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Diese
Erfindung betrifft den technischen Bereich der Kabelverlegungen,
beispielsweise Lichtwellenleiterkabel oder elektrische Kabel in
Erd- und/oder Unterwasserleitungen. Unter dem Begriff „Kabel" sind auch Rohre
oder anderes zu verstehen, die die Beförderung von Energie, Medien
und Strom-, Leucht- oder vergleichbaren Signalen ermöglichen. Der
Begriff Kabel betrifft auch Nieder-, Mittel- und Hochspannungskabel für Ein- oder
Dreiphasenstrom.
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Es
sind unterschiedliche Methoden für
die Verlegung der Kabel in Leitungen bekannt. Diese Methoden werden
nachstehend beschrieben.
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Unter „Zug" ist zu verstehen,
dass das Kabel mit seinem Ende an einer bereits in der Leitung eingerichteten
Seilschlinge befestigt wird. Diese Seilschlinge wird an der Trommel
einer Seilwinde befestigt, um die Schlinge aufzurollen und die Verlegung des
Kabels in der Leitung zu ermöglichen,
das in die Leitung gleitet.
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Unter „Zug – Schub" wird ein Zug und
ein Schub gleichzeitig mit der Verwendung von Mitteln verstanden,
die den Schub des Kabels in seinen Leitungseingang ermöglicht,
um die auf den Leitungskopf wirkenden Zugkräfte zu verringern und den Verlegungsabstand
zu erhöhen.
Mitnahmemittel des Kabels zur halben Strecke können ebenfalls genutzt werden.
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Unter „Gebläse" wird der Druckaufbau
in der Leitung mit Hilfe eines Mediums zwischen den Kabelaufgabemitteln
und einem dichten Führungskopf verstanden,
der am Kabelkopf befestigt wird. Der in der Leitung herrschende
Druck er möglicht
so die Bewegung des Führungskopfs,
indem am Kabelkopf gezogen wird. Der Druckaufbau wird in der Regel
mit Luft gewährleistet.
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Unter „Gebläse-Schub" versteht sich die
Verwendung von Mitteln zum Schub des Kabels zu seinem Leitungseingang,
die mit Mitteln verbunden sind, welche mit der so genannten „Gebläsemethode" eingerichtet werden.
Auch hier wird eine Erhöhung
des Kabelverlegungsabstands gewährleistet.
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Unter „Schwimmen-Schub" und/oder „Auftrieb-Schub" wird eine Technik
verstanden, bei der ein Medium, allgemein Luft oder Wasser, bei
einer Geschwindigkeit größer als
die Fortbewegungsgeschwindigkeit des Kabels in die Leitung eingespritzt wird,
wobei die auf den Außenmantel
des Kabels ausgeübte
Reibung des Mediums die Zugkraft ausübt. Bei dieser Verlegungstechnik
schiebt der statische Druck der Luft oder der Flüssigkeit in der Leitung das
Kabel aus der Leitung heraus.
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Bei
bestimmten „Zug-Schub"-Techniken wird ebenfalls
Wasser in die Leitung eingespritzt. Die Zugkraft stammt von einem
Führungskopf,
der am Ende des Kabelkopfs befestigt wird, auf den der Druck des in
die Leitung eingespritzten Wassers ausgeübt wird. Zu diesem Zweck wird
der Führungskopf
mit einer oder mehreren Dichtungen ausgestattet.
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Ein
Vorteil der Einspritztechniken von Wasser oder anderen Flüssigkeiten
ist die Verringerung der Stützkraft
des Kabels gegen die Innenwand der Leitung infolge des hydrostatischen
Auftriebs und folglich der Reibungskräfte. Der Verlegungsabstand wird
jedoch durch den maximal zulässigen
Wasserdruck beschränkt,
der durch den maximalen Druck bestimmt wird, welcher auf den Führungskopf
ausgeübt
wird.
