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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Installation eines Kabels in und/oder zum Herausziehen
eines Kabels aus Kabeldurchziehleitungen. Sie hat insbesondere nicht
nur die Installation und/oder das Herausziehen von optischen Faserkabeln
zum Gegenstand sondern auch das Herausziehen von Kupferkabeln, die
die Mehrzahl von Leitungen belegen und die für andere Verwendungszwecke
wiederverwendet werden können.
Die Erfindung betrifft darüber
hinaus eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
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Die klassischen Installationsverfahren
für Kabel
in Kabeldurchziehleitungen sind häufig sehr teuer, langwierig
anzuwenden und können
zu einer raschen Beschädigung
des Kabels aufgrund seiner Reibung an den inneren Wänden der
Leitungen führen.
Ein klassisches Verfahren, das durch das Schema von 1 veranschaulicht ist, besteht darin,
eine Winde T an einem Ende der Strecke und eine Rolle B eines Kabels 2 am anderen
Ende der Strecke anzuordnen. Es besteht darin, danach den Draht 1 der
Winde T in die Leitungen C einzuführen, dann das Ende des Drahtes 1 an
einem Ende des einzuführenden
Kabels 2 zu befestigen. Die Installation des Kabels 2 in
den Leitungen C wird dann durch Ziehen bewirkt, wobei die Winde
T in der Richtung der in 1 dargestellten
Pfeile betätigt
wird. Andererseits müssen
notwendigerweise Raupensysteme 3 in regelmäßigen Abständen längs der
Strecke angeordnet sein, um einen Halt und eine Führung des
Kabels 2 sicherzustellen. Diese Raupensysteme 3 sind
daher in unterirdischen Kammern Ch1, Ch2, Ch3, Ch4 angeordnet, die
sich im allgemeinen in einem Abstand von 300 m voneinander befinden.
Die kontinuierliche Bewegung dieser Raupensysteme 3 muß darüber hinaus
mit der durch die Winde T ausgeübten
Zuggeschwindigkeit synchronisiert sein. Folglich benötigt dieses
Verfahren die Anwesenheit eines Arbeiters an jedem aktiven Posten, d.
h. an jedem Ende der Strecke und in den unterirdischen Kammern,
in welchen die Zwischenunterstützungen vorgesehen
sind, um auf den guten Ablauf der Arbeitsschritte zu achten.
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Für
dieses Verfahren sind somit die Verwendung von schwerem Gerät, das hinderlich
und häufig
kostspielig ist, und das Verfügbarmachen
einer großen
Anzahl von Arbeitern nötig.
Darüber
hinaus muß die
Strecke relativ geradlinig sein, um eine Beschädigung des zu instal lierenden
Kabels aufgrund seiner Reibung an den Wänden der Leitungen zu verhindern.
Die Länge
der Strecke ist darüber
hinaus zugleich durch die Länge des
Drahtes der Winde, die zur Verfügung
stehende Anzahl von Arbeitern und die Form des zu bewerkstelligenden
Weges zwischen der Telefonzentrale und einem Teilnehmer begrenzt.
Dieser Weg umfaßt
notwendigerweise Kurven, ist in geradlinige Abschnitte unterteilt.
Die maximale Länge
dieser Abschnitte liegt im allgemeinen in der Größenordnung von 1 500 m. Über einen
derartigen Abschnitt von 1 500 m erfordert das Verfahren die Anwesenheit
von sechs Arbeitern vor Ort.
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Andererseits benötigt das Verfahren die Einführung von
Schmiermitteln, um eine zu schnelle Beschädigung des Kabels durch Reibung
an den Wänden
der Leitungen zu verhindern. Jedoch bleibt bei diesem Verfahren
die Beschädigung
des Kabels unvermeidbar, da die Reibungen nicht vollkommen vermieden
werden können.
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Folglich ist die klassische Installation
eines Kabels in Leitungen in der Durchführung langwierig und insbesondere
aufgrund des Verfügbarmachens
von viel Personal sehr kostspielig. Darüber hinaus muß die durch
die Leitungen definierte Strecke in kleine relativ geradlinige Abschnitte
unterteilt werden. Die Kabel müssen
darüber
hinaus ein sehr geringes Füllungsverhältnis der
Leitungen aufweisen, typischerweise von unter 20%, um die Reibungen
an den Wänden
der Leitungen so weit wie möglich
zu vermeiden.
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Das Füllungsverhältnis ist definiert als das
Verhältnis
des Durchmessers des Kabels zum inneren Durchmesser der Leitung.
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Andere Verfahren wurden in den letzten
Jahren entwickelt, um die klassischen Verfahren zu verbessern und
insbesondere um ihre Kosten zu senken und die Einsatzdauern zu verkürzen. Diese
Verfahren basieren auf der "Schwimm"-Technik. Sie bestehen
darin, einen Strom von Wasser in den Leitungen zu befördern, um
den Transport des Kabels zu erleichtern und die Risiken von Reibungen
des Kabels an den Wänden zu
verringern. Sobald ein Wasserfluß erzeugt ist, neigt das Kabel
natürlicherweise
dazu, sich im Wasserfluß zu
zentrieren.
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Die Patentanmeldung EP-A-0 264 767
beschreibt ein Verfahren zum Einziehen eines versenkten optischen
Kabels in eine Leitung mit Hilfe der Reibung des Wassers an dem
Kabel. In diesem Fall weist das Kabel ein relativ geringes, da in
der Größenordnung
von 14% liegendes, Füllungsverhältnis der
Leitung auf, um Reibungen an den Wänden der Leitung so gut wie
möglich
zu vermeiden. Dieses Verfahren benötigt darüber hinaus die Verwendung von
Schwimmern, die in regelmäßigen Abständen entlang
des Kabels angeordnet sind. Diese Schwimmer ermöglichen nicht nur ein besseres
Stützen
des Kabels, sondern auch eine Verbesserung des Vorschubs des Kabels
aufgrund der Reibung des Wassers an diesen Schwimmern. Jedoch deutet
nichts in diesem Dokument darauf hin, ob eine Regulierung der Durchflußleistung
des Wassers notwendig ist, und noch weniger, wie eine derartige
Regelung zu realisieren wäre.
