Inneren von Kanälen bekannt. Diese
Verfahren werden hier nachstehend beschrieben.
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Unter „Ziehen" wird verstanden,
dass das Kabel an seinem Ende mit einer Schlinge verbunden wird,
die bereits in einem Kanal installiert ist. Diese Schlinge wird
mittels der Trommel einer Winde zurückgezogen, die Letztere aufwickelt
und die Installation des Kabels in dem Kanal durch ein Gleiten des Kabels
im Inneren des Kanals ermöglicht.
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Unter „Ziehen-Schieben" wird ein gleichzeitiges
Ziehen und Schieben unter Verwendung von Mitteln verstanden, die
es ermöglichen,
das Kabel bei seinem Eintritt in den Kanal vorzuschieben, um die Zugbeanspruchung
am Kopf des Kabels zu vermindern und die Installationsdistanz zu
vergrößern. Antriebsmittel
für das
Kabel können
außerdem
etwa auf halber Strecke vorgesehen sein.
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Unter „Druckspülung" wird verstanden,
dass der Installationskanal mit Hilfe eines Fluids zwischen den
Zuführmitteln
für das
Kabel und einer am Kopf des Kabels angebrachten dichten Kapsel unter
Druck gesetzt wird. Der Druck, der im Inneren des Kanals herrscht,
ermöglicht
es somit, die Kapsel zu verschieben, die den Kopf des Kabels zieht.
Das Unterdrucksetzen erfolgt im Allgemeinen mit Luft.
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Unter „Druckspülung-Schieben" wird die Verwendung
von Mitteln verstanden, die es ermöglichen, das Kabel bei seinem
Eintritt in den Kanal vorzuschieben, und die Mitteln zugeordnet
sind, die in dem als „Druckspülung" bezeichneten Verfahren
verwendet werden. Damit wird ebenfalls eine Vergrößerung der
Installationsdistanz des Kabels erreicht.
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Unter „Flotation-Schieben" und/oder „Tragen-Schieben" wird eine Technik
verstanden, in der ein Fluid, ein Gas oder eine Flüssigkeit,
in den Kanal eingespritzt wird, wobei die Reibung des Fluids an der äußeren Hülle des
Kabels die Zugkraft ausübt. Bei
dieser Installationstechnik hat der statische Druck der Luft oder
des Fluids im Inneren des Kanals die Wirkung, dass er das Kabel
wieder aus dem Kanal herausdrückt,
was die Verwendung von Mitteln nötig
macht, um erstens diese Kraft zu kompensie ren, und zweitens um das
Kabel bei seiner Einführung
in den Kanal vorzuschieben.
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Das üblicherweise
für das „Tragen" verwendete Fluid
ist Luft, die in großer
Menge an einer Baustelle vorhanden ist oder Wasser.
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Im
folgenden Text bezeichnet der Ausdruck „Dichte" das Verhältnis zwischen der volumenbezogenen
Masse des Kabels und der volumenbezogenen Masse von Wasser. Es ist
dabei gleich, ob man von der Dichte einer tragenden Flüssigkeit
oder einer Trägerflüssigkeit
spricht. Per Definition ist die volumenbezogene Masse von Wasser
gleich 1.
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Es
ist außerdem
insbesondere auf dem Gebiet der Telekommunikation, bei der fiberoptische
Kabel installiert werden, ein Verfahren bekannt, das Tragen-Schieben
genannt wird, gemäß dem fiberoptische
Kabel in im Boden vorinstallierten Installationskanälen installiert
werden. Diese Technologie scheint schwierig auf elektrische Kabel übertragbar
zu sein, deren Eigenschaften bezüglich
Gewicht pro Längeneinheit
und Dichte zu relativ hoher Reibung und demzufolge zu stark verkleinerten
Installationsdistanzen führen.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft insbesondere die Installation von
einphasigen oder dreiphasigen elektrischen Kabeln, die elektrische
Spannungen von über
1.000 Volt vertragen und die dazu geeignet sind, mittlere und hohe
elektrische Leistungen zu transportieren. Solche Kabel, die an sich
bekannt sind, weisen einphasige Elemente auf, die von einer Hülle aus PEHD
umhüllt
sind, und weisen ein Gewicht pro Längeneinheit von mehr als 0,5
kg/m auf.
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Die
elektrischen Kabel können
auch aus dreien bestehen, wenn die Leistung über drei Phasen transportiert
wird.
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Aufgrund
ihres erhöhten
Gewichts pro Längeneinheit
werden solche Kabel oder solche Zusammenbauten von Kabeln nicht über lange
Distanzen in Installationskanälen
verlegt, wie dieses z.B. bei fiberoptischen Kabeln der Fall ist.
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Das
Einführen
solcher elektrischer Kabel (mit hoher oder mittlerer Leistung) erzeugt
nämlich hohe
Reibungskräfte
mit dem Installationskanal. Solche erhöhten Reibungskräfte führen zu
einer starken Verminderung der Installationsdistanz bei unannehmbaren
Schub- und gegebenenfalls Zugkräften.
