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A. Technischer Hintergrund
der Erfindung
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1. Technisches Gebiet
der Erfindung
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Die
Erfindung liegt auf dem Gebiet des Verlegens von Kabelkanälen im Boden.
Insbesondere betrifft sie ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Installation eines Kabelkanals um ein in den Boden vergrabenes Kabel.
Sie betrifft weiterhin ein Verfahren zur Installation eines Kabelkanals
im Boden unter Einbeziehung eines in den Boden vergrabenen Kabels.
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2. Stand der Technik
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In
immer grösserem
Ausmass nimmt derzeit ein Übergang
in den Telekommunikationsnetzwerken Formen an, der von der elektrischen
Signalübertragung
zur optischen Signalübertragung
geht. Bei diesem Übergang
werden elektrische Kabel, in diesem Falle Kupferkabel, durch optische
Glasfaserkabel ersetzt. Im Gegensatz zu Kupferkabeln werden optische
Glasfaserkabel im Boden nicht direkt, sondern in speziellen Kabelkanälen installiert, üblicherweise in
Gestalt von Kunststoffröhren,
unter anderem aufgrund ihrer grösseren
Verletzbarkeit und ihrer grösseren
nahtfreien Länge.
Falls ein Kupferkabel durch ein optisches Glasfaserkabel zu ersetzen
ist, kann das Kupferkabel ausgegraben werden und durch solch eine
Kunststoffröhre
ersetzt werden, in der das optische Glasfaserkabel später eingeführt und
installiert wird. Da das Graben von Gräben im Boden teuer und zeitintensiv
ist, werden auch grabenfreie Installationstechniken eingesetzt,
abhängig
von den Umständen.
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Verschiedene
grabenfreie Installationstechniken zur Installation von Kabelkanälen im Boden sind
bekannt. So beschreibt beispielsweise die Druckschrift [1] (siehe
unter C für
Details in Bezug auf die genannten Druckschriften) eine Technik
zum Bohren mit der Hilfe eines Bohrkopfes, der an dem vordersten
Ende einer Bohrstange vorgesehen ist, welche von einer Anzahl von
verbundenen hohlen röhrenförmigen Bohrstababschnitten
ausgebildet ist. Bei dieser Technik wird der Bohrkopf, während er sich
dreht, im Boden vorgeschoben, optional zusammen mit dem Bohrstab,
während
zu derselben Zeit eine Bohrflüssigkeit
durch den Hohlraum des Bohrstabes und den Bohrkopf gedrückt wird.
Während des
Bohrprozesses werden kontinuierlich neue Bohrstababschnitte von
hinten an der Rückseite
angesetzt. Während
dieser Tätigkeit
wird der Bohrkopf von oberhalb des Bodens funkgraphisch verfolgt
und durch den Bohrstab geführt.
Sobald der Bohrstab einen gewünschten
obererdigen Endpunkt erreicht hat, wird ein zu installierender Kabelkanal
an diesem Endpunkt an dem vordersten Ende des Bohrstabes angesetzt.
Der Bohrstab wird dann von dem gebohrten Loch zurückgezogen,
womit der Kabelkanal in das gebohrte Loch eingezogen wird, optional
vorausgegangen von einem Erweiterungsbohrer. Solch eine geführte Bohrtechnik
weist den Vorteil auf, dass die existierende Infrastruktur, so wie
Wasserwege, Schnellstrassen und Eisenbahnen nicht gestört werden.
Diese bekannte Technik hat jedoch eine Anzahl von Nachteilen. Sie
ist ziemlich teuer, unter anderem aufgrund des notwendigen Navigationssystems
für den
Bohrkopf. In städtischen
Gebieten besteht ein erhöhtes
Risiko der Beschädigung
von bestehenden Wasserleitungen, Gasleitungen, Elektrizitätsleitungen
und anderen Leitungen, unter anderem aufgrund der begrenzten Genauigkeit
der Navigation. Die Bohrköpfe
benötigen
eine gewisse Steife, die in feststellbarer Weise die Kurvenradien
auf dem Bohrweg begrenzen. Zusätzlich
bleiben beim Ersatz die benutzten Kupferkabel im Boden, was unerwünscht ist, unter
anderem aus Umweltbetrachtungen.
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Die
Druckschriften [2], [3] und [4] beschreiben jeweils eine Technik
zum Ersatz von Bodenkabeln, in der eine bestimmte Grab apparatur
eingesetzt wird, die sich um das Bodenkabel herum in axialer Richtung
unter hydraulischem Antrieb vorwärtsbewegt
und welche den sich um das Kabel befindlichen Boden löst und wegwäscht, wonach
das Kabel in einfacher Weise aus dem Boden gezogen werden kann. Dieses
Gerät ist
mit speziellen Düsen
versehen, um eine Flüssigkeit
auszustossen, die durch eine Flüssigkeitsleitung
zugeführt
wird, welche der Apparat entlang des Kabels mitführt, wenn er sich vorwärtsbewegt.
Parallel hierzu trägt
der Apparat auch zwei Zuführungsleitungen
für die
Zuführung
einer hydraulischen Flüssigkeit
für den
hydraulischen Antrieb. Während
der Extraktion wird das Ersatzkabel in den Boden am Ende des zu
ersetzenden Kabels eingezogen. Diese bekannten Techniken können eingesetzt werden,
um Kabelkanäle
zu installieren, falls ein Kabelkanal anstelle eines Kabels gezogen
wird. Die Vorteile eines solchen Verfahrens zur Installation von Kabelkanälen im Boden
bestehen darin, dass ein Navigationssystem weggelassen werden kann,
dass das Risiko andere im Boden befindliche Leitungen zu beschädigen minimal
ist, und dass das zu ersetzende Kabel nicht ungenutzt im Boden als
ein störendes Objekt
verbleibt und es kann auch recycelt werden. Ein Nachteil ist jedoch,
dass die entlang des Gerätes geführten Leitungen
durch das gebohrte Loch hindurchgezogen werden müssen und dies über die
gesamte Länge
in einer ungeschützten
Art und Weise, und dass sie nach dem Lösen des Kabels in dem Boden
entfernt werden müssen,
bevor oder zur selben Zeit wie das Entfernen des Kabels stattfindet.
