Hochwasserhilfe 2013: Aufarbeitung der Fernmeldeanlagen und der Bohmeyer-Hauptuhr für die Parkeisenbahn Peißnitzexpress Halle (Saale) e.V.

Das Hochwasser der Saale 2013 und seine Folgen

Die Geschichte dieses Projektes beginnt mit einer e-mail unserer Freunde und Kollegen von der Parkeisenbahn Halle (Saale) vom 2. Juni 2013:

„Liebe Freunde der Parkeisenbahn Halle,
am heutigen Morgen mussten die ersten Aktiven im Verein und ich betroffen feststellen, dass wir angesichts der Hochwasserentwicklung nun einmal wieder nur noch Zuschauer am Szenario sind; die Peißnitzinsel ist nicht mehr erreichbar. … Alle für uns relevanten Pegel zeigen kein Sinken; die meisten steigen munter weiter…“

Es war das Schlimmste zu befürchten, und das wurde von der Entwicklung des Hochwassers in den folgenden Tagen leider noch bei weitem übertroffen. Beim höchsten Pegelstand der Saale von 8,10 m waren die Gebäude auf der Peißnitzinsel zum Teil bis zum Dach überflutet.

Alle Maßnahmen im Vorfeld – außer der Evakuierung eines Teils der Fahrzeuge – erwiesen sich als nicht ausreichend gegenüber dieser extremen Überflutung, und die Anlagen der Parkeisenbahn wurden von den Wassermassen schwer beschädigt.

Unter den vielen Anlagen der kleinen Bahn, die seitdem aufwändig wieder instandgesetzt werden mußten, befand sich auch die historische elektromechanische Hauptuhr der Fa. Bohmeyer im Bahnhofsgebäude des Bf. Peißnitzbrücke, die bei diesem Hochwasser zum ersten Mal komplett überflutet wurde.

Nun stellten neben den schlimmen Schäden, die das Hochwasser überall entlang der Saale angerichtet hatte, die Bahnanlagen der Parkeisenbahn und die Uhrenanlage nur einen kleinen Teil der Dinge dar, die nach dem Abzug der Fluten einen bedauernswerten Anblick boten. Allerdings hat genau diese Uhr auch einen regionalen Bezug zur Stadt Halle (Saale).

Die Firma C.Bohmeyer KG Halle – Saale,  bei der diese Uhr Ende der 1930er Jahre gebaut wurde, war lange Zeit in Halle ansässig und stellt damit auch einen kleinen Teil hallescher Industriegeschichte dar. Die Hauptuhr wurde im Dezember 1941 auf dem Bahnhof Teicha an der Bahnstrecke Halle – Vienenburg in Betrieb genommen und gelangte später zur Parkeisenbahn Halle (Saale) auf die Peißnitzinsel. Die Wiederherstellung – gerade auch dieser alten Uhr im Original – lag deshalb den Kollegen der Parkeisenbahn Peißnitzexpress Halle (Saale) e.V.  sehr am Herzen.

Nach dem Abzug des Wassers – viele Hände helfen

Sobald die Wassermassen abgeflossen waren und die Insel wieder erreichbar war, wurden Mitglieder des Fördervereins tätig und begannen mit ersten Arbeiten zur Sicherung und Wiederherstellung der Anlagen. Erst jetzt wurde das ganze Ausmaß der Schäden sichtbar.

Bei einer ersten Begehung bot sich den Aktiven im Verein u.a. folgendes Bild:

Nach dem Hochwasser (1) [Foto: Förderverein Parkeisenbahn Halle (Saale)]

Die Arbeitsbedingungen in den ersten Tagen nach dem Hochwasser waren kompliziert. Strom- und Wasserleitungen auf der Peißnitz waren abgestellt. Überall waren Überreste des Hochwassers zu sehen und ein fauliger Geruch lag in der Luft. Immerhin gab es schon nach wenigen Tagen frisches Wasser aus einem Tankwagen zum Händewaschen.

In einer solchen Situation ist das schon ein gewaltiger Fortschritt, und man lernt die Bedeutung solch elementarer Dinge erst wieder richtig einzuschätzen, wenn man so etwas selbst direkt vor Ort erlebt hat.

Neben all den allgemeinen Aufräum-, Entsorgungs- und Reinigungsarbeiten an den Anlagen der Parkeisenbahn wurden auch die elektrisch betriebenen Anlagen der Sicherungs-, Stellwerks- und Fernmeldetechnik begutachtet, trocken gelegt und soweit möglich und sinnvoll zur Reparatur ausgebaut.

Nach dem Hochwasser (2) [Foto: M.Schmidt]

Viele Eisenbahnfreunde fanden sich kurzfristig zur Hilfe ein und am 22. Juni 2013 fuhr auch ich zum Arbeitseinsatz des Fördervereins nach Halle (Saale), um die Aufräumungsarbeiten – insbesondere im Bereich der Fernmeldeanlagen –  zu unterstützen. Alle transportablen Anlagen und Geräte wurden dabei zur weiteren Bearbeitung per Pkw in die Fernmeldewerkstatt bei der Berliner Parkeisenbahn in die Wuhlheide gebracht.