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Diese
sehr hohen Kräfte,
die während
der Installation eines Kabels ausgeübt werden, können zu einer
Beschädigung
des Schutzmantels des Kabels oder auch des Installationskanals führen.
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Im
Fall einer hohen Reibung zwischen zwei Materialien vom Typ PEHD
oder PVC oder zwischen PEHD und PVC kann eine Erwärmung festgestellt werden,
die bis zu einem Aufweichen und einer Verschmelzung der beiden Materialien
führt.
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Die
Verwendung von elektrischen Kabeln, die eine äußere Hülle aus PEHD oder aus PVC aufweisen
und die dazu geeignet sind, in einem Installationskanal installiert
zu werden, der ebenfalls aus PEHD oder PVC besteht, führt zu einer
Reibung, die geeignet ist, die Hülle
des elektrischen Kabels auf irreversible Weise zu schädigen.
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Die
elektrischen Kabel werden im Allgemeinen direkt im Boden vergraben
und zwar mittels eines Verfahrens zum Vergraben, das aus dem Öffnen eines
Grabens, dem Anordnen von Kabeln in dem Graben und dem Zuschütten des
Grabens besteht.
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Solche
Bauarbeiten und insbesondere das Wiederzuschütten unter Verwendung z.B.
von Materialien, die während
des Öffnens
des Grabens entfernt wurden, können
zu Schäden
in der äußeren Hülle der
elektrischen Kabel führen.
Defekte in der elektrischen Isolierung oder der Anfang von Schäden derselben
sind die Hauptfolgen. Für
einen solchen Fall ist es unablässig,
die elektrischen Kabel mit einer verstärkten oder angepassten äußeren Hülle zu versehen,
um einen mechanischen und/oder elektrischen Schutz zu bilden.
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Das
Einführen
von elektrischen Kabeln mit mittleren und hohen Leistungen in Installationskanäle setzt
außerdem
insbesondere das Bereitstellen von geeigneten Mitteln zum Vorschieben
voraus, die in der Lage sind, eine ausreichende Schubkraft zu entwickeln.
Die bekannten Mittel zum Vorschieben weisen im Allgemeinen Einheiten
zum Vorschieben auf, die in das Kabel eingreifen, um dieses in den
Installationskanal hineinzuschieben. Das Ausüben einer hohen Schubkraft
setzt einen guten Eingriff der Einheiten zum Vorschieben an dem
Kabel und insbesondere an seiner äußeren Hülle voraus. Ein guter Eingriff
ist unter solchen Bedingungen nur mittels von Zähnen oder vorstehenden Vorsprüngen möglich, die in
das Material der Hülle
eingreifen. Letzteres darf nur Eindrücke aufweisen, die klein genug
sind, um nicht die Leistung des Kabels zu vermindern, was bei hohen
Schubkräften
schwierig sicherzustellen ist.
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Ein
Verfahren zur Installation eines Kabels in einem Installationskanal
des hier zuvor erwähnten Typs
ist in den Dokumenten US-A-4,941,774, US-A-5,967,495 und GB-A-2
190 457 beschrieben.
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Dem
entgegen führt
die Verwendung von Einheiten zum Vorschieben, die in Berührung mit dem
Kabel eine glatte Oberfläche
aufweisen, durch die hohe auszuübende
Schubkraft zu einem Rutschen und als Konsequenz zu einem Erwärmen der Hülle, was
zunächst
zu einer Verringerung der Vorschubgeschwindigkeit oder der Installationsgeschwindigkeit
des Kabels in dem Kanal und anschließend zur Zerstörung der
Hülle durch
Verschmelzen und Abreißen
der Hülle
führt.
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Das
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile der Techniken
des Vergrabens oder die Einschränkungen
zu beheben, die mit Installationstechniken verbunden sind, die für elektrische
Kabel in einem Installationskanal bekannt sind.
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Ein
weiteres Ziel ist es, den Aufwand und die Kosten für die Installation
von solchen elektrischen Kabeln deutlich zu reduzieren.
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Die
der vorliegenden Erfindung gesetzten Ziele werden mittels eines
Verfahrens zum Anordnen von elektrischen Kabeln im Boden gemäß Anspruch 1
und einer Vorrichtung gemäß Anspruch
7 erreicht, die die Durchführung
des genannten Verfahrens ermöglicht.
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Erfindungsgemäß besteht
das Verfahren aus dem Installieren zumindest eines elektrischen
Kabels für
hohe oder mittlere Leistungen in einem existierenden oder zuvor
im Boden angeordneten Installationskanal, zum einen durch Vorschieben
des Kabels und zum anderen durch Einspritzen von Wasser unter Druck
in den Installationskanal und zwar auf solch eine Weise, dass das
Wasser als Trägerfluid
und zum Abführen
der thermischen Energie verwendet wird, die aus den Reibungskräften zwischen
dem Kabel und dem Installationskanal resultiert.