Der Vorschub des Kabels wird einzig mit Hilfe der Reibung des Wassers
am Kabel und an den Schwimmern erreicht. Dieses Verfahren bleibt
somit beschränkt,
da es weder erlaubt Kabel zu installieren, die ein sehr ungünstiges
Füllungsverhältnis der
Leitung aufweisen, das 90% erreichen kann, noch die Installation
auf einer Strecke zu realisieren, die sehr kurvenreich ist und eine
Länge von
mehr als 2 000 m aufweist. Darüber
hinaus läßt es dieses
Verfahren nicht zu Kabel herauszuziehen, welche die Leitungen belegen.
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Die Patentanmeldung WO 94/09538 beschreibt
ein Verfahren zum Einziehen eines Kabels in Leitungen, in deren
Innerem ein Wasserstrom fließt.
Verfahrensgemäß wird das
Kabel durch eine mechanische Unterstützung bewegt. Insbesondere
basiert dieses Verfahren auf der Schwimmtechnik kombiniert mit einem Zugvorgang.
Tatsächlich
besteht es darin, am vorderen Ende eines Kabels einen Zylinder anzuordnen,
der durch den Druck des in der Leitung fließenden Wassers betätigt wird,
um das Kabel zu ziehen. Ein System, das einfach zur Führung des
Kabels bestimmt ist, ist am Eingang der Leitung vorgesehen, damit
dieses korrekt in eine Leitung eingezogen wird und im Wasserfluß zentriert
ist.
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In diesem Fall bringt eine Änderung
des Wasserdrucks eine Änderung
der Zugkraft des Zylinders mit sich und somit eine Änderung
der Vorschubgeschwindigkeit des Kabels. Jedoch gewährleistet
das Ziehen keinen guten Halt und keine gute Führung des Kabels über eine
große
Länge.
Darüber
hinaus zieht eine zu große Änderung
des Wasserdrucks eine drastische Änderung der Vorschubgeschwindigkeit
des Zylinders nach sich und beeinflußt somit den Halt des Kabels
im Wasserfluß.
Es besteht insbesondere die Gefahr, daß das Kabel mehr oder weniger
aus der Spur gerät
und an den Wänden
der Leitungen reibt, vor allem an den Verbindungsstücken der
Leitungen oder in den Kurven, was eine Beschädigung seines Mantels nach
sich zieht.
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Die Durchflußleistung und der Wasserdruck
sind nicht längs
der gesamten Strecke konstant und sind am Punkt der Einspritzung
des Wassers und des Einziehens des Kabels größer und verringern sich nach
und nach, wenn sich das Kabel in der Leitung vorwärts bewegt
und sich vom Einspritzpunkt entfernt. Somit muß der Wasserdruck nach und
nach, wenn der Zylinder sich entfernt, erhöht werden, um eine zufriedenstellende Vorschubgeschwindigkeit
des Kabels aufrecht zu erhalten. Jedoch darf dieser Druck nicht
zu groß sein,
um nicht ein Andrücken
des Kabels an die Wände
der Leitungen zur Folge zu haben.
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Dieses Verfahren erlaubt es somit
nicht, Kabel zu installieren, die ein erhöhtes Füllungsverhältnis aufweisen, das 90% erreichen
kann. Darüber
hinaus ist es nicht an sehr kurvige Strecken über eine Länge von zumindest 2 000 m angepaßt.
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Die Patentanmeldung WO 92/17927 beschreibt
ein weiteres Installationsverfahren für Kabel in Leitungen durch
Druck eines Fluids (von Wasser), das in diesen Leitungen fließt.
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Das in diesem Dokument beschriebene
Verfahren umfaßt
mechanische Vorschubmittel (Rolle) des Kabels mit einer möglichst
gleichförmigen
Geschwindigkeit. Wenn das erste Ende des Kabels in das erste Ende
der Leitung eingeführt
ist, wird gleichzeitig ein Fluid (Wasser) in die Leitung eingeführt, um
eine Schwimmkraft und eine Zugkraft auszuüben, die es ermöglichen,
daß das
Kabel das andere Ende der Leitung erreicht. Die Durchflußleistung
des Fluids hängt
somit vom Typ des Kabels, das die Leitung durchqueren muß, ab und
ihr Wert wird in Abhängigkeit
von der für
das Ziehen des Kabels notwendigen Leistung berechnet.
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Darüber hinaus erlauben es die
zuvor beschriebenen Verfahren nicht, Kupferkabel und/oder optische Kabel,
welche die Leitungen besetzen, herauszuziehen, ohne sie zu beschädigen. Es
kann von Interesse sein, diese Kabel so herauszuziehen, daß sie dabei
verwendungsfähig
bleiben, um sie für
andere Anwendungen wiederzuverwenden.
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht es,
die zuvor genannten Nachteile zu verringern. Insbesondere schlägt sie ein
Verfahren zum Ein- und/oder Herausziehen eines Kabels in/aus Leitungen
vor, die eine sehr kurvige Strecke, die länger als 2 000 m ist, definieren,
wobei das Kabel eine Konfiguration mit einem Füllungsverhältnis umfaßt, das sehr ungünstig ist
und 90% erreichen kann, ein Verfahren, gemäß dem das Kabel nicht mehr
durch eine Zugwirkung verschoben wird, sondern mit Hilfe einer Schubkraft,
der es unterworfen ist.
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Die Erfindung betrifft insbesondere
ein Verfahren zum Ein- und/oder Herausziehen eines Kabels in Kabeldurchziehleitungen
in deren Inneren ein Wasserstrom befördert wird, wobei das Kabel
ein Füllungsverhältnis der
Leitungen umfaßt,
das 90% erreichen kann, und die Leitungen eine kurvige Strecke über eine
Länge von
mehr als 2 000 m bilden, wobei das Kabel einer Schubkraft ausgesetzt
wird, welche seine Vorschubgeschwindigkeit regelt, wobei die besagte
Schubkraft und der Druck des in den Leitungen fließenden Wassers so
eingestellt sind, daß eine
gleichmäßige Durchflußleistung
des Wassers im Inneren der Leitungen beibehalten wird, dadurch gekennzeichnet,
daß das
Verfahren des weiteren einen Schritt umfaßt, in welchem die Kabellänge in der
Leitung gemessen wird, wobei die besagte Schubkraft und der Druck
des Wassers in Abhängigkeit
von der gemessenen Kabellänge
eingestellt werden.