Unter diesen Umständen
besteht ein zusätzliches
Risiko, dass das gebohrte Loch, welches sich um das gelöste Kabel
gebildet hat, beeinträchtigt
wird, insbesondere falls das gebohrte Loch einen ziemlich verwundenen
Pfad beschreibt.
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Die
Druckschrift [5] beschreibt eine Technik zum Auslegen von Kabelkanälen im Boden
in einer grabenfreien Weise, bei welcher eine Röhre in den Boden über ein
bestehendes Kabel eingeführt wird. Solche
Techniken benutzen eine sogenannte Rammbock-Apparatur, die sich koaxial unter pneumatischem
Antrieb über
das Kabel vorschiebt, während der
Boden um das Kabel zur Seite gedrängt wird. Während des Vortriebs zieht das
Gerät eine
mit ihm verbundene Röhre,
die über
das aus dem Boden befreite Kabel aufgleitet. Durch die Röhre bestehen
Zuführungsleitungen
für komprimierte
Luft und möglicherweise
wird ein Gleitmittel zugesetzt. Der pneumatische Antrieb besteht
durch das Mittel von Kolbenzylindern, die mit dem Apparat montiert
sind, die eine oszillierende Schlagbewegung unter dem Einsatz komprimierter
Luft ausführen,
womit im Ergebnis der Apparat über
das Kabel in ruckartiger Weise fortgleitet. Durch solch eine Technik
kann ein Kabelkanal in grundsätzlicher
Weise ohne Ausgrabung in einem Boden installiert werden, wobei nach
der Installation eines röhrenförmigen Kabelkanals
um das alte Kabel dieses besagte Kabel danach entfernt werden kann, wonach
der Kabelkanal für
den Einsatz eines neuen Kabels bereit ist. Diese besagte Technik
hat auch die Vorteile, dass kein Navigationssystem notwendig ist, dass
die Risiken der Beschädigung
von anderen Kabeln im Boden minimal sind und dass das alte Kabel in
einer einfachen Art und Weise entfernt werden kann. Ein zusätzlicher
Vorteil liegt darin, dass die mitgeführten Zuführungsleitungen in einer geschützten Art
und Weise in der von dem Gerät
gezogenen Röhre
angeordnet sind. Diese Technik hat jedoch eine gewisse Anzahl von
Grenzen. Die Zugkräfte,
die von dem Rammbock-Gerät
auf das vorderste Ende der Röhre
ausgeübt
werden, können
bald unzureichend sein, um eine Röhre, die stetig in ihrer Länge grösser wird,
durch das gebohrte Loch im Boden über das Kabel gleiten zu lassen,
insbesondere, falls das besagte Kabel in verwundener Weise im Boden
angeordnet ist. Darüber
hinaus ist der Einsatz eines pneumatisch angetriebenen Rammbocks
nicht immer geeignet. Der Apparat arbeitet zum Beispiel nicht sehr gut
oder überhaupt
nicht in weichem Boden, wobei Vibrationen im harten Boden aufgrund
der pneumatischen Stösse
auftreten können.
Diese besagten Vibrationen können
für Gebäude in der
Umgebung schädlich
sein. Weiterhin erfordert das Mitführen der Zuführungsleitungen
einen relativ grossen Innendurchmesser für die Röhre in Bezug auf den Innendurchmesser
des Kabels. Schliesslich können
Abweisermittel für
die Erde, welche Mittel am vordersten Ende des Gerätes angeordnet
sind, den Vortrieb der Röhre
behindern.
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B Zusammenfassung der
Erfindung
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Das
Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzusehen,
mit denen ein Kabelkanal im Boden installiert werden kann, bei denen die
Nachteile aus den oben diskutierten bekannten Techniken nicht auftreten,
aber deren Vorteile genutzt werden können.
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Das
Verfahren betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäss einer
in der Druckschrift [5] beschriebenen Technik, bei denen ein Kabelkanal über ein
im Boden vergrabenes Kabel aufgeglitten wird. Anstelle der Ausübung von
Zugkräften
auf ein vorderstes Ende des Kabelkanals, wird der Kabelkanal über das
Kabel durch das Ausüben
von Druckkräften auf
den Kabelkanal aufgeglitten.
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Ein
Verfahren zur Installation eines Kabelkanals um ein im Boden vergrabenes
Kabel umfasst die Schritte:
- – Entfernen
des Bodens um das Kabel in einer vorwärtsgerichteten longitudinalen
Richtung, startend von einem freien Ende des vergrabenen Kabels,
und
- – Vorschieben
eines vordersten Endes des Kabelkanals und der nachfolgenden Teile
des Kabelkanals in der vorwärtsgerichteten
longitudinalen Richtung über
den aus dem Boden befreiten Teil des Kabels, startend von dem freien
Ende aus,
für
die Definition des Verfahrens unter Bezugnahme auf die Druckschrift
[5], - – Ausüben von
Druckkräften
mit der Hilfe von Schiebemitteln, die in den Kabelkanal in der vorwärtsgerichteten
Richtung eingreifen, und
- – Ausüben von
Zugkräften
auf das Kabel durch das Mittel von Zugmitteln, die in das freie
Ende des eingegrabenen Kabels in einer Richtung eingreifen, die
im wesentlichen entgegengesetzt zu vorwärtsgerichteten Richtung ist,
wobei die Zugmittel einen Zugdraht umfassen, der durch den Kabelkanal über ein
rückwärtigstes
Ende von diesem hindurch läuft
und mit dem freien Ende des vergrabenen Kabels verbunden ist.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des
Verfahrens in Übereinstimmung
mit der Erfindung umfassen die Zugmittel Windenmittel, die einen Windendraht
umfassen, der den Zugdraht bildet.
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Bei
einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
des Verfahrens in Übereinstimmung werden
die Druckkräfte
durch das Halten des vollends rückwärts befindlichen
Endes des Kabelkanals gegen Haltermittel erzeugt werden, die zusammen mit
den Windenmitteln in gegeneinander festen Positionen auf Trägermitteln
angeordnet sind, die in der Vorwärtsrichtung
verschiebbar sind, während
zur selben Zeit das Spannen und Aufwickeln des Windendrahtes mit
den Windenmitteln geschieht. Dies ist sehr vorteilhaft, da keine
weiteren Antriebsmittel ausser denen für die Windenmittel benötigten vorgesehen werden
müssen.