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Erfindungsgemäß besteht
das Verfahren im Graben eines Grabens, um die elektrischen Kabel
im Boden anzuordnen, im Entfernen der aus dem Graben stammenden
Materialien zu einer Vorrichtung zum Behandeln, z.B. durch Zerkleinern,
im Anordnen von zumindest einem Installationskanal in dem Graben,
im Zuschütten
des Grabens mit den behandelten Materialien und im Installieren
von zumindest einem elektrischen Kabel für mittlere oder hohe Leistung
in dem Installationskanal, zum einen durch Schieben und zum anderen
durch Einspritzen von Wasser unter Druck in den Installationskanal
und zwar auf eine solche Weise, dass das Wasser als Trägerfluid
und zum Abführen
der thermischen Energie verwendet wird, die aus den Reibungskräften zwischen
dem Kabel und dem Installationskanal resultiert.
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Erfindungsgemäß weisen
die Mittel zum Vorschieben zumindest eine Einheit zum Vorschieben auf,
die zwei übereinander
angeordnete Ketten aufweist, die sich in entgegengesetzter Richtung
drehen und die das elektrische Kabel erfassen, und zwar in einer
Weise, um dieses in dem Installationskanal vorzuschieben.
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Gemäß einer
Ausführungsform
weist das erfindungsgemäße Verfahren
das Kontrollieren der Temperatur des Trägerfluids auf.
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Gemäß einer
Ausführungsform
weist das erfindungsgemäße Verfahren
das Steuern von Mitteln zum Kühlen
des Trägerfluids
in Abhängigkeit
des Resultats des Messens der Temperatur des Fluids auf.
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Gemäß einer
Ausführungsform
weist das erfindungsgemäße Verfahren
das Steuern der Vorwärtsgeschwindigkeit
des elektrischen Kabels in dem Installationskanal in Abhängigkeit
von der Temperatur des Trägerfluids
auf.
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Gemäß einer
Ausführungsform
weist das erfindungsgemäße Verfahren
das Messen der Temperatur des Trägerfluids
am Eingang und am Ausgang des Installationskanals auf, und zwar
in einer Weise, um in Abhängigkeit
davon die Mittel zum Kühlen
des Trägerfluids
zu steuern oder die Vorwärtsgeschwindigkeit
des elektrischen Kabels in dem Installationskanal zu verändern.
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Gemäß einer
Ausführungsform
hängt das
erfindungsgemäße Verfahren
von der Menge der abzuführenden
Energie ab; wenn diese niedrig ist, ändert sich die Temperatur des
Wassers auf Grund der zum Tragen verwendeten Menge des Wassers und
auf Grund dessen Wärmekapazität wenig,
so dass ein manueller Test wie ein Eintauchen der Hand in das Wasser
ausreicht, um ein angemessenes Temperaturniveau des Wassers sicherzustellen,
was ein enormer Vorteil für
die Durchführung
des Verfahrens an Baustellen ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform
umfasst das erfindungsgemäße Verfahren
das Verwenden eines elektrischen Kabels, dessen Dichte bei 1 bis
3 liegt.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
wird jede Kette durch einen Zusammenbau von Kettengliedern gebildet,
deren äußeres Profil
Rippen aufweist, die im Wesentlichen quer zur Vortriebsrichtung
der Kette angeordnet sind, und zwar in einer Weise, um mit dem elektrischen
Kabel in Eingriff zu treten.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
bestehen die Rippen aus Aluminium.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Vorrichtung weisen die Rippen ein im Wesentlichen halbzylindrisches
Profil auf, um deren Kontaktfläche
mit dem elektrischen Kabel zu vergrößern.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
weisen die Rippen in Vortriebsrichtung der Kette ein Profil auf,
dessen Querschnitt eine geneigte Rückseite, eine flache Oberseite
und eine steile oder vertikale Vorderseite aufweist.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
weisen die Rippen eine Höhe
von 1 bis 2 mm auf.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist die Einheit zum Vorschieben dazu ausgelegt, ein Kabel mit einem
kreisförmigen
Querschnitt oder einen Zusammenbau aus drei verdrillten Kabeln anzutreiben.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
weist diese drei Einheiten zum Vorschieben auf, die hintereinander
angeordnet sind, um das elektrische Kabel oder den Zusammenbau aus
Kabeln vorwärts
zu bewegen.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
weist diese Mittel zum Steuern und zum Synchronisieren der Umlaufgeschwindigkeit
der Ketten mit der Rotationsgeschwindigkeit auf, die dem Abwickeln
des Kabels von der Trommel entspricht.
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Gemäß noch einer
Ausführungsform
weist die Vorrichtung ferner ein Zuleitungsorgan für das Trägerfluid
auf, die ein Dichtungsorgan aufweist, und der Installationskanal
ist ein gedrehtes Kabel, wobei das Dichtungsorgan von dem Kabel
durchquert wird, um eine dichte Trennwand gegenüber dem Trägerfluid zu bilden, und wobei
diese durch das Kabel während
der Verschiebung des Kabels in Rotation versetzt wird.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform weist
das Dichtungsorgan eine Dichtung auf, die ein Fenster aufweist,
in dem zumindest zwei Lappen mit einer Form ausgebildet sind, die
dem äußeren Profil des
gedrehten Kabels entspricht.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zur Installation von elektrischen Kabeln hat den Vorteil, dass es
die Gesamtkosten einer solchen Installation beträchtlich vermindert. Das elektrische
Kabel, das im Boden angeordnet ist, wird mechanisch und elektrisch
durch den Installationskanal geschützt, und es ist daher nicht
mehr notwendig, eine spezielle Hülle oder
eine verstärkte
Hülle an
dem elektrischen Kabel selbst vorzusehen.