… ob da noch was zu reparieren ist? [Foto: M.Schmidt]

In den folgenden Wochen und Monaten konnten in Berlin zunächst die Telefonanlage, OB- und Wählfernsprecher, Stromversorgungsgeräte und die Lautsprecheranlage vom Bf. Peißnitzbrücke gereinigt, repariert und geprüft werden.

Diese Arbeiten erstreckten sich bis zum Frühjahr 2014. Zum Ende des Monats März 2014 konnte dann ein großer Teil der aufgearbeiteten Technik zurück auf die Peißnitzinsel gebracht, eingebaut und wieder in Betrieb genommen werden. Dabei wurde die gesamte Installation erneuert und Anschlüsse so gestaltet, daß die Geräte bei Gefahr eines erneuten Hochwassers schnell evakuiert werden können.

Fernmeldeanlagen Bf. Peißnitzbrücke (1) [Foto: M.Schmidt]

Für die Steuerung der Uhrenanlage stand nach dem Hochwasser eine elektronische Hauptuhr zur Verfügung. Damit war mit moderner Technik zunächst auch die Funktion der Bahnhofsuhren beim Peißnitzexpress wieder sichergestellt.

Fernmeldeanlagen Bf. Peißnitzbrücke (2) [Foto: M.Schmidt]

Anschließend konnte in aller Ruhe mit der Aufarbeitung der Bohmeyer-Hauptuhr begonnen werden.

Die Reparatur der Pendeluhr

Uhrwerk und elektrischer Teil

Zunächst wurde die Uhr komplett zerlegt, und die aufgefundenen Schäden dokumentiert.

Uhrwerk – Schadaufnahme [Foto: M.Schmidt]

Es stellte sich heraus, daß sich das Uhrwerk in einem relativ guten Zustand befand. Das Ziffernblatt hatte allerdings starke Korrosionsschäden, und die elektrischen Kontakte am Uhrwerk sowie der Aufzugsmotor waren überholungsbedürftig. Das Holzgehäuse war aufgequollen, das Furnier beschädigt und verleimte Verbindungen hatten sich durch das Wasser gelöst.

Die Arbeiten rund um das Uhrwerk konnten durch die Fernmeldewerkstatt in der Wuhlheide in Eigenregie ausgeführt werden. Zunächst wurde der Aufzugsmotor zerlegt und gereinigt. Eine beschädigte Kontaktfeder mußte erneuert werden, dann konnte die Funktion des Motors zunächst allein überprüft werden.

Aufzugsmotor – erster Test [Foto: M.Schmidt]

Da die Uhrenanlage und die Hauptuhr bei der Parkeisenbahn Halle (Saale) mit einer Betriebsspannung von 24 V betrieben werden, die Betriebsspannung des Aufzugsmotors jedoch mit 8-12 V vorgegeben ist, war dem Motor bisher eine große Glühlampe als Vorwiderstand vorgeschaltet. Diese Schaltung war einfach und wirkungsvoll, jedoch wurde der Motor eigentlich mit einer zu hohen Spannung betrieben, wie sich im Probebetrieb in der Werkstatt herausstellte. Um die historische Technik zu schonen, entschied ich mich, im Gehäuse oberhalb des Uhrwerkes unauffällig eine elektronische Spannungsregelung einzufügen. Damit bekommt der Motor unabhängig von der Speisespannung nur 8 V und der Aufzug läuft ruhiger. Außerdem wurde optisch unauffällig eine elektronische Sicherung in den Stromkreis des Aufzugsmotors integriert. Diese soll ein Verschmoren der Motorwicklungen verhindern, falls der Antrieb wegen eines Fehlers in der Mechanik einmal unbeabsichtigt länger als üblich unter Spannung stehen sollte.

Anschließend wurde das Uhrwerk komplett zerlegt, alle Teile gereinigt und alles wieder zusammengebaut.

Uhrwerk beim Zusammenbau [Foto: M.Schmidt]

Auch die Seile des Aufzuges wurden bei dieser Gelegenheit erneuert. Der Hinweis eines Uhrmachers brachte mich auf die Idee, Skalenseile, wie sie in alten Radioempfängern Verwendung finden, dafür zu nutzen. Das ist zwar an dieser Stelle nicht ganz historisch korrekt, es hat allerdings technische Vorteile.

Nachdem auch das Kompensationspendel und sein Holzstab gereinigt und aufgearbeitet waren, konnte das Uhrwerk in der Werkstatt zum Test montiert und in Betrieb genommen werden. Uhrwerk und Aufzug funktionierten auf Anhieb ohne Probleme.

Erster Testlauf des Uhrwerkes [Foto: M.Schmidt]
Gehäuse und Ziffernblatt

Nach der Instandsetzung des Uhrwerkes und des elektrischen Teils der Uhr blieben noch zwei besondere Probleme zu lösen: einerseits die Wiederherstellung des Uhrengehäuses und die Restauration des Ziffernblattes. Für letzteres hatte ich bereits eine Idee, allerdings machte mir das Holzgehäuse zunächst Sorgen! Für die Restauration der Holzteile war ich auf die Hilfe eines Fachmannes für Holzarbeiten angewiesen.