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Weitere
bevorzugte Ausführungsbeispiele sind
auf die Installation eines Kabelkanals in einem einzigen Stück gerichtet
und auf einen Kabelkanal, der miteinander verbindbare Segmente aufweist.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird
die Tatsache ausgenutzt, dass ein röhrenförmiger Kabelkanal, der in relativ
einfacher Weise über ein
Kabel aufgleiten kann, einen Innendurch messer haben muss, der in
solch einer Art und weise grösser als
der Aussendurchmesser des Kabels ist, dass durch den Raum, der zwischen
der Innenwand des Kabelkanals und dem Kabel besteht, ein Fluid,
aber vorzugsweise eine Flüssigkeit
in die Richtung gepresst werden kann, in der der Kabelkanal über das Kabel
geglitten wird, um als eine Bohrflüssigkeit zu dienen. Vorzugsweise
wird ein Ausspeielement eingesetzt, welches das Kabel umfasst und
in seiner longitudinalen Richtung beweglich ist, welches Element
mit dem vordersten Ende des Kabelkanals verbunden ist, wobei die
Flüssigkeit
in Richtung auf und durch das Ausspeielement auf den Bereich vor
dem Ausspeielement geleitet wird.
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Bei
einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
des Verfahrens tritt der Schritt des Freilegens mit Einsatz eines
pneumatischen oder hydraulischen Antriebs für die Freilegungsmittel auf, wie
das oben genannte Grab- und Rammbockgerät, wobei die Mittel mit dem
vordersten Ende des Kabelkanals verbunden sind, und wobei die Zuleitungen zum
Antrieb solcher Freilegungsmittel mit dem Kabel parallel in dem
Kabelkanal mitgeführt
werden. Die besagten bevorzugten Ausführungsbeispiele weisen den
grossen Vorteil auf, dass gleichzeitig mit der Ausübung von
Druckkräften
auf den Kabelkanal Zugkräfte
auf das vorderste Ende des Kabelkanals ausgeübt werden, welche Kräfte die
besagten Druckkräfte
unterstützen.
So können
erheblich grössere
Installationslängen
für den
Kabelkanal erreicht werden, im Gegensatz zu dem Fall einer ausschliesslichen
Ausübung
von Druck- oder Zugkräften.
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Eine
Vorrichtung zur Installation eines röhrenförmigen Kabelkanals um ein im
Boden vergrabenes Kabel in Übereinstimmung
mit der Erfindung umfasst: Freilegungsmittel zum Freilegen des Bodens um
das Kabel in einer vorwärtsgerichteten
longitudinalen Richtung, startend von einem freien Ende des eingegrabenen
Kabels,
- – Windenmittel,
die mit einem Windendraht versehen sind, der mit Kopplungsmitteln
für eine
zugfeste Verbindung mit einem freien Ende des vergrabenen Kabels
ausgestattet ist,
- – Klemmmittel
zum Klemmen des rückwärtigsten Endes
des Kabelkanals, und
- – verschiebbare
Stützmittel,
auf denen die Windenmittel und die Klemmmittel in gegenseitig zueinander
fixierten Positionen aufeinander montiert sind, so dass, wenn bei
der Betätigung
der Windendraht durch den Kabelkanal hindurchgeführt worden ist und mit dem
freien Ende des vergrabenen Kabels verbunden ist, und das rückwärtigste Ende
des Kabelkanals durch das Haltermittel geklemmt worden ist, Druckkräfte auf
das besagte rückwärtigste
Ende des Kabelkanals durch Anziehen des Windendrahtes durch Aktivierung
der Windenmittel ausgeübt
werden können.
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Andere
bevorzugte Ausführungsbeispiele der
Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen gekennzeichnet.
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C Druckschriften
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- [1] Handelsprospekt von TERRABOR® 2001 "A directional drilling
system", Craelius,
E 110388;
- [2] DE-A-33 31 291;
- [3] GB-A-2,103,888;
- [4] GB-A-2,085,670;
- [5] DE-A-38 26 513.
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D Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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Die
Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf eine Zeichnung beschrieben,
welche die folgenden Figuren umfasst:
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1 zeigt
in diagrammartiger Weise einen Querschnitt durch ein im Boden vergrabenes
Kabel, über
das ein Kabelkanal über
eine gewisse Länge durch
das Verfahren gemäss
der Erfindung aufgeglitten ist;
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2 zeigt
in diagrammartiger Weise die Vorrichtung in Übereinstimmung mit der Erfindung bei
einer ersten Stufe der Durchführung
des Verfahrens;
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3 zeigt
in diagrammartiger Weise die Vorrichtung in Übereinstimmung mit der Erfindung
in einer zweiten Stufe der Durchführung des Verfahrens;
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4 zeigt
in diagrammartiger Weise ein Ausspeielement in Übereinstimmung mit der Erfindung
während
der Ausführung
des Verfahrens zur in der 3 dargestellten
Stufe; und
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5 zeigt
in diagrammartiger Weise einen Querschnitt durch ein Verbindungsstück, mit
dem zwei Kabelkanalsegmente zusammen in einer dritten Stufe der
Durchführung
des Verfahrens verbunden sind.
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E Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
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Ein
Ausführungsbeispiel
eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Installation eines röhrenförmigen Kabelkanals
um ein im Boden vergrabenes Kabel in Übereinstimmung mit der Erfindung
wird unten beschrieben. Bevor das Ausführungsbeispiel in grösserem Detail
beschrieben wird, werden wesentliche Merkmale von ihm in Bezug auf
die 1 beschrieben. Die 1 zeigt
in diagrammartiger Weise einen longitudinalen Schnitt durch ein
Kabel 1, welches im Boden 2 vergraben ist. Ein
röhrenförmiger Kabelkanal 4,
der im Nachhinein nur als Kanal bezeichnet wird, der oberhalb des
Bodens zugeführt wird,
ist über
ein ausgegrabenes freies Ende 3 des Kabels über eine
gewisse Länge
aufgeglitten worden ist. Um den Kanal weiter über das Kabel im Boden von
dieser Situation ausgehend gleiten zu können, wird eine Zugkraft Ft (siehe Pfeil Ft)
auf das befreite Ende 3 in dem Kanal 4 ausgeübt und Druckkräfte Fd (siehe Pfeile Fd)
werden auf ein oberirdisches Ende 4.1 des Kanals in einer
Richtung ausgeübt,
die im wesentlichen entgegengesetzt zur Richtung der Zugkräfte Ft ausgeübt.