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Ferner
ist es mit dem gleichen Verfahren wie dem, das zur Installation
des Kabels verwendet wird, möglich,
Letzteres aus dem Installationskanal herauszuziehen, um ein anderes
Kabel z.B. mit einer anderen Leistung zu installieren. Es ist somit
für den gleichen
Nutzer oder das gleiche Stadtviertel möglich, die Stromversorgung
anzupassen, ohne dabei neue Gräben
graben oder zusätzliche
elektrische Kabel mit höheren
Leistungen installieren zu müssen.
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Andere
Vorteile ergeben sich außerdem
aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung unter Bezug auf
die beiliegenden Zeichnungen, in denen:
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1 einen
Querschnitt eines erfindungsgemäß in einem
Installationskanal installierten elektrischen Kabels darstellt,
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2 ein
Beispiel für
einen Zusammenbau aus drei Installationskanälen darstellt, die unter einer Hülle gruppiert
sind, wobei die Gesamtheit erfindungsgemäß in einem Graben installiert
werden kann,
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3 eine
schematische Darstellung des Verfahrens für einen Teil der Schritte des
erfindungsgemäßen Verfahrens
ist,
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4 eine
Maschine zeigt, die dazu geeignet ist, gewisse Schritte des Verfahrens
gemäß der Erfindung
durchzuführen,
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5 eine
schematische Darstellung der Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist,
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6 ein
Detail einer Vorrichtung zeigt, die es ermöglicht, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen,
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7 eine
schematische und teilweise Darstellung des Mittels zum Vorschieben
der Vorrichtung in 6 ist,
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8 und 9 Ansichten
in Perspektive bzw. von oben eines Kettenglieds des Mittels zum Vorschieben
in 7 sind,
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10 eine
vergrößerte perspektivische
Explosionsansicht eines Teils eines Zuleitungsorgangs für das Trägerfluid
ist, die zur in 6 dargestellten Vorrichtung
gehört,
und
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11 und 12 eine
perspektivische Ansicht bzw. eine perspektivische Explosionsansicht
eines Dichtungsorgans des Zuleitungsorgans in 10 sind.
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1 zeigt
ein Beispiel eines Installationskanals 1, der im Querschnitt
dargestellt ist und in dem ein elektrisches Kabel 2 installiert
ist, das z.B. einen leitenden Kern 2a und eine äußere isolierende
Hülle 2b aufweist.
Der Installationskanal 1 wird durch ein geripptes oder
glattes Rohr gebildet und kann gegebenenfalls geschmiert sein. Zur
Installation von Kabeln 2 für elektrische Energie ist es
vorteilhaft, wenn zwischen dem äußeren Durchmesser
des elektrischen Kabels 2 und dem inneren Durchmesser des Installationskanals 1 ein
Verhältnis
von 1,2 bis 1,6 besteht. Die thermischen Ausdehnungseigenschaften der
Kabel 2 und die Beschränkungen,
die mit dem Verfahren zum Verlegen dieser Kabel verbunden sind,
machen ein solches Verhältnis
notwendig.
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Der
Installationskanal 1 kann auch aus drei Rohren 1a, 1b, 1c gebildet
werden, die in einer äußeren Hülle 3 zusammengefasst
sind, wie dies in 2 dargestellt ist. Jedes der
Rohre 1a, 1b, 1c kann so für ein zylindrisches
einphasiges elektrisches Kabel 2 vorgesehen sein. Der Zusammenbau
der einphasigen Kabel ermöglicht
es somit, dreiphasige elektrische Kabel 2 mit hoher oder
mittlerer Leistung zu bilden, die dann mit den Techniken und den
Mitteln, die zum Installieren von einphasigen zylindrischen Kabeln
verwendet werden, im Boden installiert werden können.
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Es
ergeben sich damit keine Mehrkosten im Bereich des Installationsmaterials.
Man behält
außerdem
eine Kleeblattkonfiguration beim Positionieren der Phasen bei. Außerdem kann
das Einführen von
einpoligen Kabeln 2 über
Installationsdistanzen im Bereich von 2,5 km erfolgen, d.h. über viel
größere Installationsdistanzen
als die, die mit einem dreipoligen oder gedrehten Kabel 2 erreicht
werden. Die Dichtheit des Einführungssystems
für das
Kabel 2 ist ebenso gut sichergestellt, wenn das Kabel 2 einen kreisförmigen Querschnitt
aufweist. Die Dichtheit ist notwendig, wenn ein Trägerfluid
unter Druck verwendet wird. Die äußere Hülle 3,
die z.B. thermogeformt ist, dient dazu, die so gebildete Gesamtheit
mechanisch zusammenzuhalten.