Das Uhrengehäuse nach dem Hochwasser [Foto: M.Schmidt]

Erste Anfragen bei Tischlereien in der Umgebung brachten allerdings ernüchternde Ergebnisse. Zunächst einmal fühlt sich nicht jeder von einem solchen Restaurationsobjekt angeprochen. Eine andere Tischlerei brachte einen kompletten Neubau des Gehäuses ins Spiel, aber der Kostenvoranschlag für die Anfertigung ließ für die Machbarkeit in finanzieller Hinsicht nicht viel Gutes erahnen…

An dieser Stelle halfen einmal mehr Zufall und etwas Glück weiter.

Im Urlaub mit meiner Familie hatten wir einen Tischlermeister und dessen Familie kennengelernt. In einer email berichtete ich ihm von meinem Problem, fügte ein paar Fotos an und bat ihn um seinen fachlichen Rat, “… ob denn mit diesem Uhrengehäuse überhaupt noch irgend etwas zu machen wäre?…“ Die Antwort vom Fachmann kam schnell: „Na klar läßt sich da etwas machen!“ und obendrein bekam ich das Angebot, diese Arbeit als Hilfeleistung nach dem Hochwasser für den Verein der Parkeisenbahn Peißnitzexpress Halle (Saale) zu übernehmen. Das war weitaus mehr, als ich zunächst erhofft hatte, und wenig später konnte ich das arg lädierte Uhrengehäuse wieder ins Auto verladen und in der Tischlerei Falko Hecker in Pankow abliefern.

Nach einigen Wochen bekam ich einen Anruf, daß ich nach Pankow kommen könne, mir das fertiggestellte Uhrengehäuse abzuholen. Ich war ziemlich beeindruckt: das Uhrengehäuse sah so gut wie neu aus, trotzdem konnten so viel wie möglich der originalen massiven Holzteile – also historischer Substanz – weiter verwendet werden.

Das Uhrengehäuse – alt neben neu [Foto: M.Schmidt]

An dieser Stelle möchte ich Herrn Falko Hecker und seinem Team der Tischlerei auch im Namen aller Kollegen der Parkeisenbahn Halle (Saale) noch einmal herzlichen Dank für die uneigennützige Hilfe sagen.

Letzte Station bei der Restauration der Uhr war das Ziffernblatt. Die sichtbare silberne Oberfläche war durch oberflächliche Korrosion unansehnlich und rauh, die Stunden- und Minutenmarken unleserlich geworden.

Ziffernblatt nach dem Hochwasser [Foto: M.Schmidt]

Zunächst wurde das Ziffernblatt im vorhandenen Zustand gescannt, um eine digitale Vorlage zum Restaurieren zu schaffen. Am Computer wurden die Stunden, Minuten- und Sekundenmarkierungen digital wiederhergestellt sowie alle Fehlerstellen entfernt. Damit war zunächst eine digitale Druckvorlage erstellt.

Für die weitere Bearbeitung konnte ich auf die bewährte Mithilfe der Grafik-Ausbildungswerkstatt „digiprintworker“ des TJP e.V. zurückgreifen.

Um die metallische Oberfläche authentisch wirken zu lassen, griffen wir auf eine silberne bedruckbare selbstklebende Folie zurück, die dem originalen Erscheinungsbild des Ziffernblattes erstaunlich nahe kommt. Allerdings war die Oberfläche des alten Ziffernblattes durch Korrosion rauh geworden, die Klebefolie ließ sich nicht glatt aufkleben. Um die historische Substanz trotzdem weitestgehend erhalten zu können, bekam das alte Ziffernblatt eine Auflage durch eine 0,5 mm starke glatte Kunststoffplatte, die kreisrund in die Lünette eingesetzt wurde. Darauf wurde dann die silberne Folie mit dem aufgedruckten Ziffernblatt blasenfrei aufgeklebt. Optisch kommt die Oberfläche dem Original jetzt sehr nahe und die geringfügig größere Dicke fällt nicht ins Auge.

Das Beschaffen der passenden Folie, das Drucken und Aufkleben wurden dankenswerterweise vom Ausbildungsprojekt „digiprintworker“ des TJP e.V. übernommen, die uns u.a. auch schon bei anderen Restaurationsprojekten an Ziffernblättern von Bahnhofsuhren mit fachlichem Rat, interessanten Ideen und handwerklich perfekter Umsetzung geholfen hatten.

Uhr und Ziffernblatt nach der Aufarbeitung [Foto: M.Schmidt]

Jetzt hatte das Uhrwerk wieder „ein Gesicht“, und nachdem alles endgültig zusammengebaut war, wurde die Uhr zunächst in Berlin einem ersten Testlauf unterzogen. Dazu wurde die Hauptuhr in der Fernmeldewerkstatt Wuhlheide installiert. Zufällig hatten wir zu dieser Zeit auch eine Nebenuhr des gleichen Herstellers C. Bohmeyer KG Halle Saale aus einem Schrottcontainer(!) retten können, die etwa 1 Jahr später als die Hauptuhr geliefert wurde. Diese Nebenuhr wurde kurzerhand als Kontrolluhr an die Hauptuhr angeschaltet, und konnte damit auch gleich auf ihre Funktion geprüft werden.