Dies impli ziert in der Tat, dass das Kabel durch den Kanal an seinem
Ende 3 gespannt wird.
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Gleichzeitig
mit der Ausübung
der Zug- und Druckkräfte
wird eine Flüssigkeit
(Pfeile v) unter Druck in den Kanal 4 über das oberirdische Ende 4.1 des
Kanals in Richtung eines vordersten Endes 4.2 des Kanals
gepumpt. Die besagte Flüssigkeit
fliesst aus dem Kanal an dessen vorderstem Ende 4.2 und tritt
in den Boden lokal um das Kabel ein und weicht diesen auf, wäscht ihn
zumindest teilweise weg, womit im Ergebnis ein Raum 5 um
das vorderste Ende 4.2 erzeugt wird, welcher Raum 5 in
einfacherer Weise für
das vorderste Ende des Kanals penetrierbar ist, als ein nicht aufgeweichter
Bodenbestandteil. In dem Raum 5 wird das vorderste Ende 4.2 des
Kanals 4 in weiterer Weise aufgeglitten, als Ergebnis der
resultierenden Wirkung der Zug- und Druckkräfte, die oben erwähnt worden
sind.
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Es
ist festzuhalten, dass die Beschreibung „oberhalb des Bodens" des Endes 4.1 des
Kabelkanals 4 allgemein zu verstehen ist als der Teil des
Kanals, der noch nicht um das Kabel installiert worden ist.
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Um
fähig zu
sein, jeglichen Biegungen des Kabels gut zu folgen, während das
Kabel vorgeglitten wird, muss der Kabelkanal einen gewissen Grad
von Flexibilität
aufweisen. Das Anziehen des Kabels durch den Kanal hindurch vermeidet,
dass Kanal und Kabel sich gegenseitig bewegen und infolge der Ausübung der
Zugkräfte
gestaucht oder geknickt werden, im Falle, dass solch ein biegsamer
Kanal eingesetzt wird, womit im Ergebnis das Vorgleiten schwieriger
oder selbst blockiert (gesperrt) werden kann.
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Anstelle
des Einsatzes einer unter Druck stehenden Flüssigkeit zur Erzeugung eines
freien Raumes, in dem das vorderste Ende des Kabelkanals vorgeglitten
werden kann, kann auch ein Rammbock-Gerät
nach Druckschrift [5] angewandt werden. Auch können Grabapparate, wie sie
in den Druckschriften [3], [4], [5] beschrieben worden sind, nach einigen
Veränderungen
eingesetzt werden, so dass sie entlang eines Kabelkanals um das
Kabel getragen werden können,
und wobei die Zuleitungen wie für
den hydraulischen Antrieb durch den Kabelkanal geführt werden.
Der Einsatz von solchen Bohr- und Grabmitteln hat den Vorteil, dass
gleichzeitig mit den auf den Kabelkanal ausgeübten Druckkräften und den
auf das Kabel ausgeübten
Zugkräften,
auch Zugkräfte
auf das vorderste Ende des Kabelkanals ausgeübt werden. Im Ergebnis kann
die Installationslänge
für einen
Kabelkanal unter solchen Umständen
in wesentlicher Weise vergrössert
werden. In der Folge werden beispielhafte Ausführungsbeispiele nun in grösserem Detail
ausgearbeitet, in denen unter Druck stehende Flüssigkeit mit dem Kanal selbst
als Zuführungsleitung
eingesetzt wird, so dass es jedoch nicht notwendig ist, zusätzliche
Zuleitungen durch den Kabelkanal mitzuführen. Darüber hinaus wird ein relativ
einfaches Ausspeielement ausreichen, welches um das Kabel herum
verschiebbar ist und welches direkt mit dem vordersten Ende des
Kabelkanals verbunden ist.
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2 und 3 zeigen
in diagrammartiger Weise jeweils eine erste beziehungsweise eine
zweite Stufe der Durchführung
des Verfahrens und eine zugeordnete Vorrichtung, mit der ein Kabelkanal 21 über ein
im Boden vergrabenes Kabel 22 aufgeglitten wird. Um zu
der ersten Stufe zu gelangen, wird ein Kabelende 22.1,
jetzt im folgenden als vorderstes Ende 22.1 des Kabels
bezeichnet, des vergrabenen Kabels 22 aus dem Boden befreit,
beispielsweise durch Graben eines Lochs 23 im Boden um
das besagte Ende. Das andere (nicht dargestellte) Kabelende, welches
hier als rückwärtigstes
Ende des Kabels bezeichnet wird, wird auch ausgegraben und fixiert. Zwischen
dem vordersten und dem rück wärtigsten Ende
des Kabels muss der Kabelkanal um das Kabel im Boden installiert
werden. Ein Windendraht 24 wird an dem vordersten Ende 22.1 durch
das Mittel einer zugfesten Kopplung 35 befestigt. Bei dieser
Ausführung
wird der Windendraht 24 durch den Kabelkanal 21 von
einer Winde 25 geführt,
die in permanenter Weise auf einer mobilen Stützplattform 26 angeordnet
ist. Der Kabelkanal 21 wird über seine gesamte Länge oberirdisch
ausgelegt, beispielsweise auf dem Boden, aber vorzugsweise über einen
oder mehrere mobile Kabelkanalführungen 27.
Die Länge
des ausgelegten Kabelkanals entspricht der Länge des Kabels im Boden zwischen
den vordersten und rückwärtigsten
Kabelenden, die ausgegraben worden sind. An dem vordersten Ende 21.2 des
Kabelkanals 21 ist ein Ausspeielement 28 angeordnet.