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Aufgrund
der Kurvenradien in der Leitung und der Verformung der Leitungsprofile
in eine ovale Form werden die vorhandenen Führungsköpfe mit einer aneinander gereihten
Reihe elastischer Gummilippen in Kegel- oder Scheibenform versehen.
Diese elastischen Gummilippen haben den bedeutenden Nachteil, dass
sie einem sehr hohen Druck nicht widerstehen, der normalerweise
einige Bar nicht überschreiten
darf, so dass die Zugkraft des Führungskopfes
relativ beschränkt
ist; die mit der Druckschrift
DE
43 12 332 beschriebene Vorrichtung, die dem am nächsten kommenden
Stand der Technik entspricht, weist diese Nachteile auf.
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Angesichts
dieser Nachteile besteht ein Ziel der Erfindung in der Ausbildung
eines Kabelführungskopfes
in Leitungen, der die Erhöhung
des Kabelverlegungsabstands, das heißt der Kabellänge, die
in eine Leitung eingeführt
werden kann, ermöglicht.
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Es
ist vorteilhaft, einen Führungskopf
zur Kabelverlegung zu nutzen, der geeignet ist, für Verlegungstechniken
verwendet zu werden, bei denen eine Flüssigkeit, beispielsweise Wasser,
in die Kabelleitung eingespritzt wird.
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Es
ist ebenfalls vorteilhaft, einen Führungskopf zur Kabelverlegung
in einer Leitung zu nutzen, der zuverlässig, wirtschaftlich ist und
Leckagen verringert oder gar ausschließt.
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Es
ist vorteilhaft, einen Führungskopf
zur Kabelverlegung zu nutzen, der auch zum Herausziehen eines Kabels
aus einer Leitung verwendet werden kann.
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Gegenstände Erfindung
werden durch einen Führungskopf
zur Kabelverlegung nach Anspruch 1 erfüllt.
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Erfindungsgemäß besteht
ein Führungskopf eines
Kabels in einer Leitung aus einem Körper und einer Dichtung zur
Anpassung an die Innenfläche
der Leitung, wobei der Körper
ein radial elastisches rohrförmiges
Teil, an dem die Dichtung angebracht wird, und ein an diesem rohrförmigen Teil
befestigtes oder mit ihm einstückig
geformtes Trägerteil,
das eine Führungsfläche zur
Führung
des Führungskopfs
in der Leitung aufweist, umfasst und der Durchmesser der Führungsfläche derart
etwas geringer als der maximale Durchmesser der Dichtung ist, dass
das Trägerteil
das rohrförmige
Teil bei der Durchführung
des Führungskopfes
in verformten Teilen der Leitung radial verformt. Das Trägerteil
wirkt auch als axialer Träger
der Dichtung.
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Die
Tatsache, dass der axiale Dichtungsträger einen Durchmesser aufweist,
der dem Außendurchmesser
der Dichtung nahezu gleicht, ermöglicht
vorteilhaft die Vermeidung der Umstülpung der Dichtungslippen und
damit die Aufnahme höherer Drücke, wobei
gleichzeitig die radiale Verformung der Dichtung zugelassen wird,
indem sie auf ein elastisches rohrförmiges Teil montiert wird,
das sich an die Verformungen der Leitungen über die Trägerteile anpasst.
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Die
Trägerteile
können
die Form von Zähnen aufweisen,
die sich radial vom rohrförmigen
Teil des Körpers
erstrecken. Diese Teile können
vollständig mit
dem Körper
aus einem Werkstoff ausgebildet werden, der geringe Widerstandsfaktoren
aufweist, so beispielsweise bestimmte Kunststoffe wie POM, Nylon
oder Teflon. Der Körper
kann darüber
hinaus eine Radialwand umfassen, die ein Ende des rohrförmigen Teils
teilweise oder vollständig
verschließt,
wobei diese Wand einerseits zur Stabilisierung des Körpers und
andererseits zur Blockierung des Durchflusses von Medien verwendet
wird. Zur Beschränkung des
hydrostatischen Druck im Körper
kann ein geeichtes Ventil in Form eines Druckminderers im Körper, insbesondere
in der Radialwand, montiert werden. Es ist vorteilhaft, eine oder
mehrere Radialbohrungen zur Einspritzung einer bestimmten Wassermenge
nach der Dichtung im Körper
auszuführen, um
die Dichtungslippe zu schmieren und abzukühlen.