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Da der Durchfluß des Wassers konstant ist
und in den Leitungen kontrolliert ist, wird das Kabel in der selben
Weise längs
der Leitungen getragen, was es zuläßt, die Gefahr von Schlägen gegen
die Wände
der Leitungen beträchtlich
zu begrenzen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist schnell und
vermeidet den Einsatz von Zwischenunterstützungen. Es benötigt die
Anwesenheit eines einzigen Arbeiters, um die Installation eines
Kabels in Leitungen durchzuführen,
die eine kurvige Strecke mit einer Länge von mehr als 2 000 m definieren
und die 5 km erreichen kann und sogar mit mehrfacher Belegung der
Leitungen. Folglich ist das erfindungsgemäße Verfahren kostengünstig. Es
ermöglicht
andererseits Kabel in Abhängigkeit
von der Nachfrage der Teilnehmer zu installieren. Das erfindungsgemäße Verfahren
ist somit rentabel.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Diese Vorrichtung hat den Vorteil, daß sie wenig platzraubend ist
und auf einem einzigen durch einen Personenkraftwagen ziehbaren
Anhänger
angeordnet ist. Sie ist daher einfach an einen Ort zu verlegen.
Sie umfaßt:
- – Vorschubmittel,
welche geeignet sind, den Vorschub des Kabels zu gewährleisten,
dadurch gekennzeichnet, daß sie
ferner umfaßt
- – einen
Wärmemotor,
welcher geeignet ist, durch ein Umschaltsystem entweder einen Hydraulikkreislauf zur
Unterdrucksetzung, wobei der besagte Hydraulikkreislauf an einen
Wasserbehälter
und eine Injektionspistole, um Wasser in die Leitungen einzuspritzen,
angeschlossen ist, oder einen Preßluftkreislauf, wobei der besagte
Preßluftkreislauf
an die besagte Injektionspistole angeschlossen ist, um nach der
Verlegung des Kabels zur Entlüftung
der Leitungen Preßluft
in die Leitungen einzuspritzen, zu steuern,
- – Sensoren
für Messungen
der Länge
und der Vorschubgeschwindigkeit des Kabels und einen Dehnungsmeßstreifen,
welcher dazu geeignet ist, die auf das Kabel ausgeübte Beanspruchung
zu messen, wobei die besagten Sensoren und der besagte Dehnungsmeßstreifen
in Verbindung stehen mit
- – einer
zentralen Einheit, welche die ihr übermittelten Befehle verwalten
kann, um die Vorschubmittel und den Wärmemotor zu steuern,
- – und
daß die
besagte Vorrichtung auf einem Anhänger angeordnet ist, der von
einem Personenkraftwagen gezogen werden kann.
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Weitere Vorteile und Eigenschaften
der Erfindung ergeben sich deutlich aus der Lektüre der Beschreibung, die beispielhaft
und nicht beschränkend
angegeben ist und die mit Bezug auf die beigefügten Figuren erstellt wurde,
wobei die Figuren darstellen:
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1,
die bereits beschrieben wurde, ein Schema eines klassischen Verfahrens
zur Kabelverlegung,
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2 ein
Schema verschiedener für
eine erfindungsgemäße Vorrichtung
wesentlicher Elemente und Verbindungen zwischen diesen Elementen,
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3 ein
Schema eines hydraulischen Kreislaufs für eine Unterdrucksetzung, die
bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
verwendet wird,
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4 ein
Prinzipschema des erfindungsgemäßen Verfahrens
und der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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5 ein
Prinzipschema einer Schubvorrichtung mit Rollsteinen,
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6 ein
Schema einer Spitze, die zur Befestigung an einem Ende des zu installierenden
Kabels vorgesehen ist,
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die 7A bis 7C Schemen verschiedener
Spitzen, die für
die Verlegung eines Kabels in durch ein oder mehrere Kabel belegten
Leitungen verwendet werden,
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8 ein
Schema einer kurvigen Strecke längs
derer mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens und ihrer Vorrichtung
zur Anwendung Kabel installiert werden können.
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2 schematisiert
die verschiedenen wesentlichen Elemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
die Verbindungen zwischen diesen verschiedenen Elementen. Vorschubmittel 10 üben eine
Vorschubkraft auf das zu installierende Kabel aus, um auf dieses
eine Vorschubge schwindigkeit V zu übertragen. Ein Wärmemotor 60 ermöglicht es
mittels eines Umschaltsystems entweder einen Hydraulikkreislauf
zur Unterdrucksetzung 30 oder einen Preßluftkreislauf 40 zu
steuern. Das Umschaltsystem 50 kann beispielsweise ein
manuell betätigbarer
Hebel sein.
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Der Wärmemotor 60 treibt
in kontinuierlicher Weise über
ein Spiel von Rollen und Treibriemen 2 Wechselstromgeneratoren 70 an.
Der erste Generator liefert den Erregungsstrom des zweiten Wechselstromgenerators.
Diese zwei Wechselstromgeneratoren lassen es zu, die Verwendung
einer starken Batterie zu vermeiden und den elektrischen Strom zu
erzeugen, der notwendig ist, um einerseits einen Elektromotor 11,
der die Vorschubmittel 10 regelt, und andererseits eine
Zentraleinheit 90 zu versorgen.
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Die Zentraleinheit 90 ermöglicht die
gleichzeitige Anzeige mehrerer Informationen. Diese Informationen
werden durch Meßsensoren
geliefert und betreffen insbesondere die Durchflußleistung
des Wassers, das in der Leitung fließt, in l/min, die Länge des
in die Leitung eingeführten
Kabels in m, die Vorschubgeschwindigkeit desselben in m/min und
den Wasserdruck in Bar. Diese Zentraleinheit 90 ermöglicht es
darüber
hinaus weitere Informationen zu steuern, wie insbesondere den Strom
und die Spannung, die an den Elektromotor 11, der die Vorschubmittel 10 steuert,
angelegt sind, um die auf das Kabel ausgeübte Schubkraft abzuschätzen.