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Gemäß der Erfindung
ist es außerdem
möglich,
anstatt des zylindrischen, elektrischen Kabels 2, ein gedrehtes,
elektrisches Kabel, das einen dreiphasigen Strom transportiert,
in dem Installationskanal 1, wie er in 1 dargestellt
ist, zu installieren.
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Die
Installation von elektrischen Kabeln 2 in einen Installationskanal 1 ermöglicht es,
diese durch die mechanischen Eigenschaften des Installationskanals 1,
und zwar Widerstandsfähigkeit
gegen Durchbrechen, gegen Zerdrücken
und gegen Zug, gegen mechanische Belastungen zu schützen. Somit
muss das elektrische Kabel 2 diese Schutzeigenschaften nicht
aufweisen, wie dieses für
die Kabel der Fall ist, die direkt im Boden vergraben werden. Die
elektrischen Kabel, die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
verlegt werden, können
somit einen kleineren Durchmesser aufweisen und können auf
Trommeln mit geringerem Durchmesser aufgewickelt werden. Die Kosten
für die
Herstellung und den Transport werden dabei gleichfalls gemindert.
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3 stellt
ein Schema des Prinzips der Installation eines elektrischen Kabels
in einem Installationskanal dar.
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Die
Vorrichtung zum Durchführen
des Verfahrens gemäß der Erfindung
weist auch Mittel zum Vorschieben 4 auf, die es ermöglichen,
das elektrische Kabel 2 in das Innere des Installationskanals 1 vorzuschieben.
Die Mittel zum Vorschieben werden durch eine Steuereinheit 4a gesteuert,
die es ermöglicht,
sowohl die Vorwärtsgeschwindigkeit
des Kabels als auch die auf das elektrische Kabel 2 ausgeübte Vorschubkraft
zu regeln. Die Steuereinheit 4a ermöglicht es, die Vorwärtsgeschwindigkeit
der Kabel 2 mit der Rotationsgeschwindigkeit zu synchronisieren,
die dem Abwickeln des Kabels 2 von einer Trommel 5 entspricht.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung weist
außerdem
ein Reservoir 6 auf, das ein Trägerfluid, in diesem Fall Wasser 6a,
enthält.
Eine Pumpe 7 ermöglicht
es, das Wasser mit 10 bis 16 bar in das Innere des Installationskanals
einzuspritzen. Die Strömung
des Wassers in dem Installationskanal 1 treibt das Kabel 2 durch
seine Reibung an der äußeren Hülle des
elektrischen Kabels 2 in dem Installationskanal 1 über eine
gewisse Distanz an, die als Installationsdistanz bezeichnet wird.
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So
kann z.B. mit einem Wasserdruck von 13 bar und einer durch die Mittel
zum Vorschieben ausgeübten
Schubkraft von etwa 170 daN ein Energiekabel (für mittlere Spannung), das z.B.
ein Gewicht pro Längeneinheit
von 1,6 kg/m aufweist, mit einer Geschwindigkeit von 20 m/min über eine
Distanz von 1700 m installiert werden.
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Die
Pumpe 7 wird durch ein zusätzliches Steuermittel 7a gesteuert,
um den Wasserdruck einzustellen. Manometer 8 und 9 ermöglichen
es, die Wassermenge bzw. den Wasserdruck in dem Installationskanal 1 zu
messen.
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Die 3 und 4 stellen
schematisch Ausführungsbeispiele
für Mittel
dar, die es ermöglichen,
Schritte des Verfahrens gemäß der Erfindung durchzuführen.
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Wenn
der Installationskanal 1 mittels einer Maschine 10,
wie sie in 4 dargestellt ist, verlegt wurde,
wird in dem Installationskanal 1 unter Verwendung der in 3 schematisch
dargestellten Mittel das elektrische Kabel 2 verlegt.
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Die
Maschine 10 ermöglicht
es, einen Installationskanal 1 im Boden zu verlegen, und
ist vorzugsweise selbstfahrend und weist eine Trommel 11 auf, auf
der der Installationskanal 1 aufgewickelt und gespeichert
ist.
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An
der Maschine 10 ist ein Rad 12 vorgesehen, das
mittels eines Hubzylinders 13 an der Maschine 10 abwinkelbar
ist, um in dem Maß,
in dem sich die Maschine 10 fortbewegt, einen Graben 14 zu graben.
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Ein
Führungsgehäuse 15 ermöglicht es,
den Installationskanal 1 am Boden des Grabens 14 abzulegen.
Der Installationskanal 1 wird vorzugsweise durch eine beliebige
bekannte Vorrichtung, die an dem Führungsgehäuse 15 angebracht
ist, mit einer Warnschicht oder einem Warnnetz 16 bedeckt,
und zwar bevor der Graben 14 zugeschüttet wird. Unter den anderen
Markierungsmitteln besteht eines, das besonders wenig kostet, darin,
die Hülle
des Zusammenbaus von drei Rohren, die schwarz ist, durch eine Hülle roter
Farbe zu ersetzen, wodurch der Erwerb und die Installation einer
Warnvorrichtung vermieden wird.