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Zwei
oder mehrere Körper
können
vorteilhaft in axialer Tandemanordnung derart montiert werden, dass
der Lastenverlust verhindert wird, wenn beispielsweise am Anschluss
zwischen zwei Leitungsenden Störungen
in der Leitung auftreten.
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Bei
einer derartigen Ausgestaltung werden mit dem Druckminderer verbundene
Radialbohrungen zwischen zwei Dichtungen angeordnet, was die Verteilung
des Drucks zwischen den aufeinander folgenden Dichtungen sowie des
Differentialdrucks zwischen dem Innern des rohrförmigen Teils des Körpers und
dem Äußerbereich
ermöglicht.
Die Verbindung mehrerer Körper
und entsprechender Dichtungen ermöglicht ferner die Aufnahme
des Wassereinspritzdrucks in der höheren Leitung und folglich
die Erhöhung
des Verlegungsabstands.
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An
jedem axialen Ende des Körpers
oder der Mehrzahl von Körpern
können
Führungselemente montiert
werden, wobei das Ganze beispielsweise mit Befestigungsmitteln befestigt
wird, die zum Beispiel eine mittlere Befestigungsachse umfassen,
an der auch ein Ring oder ein Haken befestigt oder jedes sonstige
Befestigungselement zur Befestigung des Kabelkopfendes angebracht
werden kann.
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Die
Führungselemente
können
nach einer vorteilhaften Ausführung
mit elastischen Elementen wie elastische Finger im Umkreis des Elements
ausgestattet werden, um sich an die Verformung der Leitung anzupassen.
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Das
kopfseitige Führungselement
kann nach einer vorteilhaften Ausführung mit einem konischen oder
im Wesentlichen konischen Behälter
zwecks seiner Anordnung auf dem Kabelendstück anlässlich der Nutzung des Führungskopfs
für das
Herausziehen des Kabels aus einer Leitung ausgestattet werden.
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Mehrere
Führungsköpfe umfassen
mindestens einen Körper,
eine Dichtung, ein Führungsmittel und
einen Druckminderer und können
durch bewegliche Befestigungsmittel gekoppelt werden.
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Weitere
vorteilhafte Merkmale und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus
der nachstehenden ausführlichen
Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen in der Anlage,
wobei:
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1 eine
Ansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
eines Führungskopfes
für ein Kabel
in einer Leitung ist.
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2 eine Ansicht in Richtung von Pfeil II von 1 ist.
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3 ein Schnitt nach den Linien III-III
von 2 ist.
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4 eine
Ansicht eines erfindungsgemäßen Führungskopfkörpers ist.
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5 eine
Ansicht in Richtung von Pfeil V von 4 ist.
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6 ein
Längsschnitt
einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform
eines Führungskopfes
ist.
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Unter
Bezugnahme auf die Figuren und besonders auf die 1 bis 3 umfasst ein Führungskopf zur Kabelverlegung
einen Körper 2,
eine Dichtung 3, vordere und hintere Führungselemente 4, 5, Befestigungsmittel 6 der
unterschiedlichen Teile des Führungskopfes
und ein Befestigungsglied 7 zur Befestigung des Führungskopfes
an einem Ende eines in einer Leitung zu verlegenden Kabels. Ein
(nicht gezeigtes) Endstück
wird auf das Kabelende montiert, wobei das Endstück ein zusätzliches Befestigungsglied
aufweist.