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Die Zentraleinheit 90 ermöglicht es
darüber
hinaus, die ihr durch einen Arbeiter übermittelten Befehle zu verwalten,
um die Vorschubmittel 10 über den Elektromotor 11 und
den Wärmemotor 60 zu
steuern. Ferner speichert sie in einem geeigneten Speicher die Befehle
und die durch die Sensoren ausgeführten Messungen.
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Andererseits ist es möglich einen
nicht zu überschreitenden
Geschwindigkeitssollwert festzulegen, d. h. eine maximale Schubkraft,
oberhalb der die Vorschubmittel sofort angehalten werden. Dies ermöglicht es, jegliche
Beschädigung
des Kabels zu vermeiden, die beispielsweise durch ein ungewolltes
Schleifen des Mantels desselben verursacht sein könnte oder
auch durch eine zu große
Schubkraft, die seinen Bruch nach sich ziehen würde.
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Der Hydraulikkreislauf 30 ist
einerseits mit einer Injektionspistole 20 und andererseits
mit einem Wasserbehälter 26 verbunden.
Dieser Wasserbehälter 26 ist
aus einer oder mehreren Wassertonnen gebildet. Bei einer Ausführungsform
kann die Wasserversorgung auch mit Hilfe einer Verbindung zu einem
Hydranten oder auch zu einem einfachen Wasserzapfhahn unter Verwendung
eines Speichertanks gewährleistet
werden.
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Wenn der Wärmemotor 60 den Hydraulikkreislauf
zur Unterdrucksetzung 30 regelt, wird das vom Behälter 26 ausgegebene
Wasser mit einer bestimmten Durchflußleistung und einem bestimmten
Druck in die Leitungen über
die Injektionspistole 20 eingespritzt. Der Wasserdruck
ist ausgehend von der Zentraleinheit 90 über den
Wärmemotor 60 einstellbar.
Die Einzelheiten des Kreislaufs zur Unterdrucksetzung sind im folgenden erläutert.
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Wenn der Wärmemotor 60 den Preßluftkreislauf 40 regelt,
wird komprimierte Luft über
die Injektionspistole 20 in die Leitungen eingespritzt,
um die Leitungen, in welchen ein Kabel installiert wurde, zu entlüften. Ein
Druckmesser zeigt den Ausgangsdruck an und ein Sicherheitsventil
begrenzt den Betriebsdruck auf 12 Bar.
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Die Vorrichtungsgesamtheit ist auf
einem durch einen Personenkraftwagen ziehbaren Anhänger angeordnet.
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3 zeigt
schematisch den Kreislauf zur Unterdrucksetzung 30. Dieser
Kreislauf ermöglicht
es, einen Druck zu liefern, der mit einem Ansaugkreislauf, der mit
einem Wasserreservoir bei atmosphärischen Druck 26 verbunden
ist, bis 25 Bar gehen kann.
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Eine Hydraulikpumpe 31,
die beispielsweise durch eine mehrstufige Pumpe aus einem nicht
oxidierbaren Stahlkörper
gebildet ist, läßt es zu,
die Unterdrucksetzung des Kreislaufes zu gewährleisten. Ein Druckmesser 32 ermöglicht die
Kontrolle des Drucks beim Einspritzen von Wasser in die Leitungen.
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Ein Regelungsventil 33 ermöglicht die
Feineinstellung des Drucks und seine Stabilisierung in Abhängigkeit
von der verwendeten Durchflußleistung.
Es ist dieses Ventil, über
das die Zentraleinheit den Wärmemotor
beeinflußt.
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Ein Abblasventil 34 dient
darüber
hinaus dazu, den Rücklauf
zum Reservoir bei atmosphärischem Druck 26 zu
bewirken, wenn das Ausgangsventil 35, das das Einspritzen
von Wasser in die Leitungen ermöglicht,
geschlossen ist. Dies verhindert das unter Belastung Halten des Kreislaufs,
wenn kein Wasserverbrauch besteht. Darüber hinaus ist dieses Abblasventil 34 vorzugsweise
an einem hochgelegenen Ort angeordnet, um das freie Belüften während des
Entlüftungsarbeitsschritts
der Leitungen nach der Verlegung eines Kabels zu erleichtern.
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Darüber hinaus liefert ein Durchflußleistungsmesser 36 mittels
einer Anzeige über
eine Zentraleinheit übersetzte
Impulse in l/min. Ein Siebfilter 37 begrenzt die Gefahr
einer Verschmutzung des Kreislaufs durch Elemente von mehr als 0,5
mm, was für
die Pumpe gut verträglich
ist. Ein Wassermangel-Sicherheitssystem 38 verhindert darüber hinaus
jegliches Leerlaufen der Pumpe.
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4 zeigt
ein prinzipielles Schema des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung
zur Anwendung. Das Verfahren besteht darin, ein Kabel 300 in
eine Leitung 500 einzuführen
und Wasser 250 unter einem variablen Druck mit Hilfe einer
Injektionspistole 200 einzuspritzen. Da sich ein Wasserfluß in der
Kanalisation 500 aufbaut, neigt das Kabel dazu, sich im
Fluß zu
zentrieren. Das Einziehen des Kabels 300 in die Leitung 500 über ein
Zwischenrohr 520 wird mit Hilfe von Schubmitteln 100 ausgeführt, die
auf das Kabel eine Schubkraft ausüben.
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Ein Längen- und Geschwindigkeitssensor 160 ist
hinter den Schubmitteln angeordnet. Er wird durch zwei bewegbare
Rollsteine gebildet, die durch eine Feder unter Druck gehalten werden.
Das Kabel verläuft zwischen
den zwei Rollsteinen, wobei der eine eine Rille aufweist, um die
Positionierung des Kabels zu gewährleisten,
während
der andere gerieft ist, um die Gefahr eines Meßfehlers zu begrenzen, der
mit einem möglichen
Gleiten des Kabels verbunden ist. Natürlich steht der Sensor in direkter
Verbindung mit einer Zentraleinheit.