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Mittel
zum Zuschütten
(hier nicht dargestellt) sind ebenfalls mit der Maschine verbunden
und bewegen sich mit dieser vorwärts.
Der Installationskanal 1 wird somit mit einem einzigen
Durchgang der Maschine 10, die alle Bauarbeiten durchführt, in
den Boden eingebracht.
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Die
Maschine 10 weist insbesondere Mittel zum Entfernen der
aus dem Graben 14 stammenden Materialien sowie Mittel zum
Behandeln auf, die es z.B. ermöglichen,
diese Materialien zu zerkleinern, bevor diese nach hinten transportiert
werden, um den Graben 14 wieder zuzuschütten, in dem jetzt der Installationskanal 1 angeordnet
ist. Wenn der Installationskanal 1 im Boden angeordnet
ist, kann dann in diesem ein elektrisches Kabel 2 installiert
werden. Man stellt zu diesem Zweck eine Trommel 5 bereit, auf
der das elektrische Kabel 2 aufgewickelt ist.
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5 stellt
schematisch auf allgemeine Weise das Einbringen oder Installieren
eines elektrischen Kabels 2 im Inneren eines Installationskanals dar,
der z.B. bereits durch beliebige bekannte Mittel im Boden angeordnet
worden ist. Eine Pumpe 7 ermöglicht es, Wasser 6a unter
Druck in den Installationskanal 1 einzuspritzen, wie dies
durch den Pfeil E schematisch dargestellt ist. Das Wasser 6a,
das das Trägerfluid
bildet, wird nach einer vorbestimmten Installationsdistanz gemäß Pfeil
S ausgestoßen.
Es wird dann eine weitere Pumpe angeordnet, die gegebenenfalls durch
ein weiteres Reservoir 6 versorgt wird, um von neuem Wasser
in Richtung des Pfeils E in einen weiteren Abschnitt des Installationskanals 1 einzuspritzen.
Dies kann sich gegebenenfalls mehrmals wiederholen, um für das elektrische
Kabel 2 eine größtmögliche Installationsdistanz
zu erhalten.
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Das
Einspritzen von Wasser 6a in den Installationskanal 1 erfolgt über mehrere
Zugänge 11,
die zwischen jedem der Installationsabschnitte angeordnet sind,
die sich über
eine Distanz von etwa 2,5 km erstrecken können.
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Die
Vorrichtung, die die Durchführung
des Verfahrens gemäß der Erfindung
ermöglicht,
weist Mittel zum Vorschieben 4 auf, die Ketten 20 aufweisen,
wie dies schematisch in 7 dargestellt ist. Diese Ketten 20 sind
auf beiden Seiten des elektrischen Kabels 2 angeordnet
und üben
auf Letzteres die zu dessen Vorwärtsbewegung
im Installationskanal 1 notwendige Schubkraft aus. Der
durch die Ketten 20 auf das elektrische Kabel 2 ausge übte Schub ergänzt somit
die Wirkung des Trägerfluids
im Installationskanal 1. Um die äußere Hülle des Kabels 2 zu schützen, muss
der Lateraldruck der Ketten 20 so gleichförmig wie
möglich
sein. Letzteres wird dadurch erreicht, dass die Schubkraft auf zwei
oder mehrere identische Schubeinheiten verteilt wird, wobei deren
Anzahl in Abhängigkeit
der gesamten benötigten
Kraft variiert.
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So
können
die Mittel zum Vorschieben 4 z.B. drei Schubeinheiten 4a, 4b, 4c aufweisen,
die miteinander in Serie verbunden sind und durch die das elektrische
Kabel 2 hindurchtritt, wenn es von seiner Trommel 5 abgewickelt
wird. Jede der Schubeinheiten 4a, 4b, 4c ist
mit Ketten 20 und einem Bedienungsrad 21 versehen,
das es ermöglicht,
die Klemmkraft der Ketten 20 an dem elektrischen Kabel 2 einzustellen.
Das Anordnen von z.B. drei Schubeinheiten 4a, 4b, 4c in
Serie, die eine vorgespannte Klemmkraft aufweisen, die einen mit
Hilfe des Bedienungsrad 21 voreingestellten radialen Druck
der Ketten 20 sicherstellt, ermöglicht es, unausweichliche herstellungsbedingte
Variationen des äußeren Durchmessers
des Kabels zu absorbieren. Es wird außerdem ein Rutschen der Ketten
vermieden, das die Installationsleistung beeinflusst.
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Es
ist außerdem
am Eingang des Installationskanals 1 ein Einlassorgan 22 für Wasser
sowie ein Zähler 23 vorgesehen,
der es ermöglicht,
die Länge
des von der Trommel 5 abgewickelten Kabels zu messen, wie
dieses in 6 schematisch dargestellt ist.