Das Ausspeielement weist eine Durchführungsöffnung 29 auf, über die
der Windendraht 24 aus dem Kabelkanal gebracht wird. Die
Durchführungsöffnung 29 des
Ausspeielementes 28 weist einen Durchmesser auf, der etwas
grösser
ist als der Durchmesser des Kabels, so dass das Ausspeielement in
einfacher Weise über das
Kabel 22 mit einigem Spiel geglitten werden kann. Ein rückwärtigstes
Ende 21.1 des Kabelkanals 21 ist mit einem Auslasskanal 30 einer
Zuführungseinheit 31 zur
Zuführung
einer Flüssigkeit
unter Druck verbunden. Die Zuführungseinheit 31 ist
auch in permanenter Weise auf der Stützplattform 26 montiert.
Zum Zwecke des Ankoppelns eines Endes eines Kabelkanals ist die
Zuführungseinheit 31 um
den Auslasskanal 30 mit Aufnahmemitteln 32 versehen, in
denen das rückwärtigste
Ende 22.1 des Kanals in einer geklemmten und flüssigkeitsdichten
Weise aufgenommen werden kann. Die Zuführungseinheit 31 ist
weiterhin mit einem Einlasskanal 33 versehen, mit dem eine
Zuführungsleitung
(nicht dargestellt) für
die Flüssigkeit
verbunden ist und mit einer Durchführungsöffnung 34, die für die Flüssigkeit
in einer leckagefreien Weise für
den Windungsdraht 24 abgedichtet ist. Die Durchführungsöffnung 34 ist
in Bezug auf den Auslasskanal 30 in solch einer Weise angeordnet,
dass der Win dendraht 24 in die Leitung von der Winde 25 durch
die Zuführungseinheit 31 in
einer im wesentlichen geraden Leitung über die Durchführungsöffnung 34 und über den
Auslasskanal 30 eingeführt
wird.
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Jede
mobile Leitungsführung 27 ist
dergestalt, dass ein Kabelkanal in longitudinaler Richtung mit einigem
Widerstand über
die Führung
gedrückt werden
kann; das heisst, dass, falls ein Kabelkanal von der Kanalführung gestützt in longitudinaler
Richtung vorgeschoben wird, die Kabelführung mit ihm mitbewegt wird,
bis diese Fortbewegung blockiert wird.
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Aus
der in 2 dargestellten Anordnung wird der Windendraht 24 mit
der Winde 25 zuerst gespannt und dann über eine gewisse Länge (in
Pfeilrichtung A) aufgewickelt. Im Ergebnis aufgrund der festen Anordnung
der Winde 25 in Bezug auf die Zuführungseinheit 31,
der zugfesten Verbindung am rückwärtigsten
Ende 22.1 des Kanals in der Zuführungseinheit 31 und
der Bewegbarkeit der Stützplattform 26 wird
das vorderste Ende 22.1 des Kabels in den Kabelkanal 21 durch
das Ausspeielement 28 gezogen, oder, in anderen Worten,
der Kabelkanal wird über
den Windendraht und das vorderste Ende des Kabels aufgeglitten.
Die Länge, über welche
der Windendraht 24 in diesem Prozess aufgewickelt wird,
ist beispielsweise dergestalt, dass das Ausspeielement 28 mit
dem Boden in dem Loch 23 zusammenstösst. Um eine geeignete Führung des
vordersten Endes 22.1 des Kabels in die Durchführungsöffnung des Ausspeielementes
zu erreichen, während
es eingezogen wird, ist die zugfeste Verbindung 35 des
Windendrahts 24 mit dem vordersten Ende 22.1 des
Kabels vorzugsweise mit einem konisch sich erstreckenden Führungsstück für den Übergang
zwischen Durchmessern des Windendrahts und des Kabels versehen.
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Ein
anderes Verfahren zum Einführen
des vordersten Endes des Ka bels, welches mit dem Windendraht verbunden
ist, in das vorderste Ende des Kabelkanals erfolgt wie folgt: zuerst
wird das Ausspeielement 28 um das vorderste Ende 22.1 des
Kabels mit der Hand aufgeglitten. Dann wird der Windendraht, der
durch den Kabelkanal 21 zugeführt worden ist, mit dem Mittel
der zugfesten Verbindung 35 mit dem vordersten Ende 22.1 des
Kabels verbunden, gespannt und über
eine gewisse Länge
aufgewickelt, so dass das vorderste Ende 21.2 des Kabelkanals 21 in
die Richtung von und über
das vorderste Ende 22.1 aufgeglitten wird. Danach wird
das Ausspeielement 21 auf das vorderste Ende 21.2 des
Kabelkanals montiert. Der Windendraht wird dann noch einmal ein
bisschen aufgewickelt, um wieder zu erreichen, dass das Ausspeielement
mit dem Boden im Loch 23 in Kontakt tritt.
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Nach
diesen vorbereitenden Arbeiten wird eine Flüssigkeits-Pumpinstallation (nicht dargestellt) mit
dem Einlasskanal 33 der Zuführungseinheit über das
Mittel einer Zuführungsleitung
(auch nicht dargestellt) verbunden, um Flüssigkeit unter Druck zuzuführen und
dann wird die Anlage in Betrieb genommen. Unter dem Druck wird die
Flüssigkeit
in Richtung des Ausspeielements 28 über den Einlasskanal 33 und
den Auslasskanal 30 der Zuführungseinheit 31 durch
den Kabelkanal 21 gezwungen, zuerst entlang dem ersten
Windendraht 24 und dann entlang dem Kabel 22,
welches bereits in den Kabelkanal eingezogen worden ist, und unter
Druck durch die Öffnungen
(siehe weiter unten für
weitere Details) des Ausspeielementes 28 aus dem Kabelkanal
nach aussen gespritzt. Die ausgespritzte Flüssigkeit imprägniert den
Boden ausserhalb des Kabelkanals mit Flüssigkeit und wäscht ihn
weg. Dies bildet einen Raum 36, der für das vorderste Ende 21.2 des
Kabelkanals penetrierbar ist, welches mit dem Ausspeielement 28 versehen
ist. Der Kanal wird über
das Kabel vorgeführt
und das vorderste Ende 21.2 mit dem Ausspeielement 28 wird
in den besagten eintretbaren Raum 36 durch langsames Aufwickeln
des Windendrahts 24 mit der Winde 25 in der Zwischenzeit
gestossen. Als ein Ergebnis der kontinuierlich zufliessenden frischen
Flüssigkeit
wird konstant frischer eintretbarer Raum 36 erzeugt, in
dem der Kanal 21 in weitergehender Weise über das
Kabel 22 in Richtung des rückwärtigsten Endes des Kabels geglitten
wird und in konstanter Weise in der Vorwärtsrichtung um das Ausspeielement 28 ausgebildet
wird. Um zu vermeiden, dass die Winde während des Aufwickelns zu stark
belastet wird, und um den Druckkräften auf das rückwärtigste
Ende des Kabelkanals zu widerstehen, wird das sich bewegende Chassis
der Trägerplattform
vorzugsweise auch von einem Motor angetrieben. Das sich bewegende
Chassis kann auch mit einem Bremsenmechanismus versehen sein, um
die Vorwärtsbewegung
der Trägerplattform
im Falle eines Knickens oder Stauchens des oberirdischen Teils des
Kabelkanals abzubremsen.