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Andererseits ist ein Dehnungsmeßstreifen 170,
der in direkter Verbindung mit der Zentraleinheit steht und dazu
vorgesehen ist, die auf das Kabel ausgeübte Schubkraft zu messen, vor
den Schubmitteln 100 angeordnet.
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Es ist darüber hinaus vorteilhaft, eine
kalibrierte Spitze 400 am Ende des Kabels 300 anzuordnen.
Diese kalibrierte Spitze 400 weist vorzugsweise die Form
eines Spitzbogens auf und ermöglicht
es, das Kabel im Fluß zu
stabilisieren und so zu führen,
daß es
leicht die Verbindungen zwischen den Leitungen und die Kurven durchlaufen
kann. Darüber
hinaus ist es wichtig, eine Wassersäule in den Leitungen über die
gesamte Länge des
Kabels während
sei ner Installation aufrechtzuerhalten und dies unabhängig vom
Profil der Strecke. Dafür muß somit
die Entspannung bzw. Druckentlastung des Fluids am Ende des Kabels
begrenzt werden. Diese Funktion wird durch die Spitze 400 erfüllt. Diese
Spitze wird im folgenden in weiteren Einzelheiten beschrieben.
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Ein vorzeitiges Auffüllen der
Leitung wäre
aus mehreren Gründen
von Nachteil. Zunächst
würde die Spitze 400 eine
Wassersäule
vor sich herschieben, was vorzeitig die für die Verlegung eines Kabels
notwendigen Schubkräfte
erhöhen
würde.
Darüber
hinaus bedeutet dies eine Verlegung mit einem maximalen Druck am
Einspritzpunkt, um den Belastungsverlust über die gesamte Strecke zu
kompensieren, d. h. einen beträchtlichen
Wasserverbrauch, eine große
Materialbelastung und eine verlängerte
Zeit zur Verlegung.
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Bezüglich der Schubmittel wurden
zwei Versionen für
die erfindungsgemäße Vorrichtung
entwickelt. Eine erste Version läßt es zu,
auf das Problem einer Verlegung von kleinen Kabeln zu reagieren,
für die
niedrigere Schubkräfte
bis 30 DaN (Deka-Newton) nötig
sind und welche an ihren kleinen Durchmesser anpassbar ist. Dies
ist die "Schubvorrichtung
mit Rollsteinen".
Eine viel leistungsfähigere
Version ist an den Einsatz von voluminösen Kabeln und Kabeln hoher
Kapazität,
deren Durchmesser bis zu 30 mm erreichen kann und welche Schubkräfte zulassen,
die mehr als 100 DaN erreichen können,
angepaßt.
Dies ist die "Raupen-Schubvorrichtung" oder "Schubvorrichtung
mit Schuh".
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Die zwei Bauarten von Schubvorrichtungen
sind kompakt, weisen ein vernünftiges
Gewicht von etwa 10 kg auf und umfassen einen Griff, um ihren Transport
zu erleichtern.
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Die zweite Version einer "Schubvorrichtung
mit Schuh" ist in 4 schematisch dargestellt.
Ein Elektromotor, der in dieser Figur nicht dargestellt ist, ermöglicht es,
zwei Systeme 110, 115 mit schleichender Bewegung
anzutreiben, welche mit Antriebsplatten 112 versehen sind.
Diese zwei Systeme sind so übereinander angeordnet,
daß das
Kabel 300 zwischen ihren Antriebsplatten 112 geklemmt
ist und von den besagten Platten in einer Vorschubbewegung in Richtung
der in 4 dargestellten
Pfeile geschoben wird.
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Die Schubvorrichtung mit Rollsteinen
ist in der schematischen Zeichnung von 5 dargestellt. Ein Elektromotor 600 mit
kontinuierlicher Belüftung,
der gegebenenfalls mit einem Leistungsminderer 610 gekoppelt
ist, treibt zwei Rollsteine 121 und 122 durch
einen Satz von vier Triebrädern 131, 132, 133, 134 an.
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Der untere Rollstein 121 ist
im Verhältnis
zum Stützelement
bzw. Träger 165 feststehend.
Seine Drehung wird direkt durch zwei Triebräder 131, 132,
welche beidseitig dessen angeordnet sind, gewährleistet.
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Der obere Rollstein 122 ist
so beweglich, daß eine
Einstellung in Abhängigkeit
vom Durchmesser des zu verlegenden Kabels möglich ist. Er ist auf zwei
Führungssäulen 141, 142 montiert,
welche die Stellung seiner Achse in der Ausrichtung der des unteren
Rollsteins 121 gewährleisten.
Der Antrieb des oberen Rollsteins 122 wird durch zwei bewegbare
Triebräder 133, 134 gewährleistet,
welche beidseitig dieses Rollsteins 122 angeordnet sind.
Das Triebrad 134 wird in derselben Weise wie der obere
Rollstein 122 durch zwei Säulen 141, 142 geführt.
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Im Verlauf der Verschiebung des mittleren
Triebrads 133 beschreibt seine Achse einen Kreisbogen in der
Art, daß es
immer in Kontakt mit den benachbarten Triebrädern 131 und 134 bleibt,
die den unteren Rollstein 121 bzw. den oberen Rollstein 122 antreiben.
Dazu gewährleisten
zwei Stege 171, 172 das Beibehalten des Mittenabstands
der Triebräder 131, 132 und 133, 134.
Die Achse des Triebrads 133 dient gleichzeitig zum Halten
und zur Anlenkung.
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Die Rollsteine weisen einen derart
gekrümmten
Schnitt auf, daß sie
an der Form des Kabels anliegen und somit die Kontaktoberfläche mit
diesem letzteren vergrößert wird.
Darüber
hinaus ist ihr Schnitt mit einem nachgiebigen und stark haftenden Überzug,
wie beispielsweise Silikon bedeckt. Die Gesamtheit ermöglicht es, die
Schubkräfte
in effizienter Weise auf das Kabel zu übertragen. Darüber hinaus
läßt es die
Nachgiebigkeit des Überzugs
durch Unterdrucksetzen der Rollsteine zu, einen großen Bereich
von Durchmessern von zu verlegenden Kabeln abzudecken.