Ein solches Ensemble aus Haupt- und Nebenuhr des gleichen Herstellers Bohmeyer aus Halle/S. ist heute wohl eher selten anzutreffen, und soll deshalb hier auch mit einem Foto gewürdigt werden.

Haupt- und Nebenuhr der Fa. Bohmeyer im Testbetrieb [Foto: M.Schmidt]
Fabrikschilder von Haupt- und Nebenuhr [Foto: M.Schmidt]

Beim Testlauf in Berlin konnte das Pendel bereits soweit justiert werden, daß die Uhr mit nur noch wenigen Sekunden Abweichung pro Tag funktionierte, und Ende Mai 2015 war es dann soweit: die restaurierte Hauptuhr konnte wieder an ihrem angestammten Platz im Bf. Peißnitzbrücke der PE Halle (Saale) installiert und in Betrieb genommen werden.

Zurück im Bf. Peißnitzbrücke [Foto: M.Schmidt]

Im Moment hat die Hauptuhr selbst keine Nebenuhren mehr anzusteuern, dennnoch funktioniert sie wieder zuverlässig und bereichert die Ausstattung des Bf. Peißnitzbrücke zur Freude der Besucher und Kollegen der Parkeisenbahn Halle (Saale).

Kabelreparatur in der Wuhlheide – April 2015

„Wo gehobelt wird, fallen Späne.“ – nach diesem Sprichwort kam es vor einigen Tagen zu einem interessanten außerplanmäßigen Arbeitseinsatz der AG Fernmeldetechnik.

Für die Verlegung eines neuen Erdkabels zur Stromversorgung mußte ein Kabelgraben ausgehoben werden. Bereits lange vorher wurden die Arbeiten geplant und alle vorhandenen Zeichnungen auf bekannte bereits im Erdboden verlegte Kabel und Leitungswege überprüft. Bis etwa 1979 verlief in diesem Bereich eine Strecke der Berliner Pioniereisenbahn. Steine und allerlei alte Teile der Streckenausrüstung wurden vor vielen Jahren hier beim Rückbau in der Erde vergraben. Sie sorgten beim Schachten für allerlei böse Überraschungen und setzten beim Anheben ungeplante Kräfte an Stellen frei, wo es keiner erwartet hatte. Und so passierte trotz guter Vorbereitung der Erdarbeiten das Malheur – kurz vor dem Ziel des Kabelgrabens wurde ein dünnes Fernmeldekabel Opfer dieser in der Erde schlummernden „Schätze“. Nun war guter Rat teuer.

Das zertrennte Kabel
Das zertrennte Kabel

Es war Sonntag,  der Haltepunkt „Haus Natur und Umwelt“ war per Streckenfernsprecher nicht mehr erreichbar und auch die Bahnhofsuhr blieb auf Uhrzeit 12:10 Uhr stehen.

Zum Glück waren die Fernmeldetechniker Stefan und Christian in der Wuhlheide unterwegs, um einige Störungen auf den Bahnhöfen der Parkeisenbahn zu reparieren. Ganz unerwartet kam nun eine  neue dringende Aufgabe dazu.

Zunächst wurden die Enden des beschädigten Kabels provisorisch gesichert, um mögliche Störungen durch Kurzschlüsse am abgerissenen Kabelende zu vermeiden. Anschließend wurde entschieden, das recht dünne Kabel gleich zu spleißen und anschließend provisorisch mit mehren Lagen Isolier- und Dichtband gegen eindringende Feuchtigkeit zu sichern. Diese Arbeiten waren bis zum frühen Abend erledigt und gegen 18 Uhr konnte die Fernsprechverbindung und die Bahnsteiguhr wieder in Betrieb genommen werden.

Der Spleiß wird provisorisch gesichert
Der Spleiß wird provisorisch gesichert

 

Knapp eine Woche später erfolgte dann die endgültige Reparatur des Kabels durch Anbringen einer Wärmeschrumpfmuffe. Auch wenn die Fernmeldetechnik bei der Parkeisenbahn aus oftmals historischen Geräten besteht – hier wurden moderne Materialien verarbeitet, wie sie heuzutage auch bei Kabelarbeiten in den Netzen von Energieversorgern, Bahn oder Telekommunikationsanbietern verwendet werden.

Die wasserdichte und mechanische belastbare Reparatur wird durch eine sogenannte Wärmeschrumpfmuffe realisiert. Diese Muffe besteht aus einer dicken biegsamen Kunststoffplatte, die mit einem Schmelzklebstoff beschichtet ist. Die Muffe wird um die Verbindungsstelle der gerissenen Kabelenden (Spleiß) herumgelegt und die Enden durch eine Edelstahlschiene fest miteinander verbunden. Die Muffe umschließt das Kabel und die Spleißstelle nun wie eine Röhre. Zuvor wurde über dem Spleiß noch eine Wärmeschutzmanschette angebracht.