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Um
den Kanal, der vorwärtsgeschoben
wird, entsteht auch ein röhrenförmiger Hohlraum 37,
in dem der Kabelkanal 21 in einfacher Weise vorwärtsgleiten
kann und in dem jegliche Überschussflüssigkeit
in Richtung des ursprünglich
gegrabenen Lochs 23 zurückfliessen
und von dort aus für
eine erneute Benutzung (die nicht gezeigt ist) ausgepumpt werden kann.
Diese Stufe ist in der 3 dargestellt. Falls eine mobile
Kanalführung 27 sich
dem Loch 23 im Rahmen ihrer Vorwärtsbewegung
nähert,
wird die besagte Kanalführung 27 von
unterhalb des Kabelkanals 21 entfernt. Das Entlanggleiten
des über
das Kabel im Boden wird weitergeführt, bis das Ausspeielement 28 das
rückwärtigste
Ende des Kabels erreicht, welches ebenfalls ausgegraben worden ist.
Dann wird der Flüssigkeitszufluss
gestoppt, das Aufwickeln des Windendrahts wird beendet und der Windendraht
wird gelöst.
Das rückwärtigste
Ende 22.1 des Kanals wird dann von der Zuführungseinheit 31 entkoppelt
und die Stützplattform 25 wird
in einigem Abstand von dem rückwärtigsten
Ende 21.1 des Kanals 21 entfernt. Danach wird
der Windendraht 24 von dem vordersten Ende 22.1 des
Kabels entkoppelt. Weil die Stützplattform 26 im
allgemeinen nicht in das Loch 23 bewegt werden kann, wird
das Kabelende 22.1 mit der zugfesten Verbindung 35 des
Windendrahts 24 weiterhin in dem Kabelkanal 21 in
einigem Abstand von dem rückwärtigsten
Ende 21.1 des Kabelkanals angeordnet sein, so dass die
zugfeste Verbindung 35 nicht direkt erreichbar ist, um
den Windendraht 24 zu entkoppeln. In diesem Fall wird ein Stück des Kabelkanals
von geeigneter Länge
abgesägt.
Man kann auch eine Hilfsröhre
von geeigneter Länge
einsetzen, die auch mit dem rückwärtigsten Ende 21.1 des
Kabelkanals gekoppelt und entkoppelt werden kann, und mit der der
Kabelkanal in temporärer
Weise verlängert
wird, so dass der besagte Hilfsröhrenteil
entkoppelt worden ist, und die zugfeste Verbindung 35 direkt
zugänglich
ist. Dagegen kann auch der Windendraht in einer entsprechenden Weise
durch ein Hilfsstück
verlängert
werden, welches dann entkoppelt werden kann.
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Wenn
der Kabelkanal in solch einer Weise um das Kabel im Boden installiert
worden ist, kann in optionaler Weise das Kabel aus dem Kabelkanal
an einer der zwei Enden entfernt werden, beispielsweise durch Ziehen.
Nachdem das (nicht dargestellte) rückwärtigste Ende des Kabels freigegeben
worden ist, kann das Kabel direkt unter Einsatz des Windendrahtes
herausgezogen werden, das heisst ohne es von dem vordersten Ende
des Kabels freizugeben, in dem die Winde weiter aufgewickelt wird
und das Kabel auf die Rolle oder Trommel der Winde aufgewickelt
wird. Es ist klar, dass die Trommel der Winde dann für diesen
Zweck geeignete Dimensionen haben muss. Die Zuführungseinheit 31 ist
vorzugsweise in solch einer Weise unterteilbar, dass sie von dem Windendraht
entfernt werden kann.
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Wasser
kann beispielsweise als Flüssigkeit eingesetzt
werden. Eine Bohrflüssigkeit,
die in Bodenbohrungen häufig
eingesetzt wird, besteht aus Wasser, zu dem Bentonit hinzugefügt worden
ist. Solch eine Bohrflüssigkeit
weist den Vorteil auf, dass die Wände des röhrenförmigen Hohlraums 37 um den
Kanal 21 im Boden verstärkt
werden, womit im Ergebnis ein Kollaps, welcher das Vorschieben schwierig
machen würde,
vermindert wird.