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Der
Körper 2 umfasst
ein rohrförmiges,
radial elastisches Teil 9, ein radiales Wandteil 10 zum
zumindest teilweisen Verschluss eines Endes des rohrförmigen Teils 9 mit
Ausnahme der Durchführungen für die Befestigungsmittel 6 sowie
der Bohrungen und Höhlungen
zur Aufnahme eines Ventils und eines Druckminderers. Das Wandteil 10 ermöglicht einerseits
die Trennung der Innenhöhlung 11 vom
Körper des
Außenbereichs 12 und
andrerseits die Stabilisierung und Verfestigung des Körpers, um
seine Verbindung mit anderen Körpern
und/oder Führungselementen 4, 5 zu
gewährleisten.
Das rohrförmige
Teil weist bei diesem Ausführungsbeispiel
im Wesentlichen die Form eines Hohlzylinders auf, der eine relativ
dünne Wand
hat, um aus Gründen,
die weiter unten näher
beschrieben werden, radial elastisch zu sein.
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Der
Körper 2 weist
darüber
hinaus ein steifes Trägerteil 13 auf,
das sich vom rohrförmigen
Teil 9 erstreckt und als axialer Träger der Dichtung 3 genutzt wird.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
weist das Trägerteil
der Dichtung 13 die Form von Zähnen auf, die sich einstückig vom
Rohrteil 9 in eine radiale Richtung erstrecken und eine
periphere Führungsfläche 14 mit
einem Durchmesser etwas geringer als der Durchmesser der Leitung,
in die der Führungskopf eingeführt werden
soll, und damit etwas geringer als der maximale Durchmesser der
Dichtung 3 umfassen.
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Die
Führungsfläche 14 dient
folglich einerseits der Ausrichtung und Führung des Führungskopfes und besonders
der Dichtung 3 des Führungskopfes
in der Leitung und andererseits der Ausbildung eines steifen axialen
Trägers
für die
Dichtung, die vorzugsweise eine Lippendichtung ist, beispielsweise
in V-Form zur Aufnahme der hohen Drücke. Bei der Durchführung durch
ein verformtes Teil der Leitung 8 in 2 liegen
die peripheren Führungsflächen 14 der
Dichtungsträgerteile 13 auf
der Innenfläche
der Leitung an, wo der Durchmesser gering ist, und bewirken die
elastische Verformung des rohrförmigen Teils 9,
auf den sie montiert werden. Die periphere Führungsfläche 14 wird vorzugsweise
aus einem Werkstoff mit einem geringen Reibungskoeffizienten ausgeführt, um
die auf den Führungskopf
wirkenden Reibungskräfte
zu verringern.
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Verformt
sich der rohrförmige
Teil 9, folgt die auf den rohrförmigen Teil montierte Dichtung 3 der Verformung
und ermöglicht
die Gewährleistung
einer angemessenen Dichte zwischen der Innenfläche der Leitung und dem Körper. Diese
Ausgestaltung ermöglicht
insbesondere die Nutzung einer Dichtung wie einer Lippendichtung,
die für
Hochdruckanwendungen und beispielsweise für Drücke in der Größenordnung
von 35 Bar geeignet ist, welche eine erhebliche Erhöhung der
Länge des
in die Leitung einzuführenden
Kabels ermöglichen.
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Zur
Befeuchtung und Kühlung
der Lippen 15 der Dichtung 3 durchqueren kleine
Radialbohrungen 16 das rohrförmige Teil 9 und/oder
die Dichtungsträgerteile 13,
die somit einen Durchfluss für
das Wasser von der Innenhöhlung 11 in
den Außenbereich 12 des
Körpers
ausbilden. Die Anzahl und der Durchmesser der Bohrungen in der Zahl
von beispielsweise 4 bis 8 im Umfang des Körpers sind geeignet, ausreichend
Wasser für
die Kühlung
und Befeuchtung der Dichtung zu liefern, ohne jedoch einen signifikanten
Lastenverlust zu verursachen. Das Wasser für die Kühlung und Befeuchtung der Dichtungen 3 kann auch über ein
Ventil oder einen Druckminderer 18 zugeführt werden,
die beispielsweise in einer Höhlung im
Wandteil 10 des Körpers
montiert werden, wobei dieser Druckminderer 18 einen mit
der Innenhöhlung 11 des
Körpers
verbundenen Eingang und einen mit dem Außenbereich 12 verbundenen
Ausgang 17 aufweist. Wird der Druckminderer 18 in 3 oder 6 zwischen
zwei Dichtungen 3, 3' auf jeweilige Körper 2, 2' montiert, dient
er zur Verringerung des Differentialdrucks zwischen dem Außenbereich 12, 12', 12'' und der Innenhöhlung 11, 11', 11'' der Körper. Dadurch wird besonders
die Verteilung der Schubkraft auf die beiden Dichtungen 3, 3', 3'' ermöglicht.