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Eine bewegbare Platte 150 dient
vor und hinter den Rollsteinen sowie an einen Dichtungs- und Verankerungsring 700 der
Injektionspistole 200 als Unterstützung zur Führung des Kabels. Der Durchmesser
des Kabels 300 kann variabel sein und da der untere Rollstein 121 feststehend
ist, ist es unvermeidbar, die Position der Platte 150 zu
korrigieren, um eine richtige Ausrichtung des Kabels in den Antriebsrollsteinen 121, 122 zu gewährleisten.
Ein Federsystem ermöglicht
es, eine automatische Zentrierung der Platte 150 auf dem
Kabel zu erzie len, wenn es mit dem oberen Rollstein in Kontakt gebracht
wird. Die Verschiebung der Platte 150 wird durch ein Gleiten
auf zwei Führungssäulen 141, 142,
dem Stützelement
des oberen Rollsteins 122, erreicht.
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Die Gesamtheit der Elemente der Schubvorrichtung
mit Rollsteinen ist auf einem neigbaren Stützelement 165 angeordnet.
Die Schubvorrichtung mit Schuhen ist ebenfalls auf einem neigbaren
in 4 nicht dargestellten
Stützelement
montiert. Da das Gewicht des Stützelements
mit seinem Neigungswinkel variiert und die auf das Kabel auszuübende Schubkraft
ebenfalls vom Neigungswinkel des Stützelements abhängt, sind der
Dehnungsmeßstreifen 170 und
der Längen-
und Geschwindigkeitssensor 160 entsprechend der Neigung belastet.
Ebenso wird der Sollwert entsprechend dem Neigungswinkel des Stützelements
modifiziert. Darüber hinaus
kann das neigbare Stützelement
direkt in einer unterirdischen Kammer auf Stützen befestigt sein, um das
Kabel in Ausrichtung mit der Leitung anzuordnen.
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Die abzugebende Schubkraft hängt vom
Widerstand des Kabels gegen den Schub ab. Je größer dieser Widerstand ist,
umso mehr kann der auf das Kabel ausgeübte Schub erhöht sein.
Umgekehrt, wenn der Widerstand gering ist, muß die angewendete Schubkraft
niedrig sein, um einen Bruch des Kabels zu verhindern.
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Eine Zentraleinheit ermöglicht es,
gleichzeitig den Wasserdruck und die auf das Kabel übertragene Schubkraft
einzustellen, so daß die
Wasserdurchflußleistung
in den Leitungen über
die gesamte Länge
der Strecke konstant gehalten wird, welcher das zu installierende
Kabel folgt.
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Dazu beeinflußt eine Zentraleinheit die
Durchflußleistung
des Motors, der den Hydraulikkreislauf regelt. Umso mehr die Belastungsverluste
in den Leitungen entlang der gesamten Strecke ansteigen, desto mehr muß die Durchflußleistung
des Motors erhöht
werden, um den Wasserdruck zu erhöhen. Jedoch reicht es nicht aus,
den Wasserdruck zu erhöhen,
um eine gleichmäßige Durchflußleistung
in den Leitungen aufrechtzuerhalten. Tatsächlich hat auch die kalibrierte
Spitze, die am Kopf des Kabels angeordnet ist, die es ermöglicht,
das Kabel in den Leitungen zu führen,
die Funktion, die undichten Stellen zu begrenzen und bewirkt eine
Verringerung der Wasserdurchflußleistung
längs der
Strecke. Um die Durchflußleistung
zu erhöhen,
muß daher
eine größere Schubkraft
auf das Kabel ausgeübt
werden, um es schneller vorzuschieben und die Begrenzungswirkungen
auf die Durchflußleistung
zu verringern.
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Folglich muß, um eine konstante Durchflußleistung
entlang der gesamten Strecke in den Leitungen aufrechtzuerhalten,
nicht nur der Wasserdruck eingestellt werden, sondern auch die auf
das Kabel übertragene Schubkraft,
womit die Vorschubgeschwindigkeit des Kabels geregelt wird.
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Ein Sollwert einer maximalen Kraft
ist darüber
hinaus in der Zentraleinheit gespeichert. Der Dehnungsmeßstreifen 170 mißt konstant
die auf das Kabel ausgeübte
Schubkraft und überträgt die Ergebnisse
der Messung zur Zentraleinheit. Die Ergebnisse der Messung werden
dann mit dem Sollwert verglichen. Wenn der Sollwert überschritten
wurde, wird der Hydraulikschaltkreis unterbrochen und werden die
Vorschubmittel sofort angehalten. Dies ermöglicht es, einen Bruch des
Kabels zu vermeiden, wenn die Schubkraft zu groß wird. Beim Neustart der Vorschubmittel
wird ein Startgeschwindigkeits- (oder Vorschubkraft-) Sollwert,
der in einem Speicher der Zentraleinheit gespeichert ist, berücksichtigt,
um eine zu große
Schubkraft auf das Kabel, d. h. die bestehende Gefahr einer Verursachung
seines Bruchs, zu vermeiden.
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Vorzugsweise wird der Druck des in
den Leitungen fließenden
Wassers so eingestellt, daß er
30 Bar nicht übersteigt,
und die Vorschubgeschwindigkeit (v) des Kabels, die durch die Vorschubkraft
geregelt ist, so eingestellt, daß sie 40 m/min nicht übersteigt,
um die Wasserdurchflußleistung
konstant und unter oder gleich 80 l/min entlang der gesamten Strecke
zu halten, die durch die Leitungen 500 definiert ist.
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Die Dichtigkeit der Wasserinjektionspistole
ist wichtig. Ein mit 700 bezeichneter Dichtungsring ist
schematisch in den 4 und 5 eingezeichnet. Dieser Ring
wird durch eine Reihe von nachgiebigen Scheiben 710 (siehe 5), beispielsweise aus Polyurethan,
gebildet, die sich mit steifen Abstandsstücken 711, beispielsweise
aus Polytetrafluorethylen, das unter dem Markennamen "Teflon" bekannt ist, abwechseln.