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4 zeigt
einen Längsschnitt
durch ein Ausführungsbeispiel
des Ausspeielementes 28 während der Betätigung (siehe
die in 3 gezeigte Stufe) in grösserem Detail. Dieses Ausführungsbeispiel hat
ein im wesentlichen zylindrisches hohles Gehäuse 41, welches mit
einem gerundeten (widerstandsarmen) Vorderteil 41.1 und
einem offenen Schwanzteil 41.2 versehen ist. Das Gehäuse 41 umfasst
zumindest teilweise einen Hohlraum 42 zwischen dem Vorderteil 41.1 und
dem offenen Schwanzteil 41.2. Der Vorderteil 41.1 ist
mit einer Kabeldurchführungs-Öffnung 43 versehen,
die koaxial mit der zylindrischen Achse des Gehäuses 41 verläuft. Weiterhin ist
das Gehäuse
mit einer Anzahl von Flüssigkeitskanälen 44 versehen,
die durch den verdickten Vorderteil des Hohlraums 42 nach
aussen geleitet werden, die das Gehäuse umfassen und die in Düsen 45 an der
Aussenseite des Vorderteils enden. Die Düsen sind vorzugsweise in konzentrischen
Reihen über
die Aussenseite des Vorderteils verteilt, wobei die Anzahl der Düsen so gewählt wird
um eine gewünschte Ausspritzdichte über eine
gewünschte
Spritzoberfläche
zu erreichen. Die Kabeldurchführungs-Öffnung 43 hat einen
Durchmesser, der etwas grösser
ist als der Kabeldurchmesser. Der offene Schwanzteil 41.2 ist
mit einem Kopplungsmechanismus versehen, der nur beispielhaft als
eine innere Hülse 46 ausgebildet ist,
die in koaxialer Weise in den Schwanzteil 41.2 angeordnet
ist und die teilweise von dem Schwanzteil ausgehend wegsteht und
an der das vorderste Ende 21.2 des Kabelkanals 21 in
koaxialer Weise montiert ist, beispielsweise durch das Mittel einer
(nicht dargestellten) Verschraubung. Das zylindrische Gehäuse weist
einen externen Durchmesser auf, der im wesentlichen gleich ist zum äusseren
Durchmesser des vordersten Endes 21.2 eines Kabelkanals 21,
welches mit dem Schwanzteil 21.2 des Gehäuses gekoppelt
ist oder gekoppelt werden wird. Während der Arbeit der Vorrichtung
wird die Flüssigkeit
v, die unter Druck durch den Kabelkanal 21 entlang dem
Kabel 22 zugeführt
wird, aus dem vordersten Ende 21.1 des Kanals herausfliessen,
daher durch die innere Hülse 46 in
den Hohlraum 42 und nach aussen gepresst und über die
Flüssigkeitskanäle 44 durch
die Düsen 45 und
entlang des Kabels durch die Kabeldurchführungsöffnungen 43 ausgespritzt.
Die Flüssigkeit
v, die nach aussen gespritzt wird und gedrückt wird, weicht den Boden
auf und schwemmt ihn mit der Flüssigkeit an
der Aussenseite des Vorderteils des Ausspeielementes weg, wobei
sich ein freier Raum 36 ausbildet. Zusätzlich, wenn das Ausspeielement
durch die Kabeldurchführungsöffnung 43 hindurchgleitet,
wird das Kabel durch die über
es fliessende Flüssigkeit
reingewaschen.
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Die
Flüssigkeits-Pumpinstallation
kann auch auf der Trägerplattform 26 angeordnet
werden. Um falls notwendig, die Winde nicht zu stark zu belasten, wird
die Flüssigkeits-Pumpinstallation
vorzugsweise getrennt angeordnet, optional sich parallel während der
Arbeit fortbewegend. Dies ist insbesondere der Fall, falls die Flüssigkeit
eine Bohrflüssigkeit
ist, die eine spezifische Zusammensetzung aufweist, die von einem
getrennten Behälter
gespeist werden muss.
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Um
das Verfahren auszuführen,
ist es für
die Zuführungseinheit
nicht notwendig und für
die Winde ebenfalls nicht, in einer gegenseitig festen Anordnung
an einem und demselben mobilen Träger angeordnet zu werden. Sie
können
auch in Positionen vorgesehen sein, die gegeneinander getrennt sind,
aber die Zuführungseinheit
muss immer in einer mobilen Art und Weise angeordnet sein. Die Druckkräfte Fd, die während
der Arbeit auf das rückwärtigste
Ende des Kabelkanals erforderlich sind, können beispielsweise durch eine
Trägerplattform
ausgeübt
werden, deren bewegliches Chassis durch einen Motor angetrieben
wird. Dies ist jedoch nicht notwendig. Die Druckkräfte können an
jeglichen Punkten auf dem gesamten oberirdischen Ende des Kanals
ausgeübt werden.
In dieser Anordnung kann der Windendraht über eine geeignete Länge fixiert
werden oder selbst durch einen Draht mit einer festen Länge ersetzt
werden, von dem ein Ende mit dem vordersten Ende des Kabels verbunden
ist und dessen anderes Ende in der Erde oberhalb des Bodens verankert
ist.
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Um
den Windendraht 24 durch den Kabelkanal hindurchzuführen, ist
der Kabelkanal, beispielsweise wenn er in seiner Länge ausgelegt
wird, mit einem Zugdraht ausgestattet (beispielsweise mit der Hilfe
eines Zugstöpsels,
der durch Pressluft angetrieben wird), mit dem dann der Windendraht
eingezogen wird.
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Das
Ausspeielement kann auch in sich drehender Form ausgestaltet werden.
Zu diesem Zweck ist das Ausspeielement. mit einer sich drehenden Verbindung
an dem vordersten Ende des Kabelkanals versehen und die Düsen im vorderen
Bereich des Ausspeielementes haben eine Orientierung dergestalt,
dass die Flüssigkeit,
die unter Druck ausfliesst, das Ausspeielement zu einer Drehung
um seine Zylinderachse anhält.
Um die Aufbohraktion eines solchen sich drehenden Ausspeielementes
weiter zu erhöhen,
ist die Aussenseite des Vorderteils auch mit schneidenden Messern
versehen. Das Ausspeielement kann auch vorzugsweise in trennbarer
Weise und längsweise
und um das Kabel herum jeweils zusammengebaut beziehungsweise auseinandergebaut
werden. Dies vereinfacht das Montieren des Ausspeielementes um das
Kabel und macht es möglich,
das Ausspeielement selbst in dem Falle zu entfernen, wenn der Kanal
nicht über
das gesamte Kabel installiert werden muss.
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Ein
anderes Verfahren des Drehens des Ausspeielementes ist es, den Kanal
in seiner Gesamtheit über
seine Länge
durch Antreiben des oberirdischen Teils des Kanals in einer sich
drehenden Weise anzutreiben.
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In
dem oben genannten ist ein Ausführungsbeispiel
des Verfahrens beschrieben worden, bei dem der zu installierende
Kabelkanal über
seine volle Länge
vorab ausgelegt wird und dann über
das im Boden befindliche Kabel in einer „gleitenden Bewegung" installiert wird.