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Das
Einlassorgan 22 für
das Trägerfluid,
wie Wasser, ist insbesondere in den 10 bis 12 dargestellt.
Dieses Organ weist eine feste Einfassung 40 und einen sich
drehenden Körper 41 auf,
der drehbeweglich im Inneren der festen Einfassung angeordnet ist.
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Die
feste Einfassung 40 wird aus zwei Halbschalen 43 und 44 gebildet,
die zusammen einen Hohlzylinder definieren, in dem der sich drehende Körper 41 drehbeweglich
ruht. Der Körper 41 weist ebenfalls
die Form eines zylindrischen Körpers
auf, der in Längsrichtung
von dem Installationskanal 1 durchquert wird. Dieser Kanal
ist z.B. ein elektrisches Kabel 45 in gedrehter Form, das
aus drei Adern 46 bis 48 oder Phasen gebildet
wird. In einer anderen Form kann dieses Kabel auch durch zwei Phasen
gebildet werden, die ebenfalls ein Geflecht bilden.
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Das
Trägerfluid
wird durch eine hier nicht dargestellte Eintrittsöffnung in
die feste Einfassung 40 eingeleitet. Um zu verhindern,
dass das Trägerfluid
nicht aus der festen Einfassung 40 nach außen aus der
Vorrichtung austritt, weist der drehbewegliche Körper 41 ein Dichtungsorgan 50 auf,
das quer zur Richtung des Kabels 45 unbeweglich angeordnet
ist, wodurch eine dichte Trennwand gebildet wird.
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Dieses
Dichtungsorgan 50 ist ringförmig und weist ein Fenster 51 auf,
das von dem Kabel 45 durchquert wird. Dieses enster weist
eine Form auf, die dem äußeren Profil
des Geflechts entspricht. Wenn das Kabel durch drei Adern gebildet
wird, weist das Fenster drei Lappen 52 bis 54 auf,
die jeweils von einer der Adern 46 bis 48 durchquert
werden.
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Das
Dichtungsorgan 50 ist durch zwei starre Flansche 55 und 56 und
eine Dichtung 57 gebildet, die zwischen den beiden Flanschen
eingeklemmt ist. Die Flansche und die Dichtung bilden somit eine
Fläche,
die im Wesentlichen quer zur Richtung des Kabels verläuft. Die
Dichtung 57 wird auf dichte Weise an dem Geflecht der Kabel
angebracht und besteht aus Kautschuk oder jedem anderen für dynamische Dichtungen
bekannten Material, während
die beiden Flansche 55 und 56 aus einer Aluminiumlegierung bestehen.
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Jeder
der Flansche besteht aus drei Teilen 60 bis 62 bzw. 63 bis 65,
um deren Zusammenbau um das Kabel 45 herum zu erleichtern.
Die Dichtung 57 ist mit einem Falz 66 ausgestattet,
der durch Deformation das Anbringen an dem Kabel ermöglicht.
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Der
sich drehende Körper 41 ist
unter anderem mit zwei Reihen von Rollen 67 und 68 ausgestattet,
die jeweils am Eingang und am Ausgang des Körpers (bezogen auf die Bewegungsrichtung
des Kabels F) angeordnet sind. Jede Rolle ist an einer der Adern 46 bis 48 des
Kabels angebracht, um einen durch das Kabelgeflecht definierten
Windungsgangwinkel aufrecht zu erhalten.
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Das
Dichtungsorgan 50 wird durch das Kabel 45 in Rotation
versetzt, wenn sich das Kabel in Richtung des Pfeils F bewegt. Der
sich drehende Körper 41,
der mit dieser Einheit verbunden ist, wird ebenfalls in Rotation
versetzt, und zwar so, dass die Dichtigkeit auf einfache Weise erhalten
wird.
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Die
Kette 20 wird durch einen Zusammenbau von Kettengliedern 25 gebildet,
die in den 8 und 9 dargestellt
sind. Jedes Kettenglied 25 weist ein Stahlteil 26 auf,
das dazu vorgesehen ist, die Kettenglieder 25 untereinander
zu verbinden.
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Bohrungen 26 und/oder
andere an sich bekannte Mittel sind vorgesehen, um die Kettenglieder 25 untereinander
zu verbinden. Jedes Kettenglied 25 weist außerdem ein
oberes Teil 28, z.B. aus Aluminium auf, das über eine
Schraube 29 mit dem Stahlteil 26 verbunden ist.
Der obere Teil 28 weist außen, d.h. an der Seite, die
mit dem elektrischen Kabel 2 in Eingriff kommt, im Wesentlichen
quer verlaufende Rippen 30 auf. Letztere werden z.B. durch
Formung erhalten, weisen eine Höhe
von etwa 1 bis 2 mm auf und kommen mit der äußeren Hülle des elektrischen Kabels 2 in
Eingriff. Die Rippen 30 weisen in Umlaufrichtung der Kette 20 eine
besondere Form auf, und zwar eine vordere, im Wesentlichen steil
ansteigende Fläche 30a,
eine im Wesentlichen flache Oberseite 30b, sowie eine hintere
Fläche 30c,
die im Vergleich mit der vorderen Fläche 30a eine geringe
Steigung aufweist. Die Umlaufrichtung der Ketten 20 und
dementsprechend der Rippen 30 ist in 9 schematisch durch
den Pfeil A dargestellt. Es sind somit die im Wesentlichen stark
geneigten vorderen Abschnitte 30a, die an der äußeren Hülle des
elektrischen Kabels 2 angreifen.