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Nach
dem Ausführungsbeispiel
in 3 sind die Körper 3', 3 im Wesentlichen identisch,
aber es ist möglich,
die Körper
in 6 axial in Gegenstellung anzuordnen, wobei die
Radialwände 10', 10' der Körper 2' beziehungsweise 2'' aneinander gedrückt werden.
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Die
Montage in Gegenstellung nach dem Ausführungsbeispiel in 6 ermöglicht die
Erhöhung
des Abstands zwischen den Dichtungen 3', 3'' und
den Trägerteilen 13', 13'', was zu einer Verbesserung der
Führung
und der Dichtigkeit der Dichtungen des Führungskopfes führen kann.
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Die
Befestigungsmittel 6 des Führungskopfes können eine
Mittelachse 19 umfassen, die entlang der Mittelachse des
Führungskopfes
angeordnet wird und die vorderen und hinteren Führungselemente 4, 5 sowie
die Körper 2, 2', 2'' über koaxial um die Mittelachse 19 angeordnete
Muffen 20 axial zusammendrückt. Mit den Muffen 20 wird
gewährleistet, dass
das offene Ende 21, 21', 21'' des
rohrförmigen Teils
des Körpers 9 frei
ist, um seine elastische Bewegung zu ermöglichen. Die Länge der
Muffen 20 wird folglich derart ausgelegt, dass ein gewisser Spielraum
zwischen dem offenen Ende 21, 21', 21'' des
rohrförmigen
Teils und dem anliegenden Element, das heißt einem Endführungselement 4, 5 oder der
Wand 10' des
anliegenden Körpers,
verbleibt.
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Die
vorderen und hinteren Führungselemente 4, 5 werden
vorteilhaft mit elastischen Fingern 22 versehen, die im
Umfang angeordnet werden und leicht geneigt sind, um den Führungselementen
eine im Wesentlichen konische Form zu geben. Die elastischen Finger 22 ermöglichen
einerseits die Ausrichtung des Führungskopfes
in der Leitung und anderseits die Vermeidung eines Verhakens des
Führungskopfs
im Innenbereich der Leitung und besonders an Ungleichförmigkeiten
beziehungsweise Unregelmäßigkeiten
beispielsweise infolge der Verbindung von Enden der Leitung oder
einer beschädigten Oberfläche. Die
elastischen Finger ermöglichen
den Führungselementen
darüber
hinaus, sich an das Innenprofil der Leitung anzupassen.
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Das
vordere Führungselement 4 wird
vorteilhaft mit einem Behälter 23 ausgestattet,
der im Wesentlichen eine koni sche Form oder eine andere ausgebauchte
Form auf seiner Vorderseite für
die Aufnahme und Ausrichtung eines Endstücks aufweist, das auf ein aus
einer Leitung herauszuziehendes Kabel montiert wird. Der Führungskopf
kann somit nicht nur für
den Zug eines Kabels bei seiner Verlegung in einer Leitung sondern
auch für
den Schub eines Kabels bei seinem Herausziehen aus der Leitung genutzt
werden. Die Ausrichtung des Kabelendstücks nach der ausgebauchten
Vorderseite 23 des Führungselements
ermöglicht
es, ein Verklemmen des Führungskopfes
in der Leitung besonders beim Schneiden von Kurven in der Leitung
zu vermeiden.