Dies ist jedoch nicht notwendig. Der Kabelkanal kann auch in Segmenten
installiert werden, aufeinanderfolgenden Kabelkanalsegmenten, oder
Leitungssegmenten ganz kurz gesagt, beispielsweise 50 Meter lang,
die in Serie miteinander in einer flüssigkeitsdichten Weise gekoppelt
sind und über
das Kabel im Boden aufgeglitten werden. 5 zeigt
einen longitudinalen Abschnitt eines Kopplungsstückes 51, der mit dem
rückwärtigsten
Ende 52 eines ersten Kabelkanal-Segmentes 53 mit
einem vordersten Ende 54 eines zweiten aufeinanderfolgenden
Kanal-Segmentes 54 verbunden ist. Das Kopplungsstück 51 ist
röhrenförmig mit
einem zentralen Teil 56 mit einem äusseren Durchmesser, der im
wesentlichen gleich ist zum äusseren
Durchmesser der Leitungssegmente und auf der anderen Seite des mittleren
Elementes 56, das Verengungen 57 und 58 aufweist,
mit denen die Enden 52 bzw. 54 der Leitungs-Segmente 53 und 55 in
einer flüssigkeitsdichten
Weise gekoppelt sind, beispielsweise durch eine Schraubverbindung.
Ein Belüftungsventil 59 ist im
Mittelteil 56 des Kopplungsstückes 51 installiert. Der
innere Durchmesser des röhrenförmigen Kopplungsstückes 51 ist
um so viel grösser
als der Kabeldurchmesser, das der Flüssigkeitsfluss entlang dem Kabel
in einem Kabelkanal, welcher aus solchen gekoppelten Kanal-Segmenten ausgebildet
ist, während
der Betätigung
nicht behindert ist.
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Die
Hilfsröhre,
die oben beschrieben wurde und die angekoppelt und entkoppelt werden
kann und eine spezifische Länge
aufweist und in Serie mit dem rückwärtigsten
Ende des Kabelkanals gekoppelt ist, um den direkten Zugang zu der
zugfesten Verbindung 35 des Windendrahts 34 (nach
der Entkopplung) zu gewährleisten,
ist vorzugsweise mit der Hilfe des selben Kopplungsstückes 51 gekoppelt.
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Das
segmentierte Installieren des Kabelkanals erfolgt wie folgt. Ein
erstes Kanalsegment 53, welches durch das Mittel eines
Kopplungsstückes 51 erstreckt
ist und ein zweites Kanal-Segment 55 als Hilfsröhre einsetzt,
welches eine spezifische Länge aufweist,
wird über
das Kabel 22 im Boden in einer Weise wie unter Bezugnahme
auf 2 und 3 beschrieben aufgeschoben,
bis das Kopplungsstück 51 das
vorderste Ende 22.1 des Kabels passiert hat. Die Flüssigkeitszufuhr
wird dann gestoppt und das Aufwickeln des Windendrahts 24 wird
gestoppt. Die 5 zeigt genau diesen Zeitpunkt
während
der Betätigung.
Zu diesem Zeitpunkt wird die zugfeste Verbindung 35, die
nur beispielsweise als ein Haken 60, welcher an dem vordersten
Ende 22.1 des Kabels befestigt ist, und ein Ösenloch 61 ausgebildet
ist, welches am Ende des Windendrahts 24 befestigt ist, im
zweiten Kabelsegment 55 als Hilfsröhre angeordnet. Der Windendraht 24 wird
dann gelockert, das rückwärtigste
Ende des zweiten Segmentes 55, welches als Hilfsröhre eingesetzt
wird, wird von der Zuführungseinheit 31 entkoppelt
und das vorderste Ende 54 des zweiten Segmentes wird von
dem Kopplungsstück 51 entkoppelt.
Das zweite Segment 55 wird dann zurück über den gelösten Windendraht 24 aufgeglitten
und der Windendraht 24 wird von der zugfesten Verbindung
35 von dem vordersten Ende 22.1 des Kabels gelöst. Eines
der Enden eines dritten Kanal-Segmentes wird dann mit Hilfe eines
neuen Kopplungsstückes 51 mit
dem vordersten Ende 54 des zweiten Kanal-Segmentes 55 (als
Hilfsröhre
eingesetzt) verbunden und der Windendraht 24 wird durch
das zweite und das dritte Kanal-Segment
vorgeführt
und mit Hilfe der zugfesten Verbindung 35 an dem vordersten
Ende 22.1 des Kabels angekoppelt. Danach wird das andere
Ende des dritten Kanal-Segmentes an dem originalen Kopplungsstück 51 mit dem
rückwärtigsten
Ende 52 des ersten Kanal-Segmentes 53 gekoppelt, wobei
das rückwärtigste
Ende des zweiten Segmentes als Hilfsröhre eingesetzt wiederum mit
der Zuführungseinheit 31 gekoppelt und
der Windendraht 24 wird erneut gespannt. Dieser Zeitpunkt
während
der Betätigung
ist auch in 5 dargestellt mit der Massgabe,
dass 55 nun das dritte Kanal-Segment darstellt und 54 sein
vorderstes Ende ist. Nun wird der Flüssigkeitszufluss erneut angelassen
und das Belüftungsventil 59 von
einem der zwei Kopplungsstücke 51 an
den Enden des dritten Kanal-Segmentes wird auch geöffnet; und
der Windendraht 24 wird erneut langsam aufgewickelt. Dieser
Zeitpunkt während
der Betätigung
entspricht dem in 3 dargestellten Zeitpunkt mit
der Massgabe, dass der Kanal 21 nun aus drei Kanal-Segmenten besteht.
Jedes nachfolgende Kanal-Segment wird in einer ähnlichen Art und Weise zwischen
einem vorausgegangenen Kanal-Segment hinzugefügt, welches bereits um das
Kabel im Boden installiert ist und an dem zweiten Kanal-Segment,
das als Hilfsröhre eingesetzt
wird, bis das Ausspeielement 28 an dem vordersten Ende 21.2 des
Kabelkanals, in diesem Falle das erste Kanal-Segment 53,
das rückwärtigste Ende
des vergrabenen Kabels erreicht.