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Die nachgiebigen Scheiben aus Polyurethanschaum 710 sind
an den Durchmesser des Kabels mit einer Toleranz von ungefähr einigen
zehntel mm angepaßt.
Sie sind darüber
hinaus schräg
eingekerbt, um die Wasseraustrittsstellen zu begrenzen. Die Unterdrucksetzung
des Dichtungsmoduls 700 bewirkt über die Abstandsstücke aus "Teflon" 711 eine
Kompression der nachgiebigen Scheiben 710. Die Abstandsstücke aus "Teflon" 711 begrenzen
die Deformation der nachgiebigen Scheiben 710, wobei sie
gleichzeitig die Führungsfunktion
im Dichtungsmodul 700 gewährleisten. Sie ermöglichen
es andererseits die Reibung im Fall eines Kontaktes zu begrenzen
und tolerieren für
ihre Anwendung auf dem Kabel eine Verwindung.
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Die Scheiben sind abwechselnd im
Modul 700 angeordnet und die Kerben sind zumindest um 90° im Verhältnis zueinander
versetzt. Das Zusammensetzen der Scheiben 710 und der Abstandsstücke 711 beginnt und
endet mit einem steifen Abstandsstück 711.
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Der Körper der Injektionspistole 200 weist
zwei Ganzheiten 210, 220 auf, welche in einem
Winkel, der kleiner als oder gleich 45° im Verhältnis zur Achse der Leitung 500 in
der Verlegungsrichtung des Kabels 300 ist, angeordnet sind,
wodurch die Gefahr eines Anliegens des Kabels in der Injektionspistole
und am Eingang der Leitung unter der Wirkung des Drucks, der 25
Bar erreichen kann, begrenzt wird.
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6 zeigt
schematisch die kalibrierte Spitze 400, die am Kopf des
Kabels 300 angeordnet ist und dazu bestimmt ist, das Kabel
in den Leitungen 500 zu führen. Diese Spitze läßt es tatsächlich zu,
die Dichtigkeit und die Führung
des Endes des Kabels 300, sowie die Kalibrierung der Durchflußleistung
der undichten Stelle zu realisieren. Das für ihre Herstellung verwendete
Material kann vom Typ Polytetrafluorethylen, Polyvinylclorid oder
sogar metallisch sein. Diese Spitze ist darüber hinaus vollkommen abnehmbar
und wiederverwendbar.
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Der Kopf 410 der Spitze
ist in eine Verbindungsfassung 430 schraubbar, die ihrerseits
auf den Mantel des Kabels 300 schraubbar ist. Die Verschraubung
des ganzen, d. h. der Fassung 430, des Kabels 300 und des
Kopfes 410 der Spitze, gewährleistet die Unterdrucksetzung
einer biegsamen Dichtung 420, die am Ende des Kabels 300 angeordnet
ist und ermöglicht
die Dichtigkeit derselben sicherzustellen. Diese biegsame Dichtung
wird beispielsweise aus Kautschuk oder aus Polyurethankitt hergestellt.
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Bei einer Realisierungsvariante kann
unter anderem eine zusätzliche
Garantie für
die Dichtigkeit vorgesehen werden, indem eine wärmeeinziehbare Muffe 440 an
der Verbindungsfassung 430 – Mantel des Kabels 300 angeordnet
wird. Diese Muffe gewährleistet
unter anderem den Halt der Fassung 430 auf dem Kabel.
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Durch seine Spitzbogenform erlaubt
es der Kopf der Spitze 410 jegliches Verhaken in der Leitung,
insbesondere an den Verbindungspunkten 510 der Leitungen
oder in Kurven, zu vermeiden.
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Im Fall einer Mehrfachverlegung von
Kabeln in einer Leitung sind weitere Varianten vorgesehen, da die
Belegung der Leitung 500 die Verwendung von speziellen
Spitzen erfordert. Tatsächlich
wandelt sich im Fall von Mehrfachverlegungen die Form der Spitze 410 in
Abhängigkeit
von der Belegung der Leitung, um die zuvor genannten Funktionen
der Führung
und als Begrenzer der Durchflußleistung
zu gewährleisten
und um die Beschädigung
der Kabelmäntel,
welche die Leitung bereits besetzen, zu vermeiden. Dies läuft darauf
hinaus, den Ausgangsspitzbogen abzurunden, wobei gleichzeitig die
rundkantige Gesamtheit beibehalten wird. Mit diesem Prinzip ist
es somit möglich
einen Bereich von Spitzen für
Verlegungskonfigurationen zu definieren, die von 1 bis n Kabel reichen. 7A zeigt schematisch den
Kopf 411 einer kalibrierten Spitze, die bei der Verlegung
eines Kabels 300 in einer Leitung 500 verwendet
wird, die durch ein erstes Kabel 350 besetzt ist. Die 7B zeigt einen Schnitt im
Querschnitt der Leitung 500 des Kopfes 411 der
Spitze von 7A über dem
Kabel 350, welches die Leitung besetzt. Die 7C zeigt im Schnitt einen
weiteren Kopf 412 einer bei einer Installation eines Kabels
in einer bereits durch zwei Kabel 350, 351 besetzten
Leitung verwendeten Spitze.
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Darüber hinaus kann es in bestimmten
Fällen
vorteilhaft sein, den Zustand der Oberfläche des Kabels so zu verändern, um
es beim Fließen
rauher zu machen und um somit stärkere
Antriebskräfte
auf diesem zu erzeugen. Dafür
kann man ein Werkzeug zur "Modifizierung
des Aussehens" verwenden,
das sich in der Form einer Anordnung von mehreren gezahnten Rollen
darstellen kann, wobei jede dieser eine Änderung des Oberflächenzustands
des Kabels auf einem bestimmten Sektor bewirkt. Diese Modifizierung
des Oberflächenzustands
wird beispielsweise unmittelbar vor seiner Installation in den Leitungen
realisiert.
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Die verwendeten Leitungen sind vorzugsweise
kostengünstig.
Leitungen aus Polyvinylchlorid, Polypropylen oder Polyethylen hoher
Dichte zeigen ein günstiges
Verhalten. Auch die Verwendung anderer Leitungen eines vernetzten
Typs kann in Betracht gezogen werden, die kostspieliger sind, jedoch
bezüglich
der Belastungsverluste eine höhere
Leistungsfähigkeit
aufweisen.