Spleiß mit Wärmeschutzmantel
Spleiß mit Wärmeschutzmantel

 

Erwärmen der Muffe mit dem Gasbrenner
Erwärmen der Muffe mit dem Gasbrenner

Anschließend wird die Muffe mit der Heißluftpistole oder einem kleinen Gasbrenner auf ca. 150 °C erwärmt. Dabei zieht sich das Material der Muffe zusammen und umschließt letztendlich den Kabelspleiß und das Kabel fest. Der Heißkleber schmilzt bei der Prozedur und sorgt durch Verklebung für eine sichere Abdichtung der Muffe nach außen.

Eine Reparaturmuffe wird aufgeschrumpft(1)
Eine Reparaturmuffe wird aufgeschrumpft(1)
Eine Reparaturmuffe wird geschrumpft(2)
Eine Reparaturmuffe wird geschrumpft(2)

 

Beim Vorgang des Erwärmens und Schrumpfens verschwinden die grünen Punkte auf der Oberfläche der Schrumpfmuffe allmählich und zeigen so dem Monteur an, das die Muffe eine ausreichende Temperatur angenommen hat.

Der Schrumpfprozess ist beendet - abkühlen
Der Schrumpfprozess ist beendet – abkühlen lassen

 

Nachdem die Muffe abgekühlt war, wurde das reparierte Kabel in der Erde sicher verlegt und der Kabelgraben verfüllt.

Inzwischen erinnert nur noch die frisch geharkte Erde an diesen Arbeitseinsatz der AG Fernmeldetechnik.

Muffenbau Wp7alt (34)

Die AG Fernmeldetechnik

Wer wir sind und was wir machen

Was wäre eine Eisenbahn ohne informative Ansagen der Aufsicht aus dem Bahnsteiglautsprecher, ohne einen Richtungsanzeiger, der den Fahrgästen die Ziele der Züge ankündigt oder ohne die große Bahnhofsuhr, deren Zeiger elektrisch ferngesteuert von Minute zu Minute springen? Doch auch ohne eine Vielzahl von Fernsprechverbindungen und anderen Kommunikationsmitteln ist ein Bahnbetrieb nicht denkbar.Genauso wie beim großen Vorbild werden Sie solche Kommunikationsanlagen auch bei unserer Parkeisenbahn finden. Damit die Technik stets zur Zufriedenheit funktioniert, bedarf es fachkundiger Pflege und Wartung. Erschwerend wirkt an dieser Stelle, dass die Kommunikationsanlagen – genau wie unsere Fahrzeuge – oftmals ein beträchtliches Alter aufweisen.
Wandkasten OB
Herz eines Befehlsfernsprechers
Grundlegende Ausbildung

Geschichte

Mit der Gründung der AG Fernmeldetechnik im Jahre 1989 wurde erstmals auch Kindern und Jugendlichen die Möglichkeit geschaffen, an der Instandsetzung der Fernmeldeanlagen der kleinen Bahn mitzuwirken und den Kollegen der großen Bahn bei ihrer Arbeit zu helfen. Gezielt Nachwuchs für den Bereich der Sicherungs- und Telekommunikationstechnik der damaligen Deutschen Reichsbahn zu gewinnen, war für diese Entscheidung sicherlich ausschlaggebend. Vorbild dafür war die „technische Brigade“ im Bahnbetriebswerk. Ältere Parkeisenbahner mit entsprechendem Interesse konnten sich in dieser Gruppe schon lange auf das Fachgebiet Wagen- und Lokomotivtechnik spezialisieren.
Nun aber stand technisch interessierten Parkeisenbahnern ab 12 Jahren auch der Dienst als Fernmeldemechaniker bei der BPE offen.

Aufarbeitung eines Fahrtrichtungsanzeiger für den Bahnhof Badesee
Aufarbeitung eines Fahrtrichtungsanzeiger für den Bahnhof Badesee

Ausbildung

Heute wie damals ist die AG Fernmeldetechnik fest integrierter Bestandteil der Jugendarbeit der Berliner Parkeisenbahn . Das Angebot richtet sich an Schülerinnen und Schüler, die bereits erste Kenntnisse im Bahnbetrieb bei der BPE erworben haben und ihre technischen Kenntnisse auf dem Gebiet der Kommunikationsanlagen der Bahn vertiefen möchten.

In der Ausbildung werden in mehreren Abschnitten die Grundlagen der Elektrotechnik und Elektronik behandelt sowie die Funktionsweise von Telefonen, elektrischen Uhrenanlagen und anderer bei der Parkeisenbahn installierter Fernmeldetechnik erläutert. An den überwiegend historischen Geräten lässt sich die Wirkungsweise physikalischer Gesetze anschaulich erläutern.

Neben der notwendigen Theorie kommt natürlich die Praxis dabei nicht zu kurz. Das Löten will ebenso gelernt sein wie der richtige Umgang mit Messgeräten und Handwerkszeug. Zum Abschluss jedes Ausbildungsabschnittes muss eine kleine Prüfung absolviert werden, in der die Schüler ihr Wissen unter Beweis stellen können. Danach geht es mit großem Eifer an die Arbeit.