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Eine
solche Anordnung, wie auch eine relativ geringe Größe dieser
Rippen 30 ermöglicht
es, eine schädliche
Verletzung der Hülle
der elektrischen Kabel 2 zu vermeiden. Die Rippen 30 weisen
vorzugsweise im Querschnitt des oberen Teils 28 ein halbzylindrisches
Profil auf, dessen Durchmesser dem äußeren Durchmesser der elektrischen
Kabel 2 angepasst ist. Letztere werden somit auf optimale
Weise über
eine sehr große
Oberfläche
eingespannt, und das Risiko eines Rutschens wird stark reduziert.
Um einen Zusammenbau von elektrischen Kabeln 2 in dreieckiger
oder gedrehter Form in einem Installationskanal 1 zu installieren,
weist die Vorrichtung zum Vorschieben nicht zwei, sondern drei Antriebsbänder auf,
die um einen Winkel von 120° zueinander
angeordnet sind, wobei jedes dieser Bänder flache und nicht halbzylindrische
Antriebszähne
verwendet.
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Wenn
elektrische Kabel 2 mit hoher oder mittlerer Leistung erfindungsgemäß in den
Installationskanälen 1 eingebracht
sind, haben die elektrischen Kabel 2 aufgrund ihres relativ
hohen Gewichts pro Längeneinheit
die Tendenz, sich am tiefsten Abschnitt des Installationskanals 1 anzuordnen
und gegen letzteren zu reiben. Das freie, für die Zirkulation des Wassers 6a,
d.h. des Trägerfluids,
zugängliche Volumen
ist somit über
dem elektrischen Kabel 2 größer als darunter. Es wird somit
ein Geschwindigkeits- und Druckgefälle zwischen dem freien Raum,
der über
bzw. unter dem elektrischen Kabel 2 angeordnet ist, erhalten.
Letzteres reibt somit an der Innenwand des Installationskanals 1,
sobald die Dichte des Kabels größer als
eins ist, was für
elektrische Kabel mit mittlerer und hoher Leistung immer der Fall
ist. Es resultiert somit eine Reibung zwischen der äußeren Hülle des
elektrischen Kabels 2 und dem Installationskanal 1,
die die äußere Hülle des
Kabels 2 beschädigen
kann. Das Druckgefälle,
das in dem Kanal 1 zwischen dem oberen freien Raum und
dem unteren freien Raum erhalten wird, die das elektrische Kabel 2 umgeben,
ruft eine Zentrierung des elektrischen Kabels hervor, die den Durchgang
von Wasser 6a unter dem Kabel 2 zumindest intermittierend
ermöglicht.
Der Durchgang von Wasser durch diesen relativ engen unteren freien
Raum ermöglicht
es, Abschnitte, die in Reibkontakt stehen, abzukühlen, was dazu führt, dass
der Reibungskoeffizient beträchtlich reduziert
wird.
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Es
wurde beobachtet, dass ein Anstieg der Temperatur von 20° auf 40°C den Reibungskoeffizienten
in den Bereichen mit Reibkontakt um 20% erhöht. Die Zirkulation von Wasser 6a als
Trägerfluid ermöglicht es
somit, auch die Temperatur von Abschnitten, die mit dem elektrischen
Kabel 2 bzw. dem Installationskanal 1 in Berührung stehen,
unter gewissen Werten zu halten. Es wird somit eine Erhöhung des
Reibungskoeffizienten vermieden. Es ist daher interessant, im Fall
des erfindungsgemäßen Verfahrens
Mittel zum Kühlen
des Trägerfluids,
in diesem Fall des Wassers 6a, und gegebenenfalls Mittel
zum Messen von dessen Temperatur zum Steuern der Kühlmittel
vorzusehen.
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Diese
speziellen Mittel zum Messen der Temperatur und die Anordnung der
Messpunkte können
außerdem
insbesondere am Ende der verlegten Länge oder in dem Falle des Vorhandenseins
einer Zugangskammer zum Netzwerk in der Mitte der Installationsstrecke
vorgesehen sein.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
hat den Vorteil, dass es aufgrund der Kontrolle des Reibungskoeffizienten
durch Messen der Temperatur ermöglicht,
eine relativ gleich bleibende Installationsgeschwindigkeit (Vorschub
des Kabels 2 im Kanal 1) beizubehalten. Die Zirkulation
des Wassers 6a ermöglicht
es außerdem,
elektrostatische Aufladung, die während der Installation des
elektrischen Kabels 2 in dem Kanal 1 auftritt,
abzuführen.