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Die nachfolgende Tabelle stellt Beispiele
zusammen, welche verschiedene für
die Verlegung von Kabeln mit verschiedenen Durchmessern in Leitungen
mit verschiedenen Durchmessern gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
verwendete Parameter betreffen.
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Um so höher das Füllungsverhältnis ist, umso mehr Belastungsverluste
gibt es in den Leitungen und umso mehr muß somit der Wasserdruck erhöht sein
und muß die
Durchflußleistung
auf einem relativ niedrigen Wert gehalten werden. Wenn man eine
höhere
Durchflußleistung
bei erhöhtem
Druck haben möchte,
muß die Vorschubgeschwindigkeit
des Kabels erhöht
werden, d. h. es muß eine
größere Schubkraft
auf das Kabel ausgeübt
werden. In diesem Fall es jedoch erforderlich, die Aufmerksamkeit
zu steigern, damit die Vorschubkraft nicht zu stark ist, da ein
Bruch des Kabels vermieden werden soll.
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8 zeigt
schematisch eine kurvige Strecke mit einer Länge von 4 410 m, längs derer
es nunmehr mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich ist,
Kabel zu installieren. Die Verlegung eines Kabels mit einem Durchmesser
von 13 mm in Leitungen mit einem Durchmesser von 32 mm (Füllungsverhältnis =
40%) über
eine derartige Strecke wurde mit einem Wasserdruck von 20 Bar, einer
Wasserdurchflußleistung
von 20 l/min und einer Vorschubgeschwindigkeit von 30 m/min realisiert.
Diese Verlegung wurde in einem Stück ohne Zwischenunterstützung und
innerhalb von zwei Stunden und 27 Minuten ausgeführt.
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Andererseits ist das erfindungsgemäße Verfahren
wirtschaftlich, da es zuläßt, die
Verlegung kleiner Kabel zwischen der Telefonzentrale und einem oder
mehreren Teilnehmern zu realisieren. Es ermöglicht, Kabelverlegungen gemäß der Nachfrage
von Teilnehmern vorzunehmen. Somit ist es möglich in der Leitung anstatt
auf Anhieb ein einziges Kabel mit einem Durchmesser von 6 mm mit
24 optischen Fasern zu verlegen, eines oder zwei Kabel mit einem
Durchmesser von 4 mm mit jeweils 12 optischen Fasern zu verlegen
oder auch eines mit vier Kabeln mit einem Durchmesser von 2 mm mit
jeweils sechs optischen Fasern und dies in Abhängigkeit von der Nachfrage
der Teilnehmer.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht darüber hinaus
das Herausziehen sowohl von optischen Faserkabeln wie auch von klassischen
Kabeln aus Kupfer. Das Herausziehen von optischen Faserkabeln wird
unter den selben Bedingungen ausgeführt wie ihre Verlegung. Umgekehrt
sind bei Kabeln aus Kupfer die Umstände beim Herausziehen etwas
unterschiedlich.
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Es erscheint interessant Kupferkabel
für andere
Anwendungen wiederzuverwerten. Jedoch müßten diese Kabel intakt gehalten
werden, um sie wiederverwenden zu können. Oder häufig scheint
es notwendig sie in kurze Abschnitte zu zerschneiden, um sie aus
den Leitungen herauszuziehen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt es zu,
sie in einem einzigen Stück
wiederzuverwerten. Dazu ist es zunächst notwendig, die Spleiße in den
unterirdischen Kammern zu zertrennen. Jedes Kupferkabel ist ungefähr 300 m
lang, was der Entfernung entspricht, die zwei unterirdische Kammern
trennt. Nachfolgend wird Wasser an einem ersten Ende einer Leitung
eingespritzt und das Kupferkabel am anderen Ende der Leitung wiedergewonnen.
In diesem Fall muß die
Durchflußleistung
von eingespritztem Wasser sehr hoch sein, beispielsweise 200 l/min,
damit das Wasser das Kabel durch einfache Reibung auf diesem mit
einer ausreichenden Kraft schieben kann, um es herauszuziehen.
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Das Einspritzen von Wasser in die
Leitung, um das Kabel herauszuziehen, läßt es zu, die in der Leitung
angewandten Kräfte
zu halbieren. So liegen die Kräfte,
um ein Kupferkabel mit einem Durchmesser von 45 mm aus einer Leitung
mit einem inneren Durchmesser von 77 mm ohne Einspritzung von Wasser
herauszuziehen, zwischen 160 und 220 DaN, während sie nur bei 80 DaN liegen,
wenn Wasser in die Leitung eingespritzt wird, das den Effekt eines
Schmiermittels hat. Die Dauer für
das Herausziehen eines derartigen Kabels ist sehr kurz und beträgt nur ungefähr 10 min.
Das Herausziehen erfordert jedoch die Anwesenheit jeweils eines
Arbeiters an einem Arbeitsposten, der sich an jedem Ende der Leitung
befindet.
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Im Fall eines Herausziehens von Kabeln
ist die Wasserinjektionspistole verschieden von der, die für das Verlegen
und/oder das Herausziehen von optischen Faserkabeln verwendet wird,
und ist an der Leitung festgelegt. Dazu umfaßt sie ein Rohr dessen Durchmesser
dieselbe Größenordnung
aufweist wie der der Leitung, das in einer Krone endet, dessen Breite
ungefähr
10 cm ist, dessen Durchmesser an jenen der Leitung angepaßt ist.
Diese Krone umfaßt ein
nachgiebiges Material, beispielsweise aus Silikon, um die Dichtigkeit
des Systems zu ermöglichen.
Sie ist andererseits in der Leitung durch Klemmen mit Hilfe eines
Stopfbüchsensystems
befestigt. Dieselbe Art einer Pistole kann am anderen Ende der Leitung
befestigt sein, um die Wiedergewinnung des Kupferkabels zu erleichtern,
das unter der Wirkung der Reibung des Wassers, das mit hoher Durchflußleistung
in der Leitung fließt,
in das Rohr der Pistole geschoben wird.