F-AG_Uhr
Instandsetztung von 4 Aussenuhren
Die Parkeisenbahner sind nun kleine Fachleute und dürfen entsprechend ihrer Befähigung als Fernmeldemechaniker der BPE unter Anleitung des AG-Leiters ausgewählte Reparaturen an Telefonen, Bahnhofsuhren und Lautsprecheranlagen ausführen. Die Jugendlichen werden damit unmittelbar an der Pflege und Instandhaltung der Anlagen ihrer kleinen Bahn beteiligt und erleben so anschaulich, wieviel Arbeit die Unterhaltung der Technik erfordert. Dabei soll auch das Gefühl der Verantwortung für „unsere Bahn“ gefördert werden.Ihren Mitschülern haben die jungen Fernmeldemechaniker viel technisches Wissen und handwerkliche Fähigkeiten voraus. Nicht selten wird durch die Tätigkeit bei der BPE der Wunsch nach einem Beruf bei der Bahn oder in der IT- und Elektrobranche geweckt.Interessant ist für uns auch immer wieder die Beschäftigung mit der Geschichte der Fernmeldetechnik. Dazu haben wir eine umfangreiche Sammlung alter Gerätschaften der Fernmeldetechnik der Eisenbahn angelegt und konnten so einige interessante Zeitzeugen vor der unweigerlichen Verschrottung bewahren. Einige Geräte, die auch nicht mehr direkt im Betrieb der BPE eingesetzt werden können, möchten wir zukünftig im Rahmen einer kleinen Ausstellung unserem interessierten Publikum zugänglich machen.

 

 

Finde-Fix 2011 oder Kabelortung mit einfachen Mitteln

03022012624

Während meiner ehrenamtlichen Arbeit im Bereich der Fernmeldetechnik für Park- und Museumsbahnen stellte sich oft die Aufgabe, die genaue Lage in der Erde verlegter Kabel festzustellen. Nicht selten fehlen aussagekräftige und aktuelle Planunterlagen für die Vorbereitung von Baumaßnahmen. Eine direkte Ortung der Lage der in der Erde verlegten Kabel vermeidet aufwändige Reparaturen, wenn diese Kabel unbeabsichtigt bei Erdarbeiten beschädigt werden.

Den heutigen Eigentümer der Parkeisenbahn Vatterode und seine Bemühungen um die Sanierung dieser kleinen Parkeisenbahn durfte ich im gleichen Zusammenhang kennenlernen. Auch an dieser Bahnstrecke ist ein Streckenfernmeldekabel verlegt, dessen Lage entlang der Strecke nicht annähernd bekannt war. Es war auch beim probeweisen Schachten quer zur Strecke bislang nicht gefunden worden. Eine funktionierende Streckenfernsprechverbindung über dieses Kabel ist aber auch hier eines der vielen Probleme, die für eine erneute Inbetriebnahme der Parkeisenbahn Vatterode gelöst werden müssen.

Außerdem wurde ich von Kollegen der Historischen Feldbahn in der Herrenleite um Rat gefragt. Auch hier soll ein bisher ungenutztes altes Kabel möglicherweise wieder für die Nutzung hergerichtet werden. Allerdings ist die genaue Lage und der Zustand dieses Kabels bisher unbekannt.

Aus meiner Lehrzeit war mir das Verfahren der elektrischen Kabelortung in Ansätzen bekannt. Dabei wurde ein nach meiner Erinnerung „Ortex“ genanntes Gerät vom Kabelbautrupp zur Trassensuche bei der Reparatur von Fernmeldekabeln verwendet.

Natürlich gibt es heute für diesen Zweck professionelle Ortungsgeräte, die die Trasse und auch die Verlegetiefe unterirdisch verlegter Kabel sehr genau ermitteln können. Entsprechende Geräte kosten aber viel Geld; eine solche Investition schied für die zu lösenden Aufgaben im Bereich von Park- und Museumsbahnen aus.

Dennoch wollte ich dieses Verfahren mit den mir zur Verfügung stehenden Möglichkeiten für die Arbeit in der Fernmeldetechnik bei Park- und Museumsbahnen nutzbar machen.

Beim Stöbern im Internet stieß ich auf eine Internetseite mit einer Beschreibung für den Selbstbau eines einfachen Kabelortungsgerätes. Diese Beschreibung war durch einen Funkamateur verfasst worden, er wollte – so wie ich auch – die Trasse eines alten Fernmeldekabels im Gelände mit einfachen Mitteln feststellen.. Die Idee und die vorgeschlagene Lösung waren mir willkommene Anregung für ein eigenes Projekt. An dieser Stelle möchte ich dem Autor S.Barth (DG0MG) noch einmal für die Veröffentlichung seiner Lösung danken!

Die Bauanleitung beinhaltete eine einfache Schaltung, die mit wenigen Bauteilen auskommt.

Diese Schaltung passte ich auf die Materialien an, die mir gerade zur Verfügung standen und vorhanden waren. Bis auf wenige Bauelemente konnte auf altbrauchbares Material aus der Bastelkiste und dem Elektronikschrott zurückgegriffen werden. Die Materialkosten für den Selbstbau der Schaltung beschränkten sich damit auf wenige EUR.

Sender und Empfänger zur Kabelortung sowie Zubehö
Sender und Empfänger zur Kabelortung sowie Zubehör

Nach einem ersten Aufbau der Schaltung wollte ich zunächst praktische Erfahrungen sammeln, um die Praxistauglichkeit festzustellen. Die ersten Tests fanden ausgehend vom Hauptbahnhof der Berliner Parkeisenbahn in der Wuhlheide statt. Die noch provisorisch aufgebaute Schaltung zeigte ein deutlich wahrnehmbares Signal auf einer bekannten Kabeltrasse parallel zur Gleisachse. Das beschriebene Minimum in der Lautstärke des Prüfsignals direkt über dem Kabel konnte schon gut nachgewiesen werden. Der provisorische Aufbau war allerdings fehleranfällig und der Auf- und Abbau zu umständlich.

Deshalb wurden Details der Schaltung noch einmal überarbeitet und die Platine anschließend in ein Gehäuse eingebaut. Zum Anschluß von Betriebsspannung und Ausgangssignal wurden Apparateklemmen montiert. Es fand sich außerdem ein gut erhaltener verzinkter Erdspieß mit Anschlußklemme aus alten NVA-Beständen für eine sichere und effektive Erdung.

Fallblattanzeiger russischer Bauart
Fallblattanzeiger russischer Bauart

Die beste Suchspule ergab letztlich der Elektromagnet eines alten russischen Rundrelais, welches in seinem ersten Leben in einem alten Fallblattanzeiger russischer Bauart tätig gewesen war. Ein Teleskop-Besenstiel aus Alu dient als Griff. Als Verstärker für den Kopfhörer kommt ein hochwertiger alter Walkman zum Einsatz, dessen Equalizer störendes Netzbrummen etwas vermindert.

Nachdem die Schaltung fest ins Gehäuse eingebaut war, fanden weitere Tests mit den Geräten im Bereich des Stellwerkes und Bahnhofs Freilichtbühne bei der BPE statt. Die Signale zur Ortung waren sehr gut wahrnehmbar und bekannte Kabeltrassen wurden eindeutig geortet. Danach wurde die Ortung auf unbekannte Trassen ausgeweitet, auch hier ließen sich verlegte Kabel gut orten, solange die netzfrequenten Störfelder nicht zu stark wirken.

CIMG7712a
Finde-Fix 2011 Sender im Einsatz bei der PE Vatterode

Den nächsten Praxistest in unbekanntem Gelände mußte das selbstgebaute Kabelortungsgerät dann im Einsatz bei der Parkeisenbahn Vatterode im März 2012 bestehen.

Die alten Endverschlüsse des Kabels zu finden, war nicht schwer. Im Bahnhof „Wippergrund“ wurde der Sender an das erste Aderpaar angeschlossen und eine Erdleitung ins Freie verlegt. Anschließend konnte das Abenteuer beginnen.

Nach wenigen Metern konnte ich mit der Suchspule die Signale des Senders orten und es zeigte sich ein deutlich wahrnehmbares Minimum in der Lautstärke, das auf den Verlauf des Kabels in der Erde hindeutete. So konnte ich die Lage des Kabels über mehr als 1 km entlang der Strecke bis zum Bahnhof „Mansfeld Schleife“ verfolgen.

Der Autor bei der Kabelortung
Der Autor bei der Kabelortung

 

Wenige Meter vor dem Bahnhof verlor sich dann das Signal ziemlich abrupt, ein Hinweis auf die Stelle, wo das Kabel vermutlich schon vor vielen Jahren beschädigt und getrennt wurde.

Von der relativen Genauigkeit dieser Ortung konnte ich mich selbst einige Zeit später überzeugen, als ich begann, ein Stück des Kabels für Messungen freizuschachten.

Diesmal fand ich das Kabel in der Erde auf Anhieb. Die Kabelortung zeigte die Lage mit nur wenigen cm Abweichung an und auch die Tiefenortung stimmte in der Größenordnung.

Das freigelegte Kabel bei der Isolationsmessung
Das freigelegte Kabel bei der Isolationsmessung

Die Ergebnisse der Isolationsmessung am Kabel zerschlugen dann allerdings die Hoffnung auf eine schnelle Wiederherstellung der Streckenfernsprechverbindung. Das Kabel erwies sich als „hoffnungslos abgesoffen“, der Isolationswiderstand zwischen den papierisolierten Adern betrug nur noch wenige Kiloohm, weil im Verlauf der Strecke Feuchtigkeit in das Innere des Kabels eingedrungen ist.

Trotzdem war es der Anfang einer sehr interessanten und lehrreichen Elektronikbastelei und es entstand ein für unsere Zwecke praxistaugliches Gerät für die Ortung unterirdisch verlegter Kabel.

Vielen Dank übrigens an Björn Garten (PE Vatterode), er gab dem elektronischen „Kind“ einen Namen: „Finde-Fix 2011“ 🙂

Physikalische Grundlagen

Zur Ortung eines unterirdisch verlegten Kabels muss das Kabel in der Erde „sichtbar“ gemacht werden. Der Trick besteht darin, rings um das gesuchte Kabel herum ein Magnetfeld zu erzeugen, das ausgewertet werden kann. Damit das Magnetfeld gut erfasst werden kann, wird eine hörbare Frequenz verwendet. Das Magnetfeld kann mit einer Suchspule geortet, entsprechend verstärkt und dann über Kopfhörer akustisch ausgewertet werden. Diese Lösung ist zwar nicht so komfortabel wie bei heutigen professionellen Geräten, die mit Mikroprozessorschaltungen eine digitale Anzeige realisieren, dafür ist der Aufwand gering. Unsere (Ur-)Großväter standen schließlich schon vor ähnlichen Aufgaben und mussten diese auch ohne Mikroprozessor und Digitaltechnik lösen. Diesem Prinzip, ganz im Sinne historischer Fernmeldetechnik, fühlte ich mich bei diesem Projekt ebenfalls verpflichtet. 🙂

Um ein Magnetfeld zu erzeugen, das man verfolgen kann, muss in den Adern des Kabels ein Stromfluß erzeugt werden. Dessen Magnetfeld soll hier nicht vom Feld des in der benachbarten Ader in gleicher Höhe zurück fließenden Stromes neutralisiert werden. Der Effekt des gegenseitigen Aufhebens der Felder ist ja im normalen Betrieb des Fernmeldekabels durchaus erwünscht (Schutz vor Übersprechen) und wird durch die Verseilung der Aderpaare begünstigt. Deswegen werden zum Zweck der Ortung nur eine oder zwei Adern auf einer Seite des Kabels angeschlossen.

Wie kommt es aber dazu, dass in einer einzelnen angeschlossenen Ader ein Stromfluß zustande kommt? Strom braucht bekanntlich stets einen geschlossenen Stromkreis, damit er fließen kann. Daran ändert sich auch an dieser Stelle nichts.

Um diesen Strom fließen zu lassen, wird die Kapazität zwischen den Adern und dem das Kabel umgebenden Erdreich ausgenutzt. Diese Kapazität kann man sich als eine Reihe entlang der Leitungsader parallel geschalteter Kondensatoren vorstellen. Ein Kondensator besteht zum Beispiel aus 2 Metallplatten, die sich in Luft in geringem Abstand isoliert gegenüber stehen. Die Form ist dabei völlig egal, so dass der Draht gegenüber dem das Kabel umgebenden Erdreich (elektrisch leitend) eine Anordnung bildet, die durchaus einen Kondensator darstellt.

Stromfluß Einzelader gegen Erde
Stromfluß Einzelader gegen Erde

Eine angelegte Geichspannung würde diese Kapazität nur einmal aufladen, danach könnte kein Strom mehr fließen. Dieser Effekt ist bei der Messung an offenen Aderpaaren mit dem Prüfschrank PS50 jedem alten Fernmelder geläufig und gut erkennbar: Misst man mit dem Ohmmeter des Prüfschrankes in eine längere Leitung ohne angeschlossenem Telefonapparat hinein, so passiert folgendes: eine Gleichspannung wird angelegt; Zeiger am Ohmmeter schlägt kurz aus (Stromfluß), und geht dann auf 0 (=Widerstand unendlich) zurück, weil die Leiter ja voneinander isoliert sind (oder sein sollten). Früher sagte man dazu: „Die Leitung ist „lang offen“.

Dadurch, dass der Prüfgenerator jedoch eine Wechselspannung liefert, kann ein Wechselstrom durch diese Kondensatoren zur Erde abfließen. Sie werden bei jeder Halbwelle des Wechselstromes umgeladen und dadurch fließt ständig ein Strom. Die Erde dient dabei als Rückleiter, deshalb muss der eine Pol des Prüfgenerators gut geerdet werden. Damit schließt sich der Stromkreis. Damit über die vielen parallel geschalteten Kondensatoren ein ausreichend hoher Strom fließen kann, wird eine recht hohe Spannung angelegt.

Der in der Ader fließende schwache Strom erzeugt ein magnetisches Wechselfeld, das sich in konzentrischen Kreisen rund um das Kabel in der Erde und in den über dem Kabel liegenden Raum ausbreitet. Als Sensor zum Orten verwenden wir eine Suchspule mit mehreren 1000 Windungen, in der das magnetische Wechselfeld des gesuchten Kabels eine geringe Tonspannung erzeugt (Induktion). Dieser Ton muss nun noch verstärkt werden, um mit einem Kopfhörer abgehört zu werden.

Zur Ortung gibt es 2 Möglichkeiten, die Suchspule gegenüber dem gesuchten Kabel zu halten. Wenn die Suchspule waagerecht gehalten wird, erzeugen die magnetischen Feldlininen genau oberhalb des Kabels die größte Induktion, das ergibt eine maximale Lautstärke genau über dem Kabel. Dieses Maximum in der Lautstärke ist allerdings nicht so genau ausgeprägt.

Wenn die Suchspule gegenüber der Erdoberfläche senkrecht gehalten wird, ergibt sich genau senkrecht oberhalb des Kabels ein Minimum in der Lautstärke, dass sehr genau ausgeprägt ist und sich zum Orten mit Hilfe eines Kopfhörers viel besser eignet.

Prinzip Kabelortung
Prinzip Kabelortung

Dieses Minimum entsteht dadurch, dass die Feldlinien genau oberhalb des Kabels etwa parallel zur Erdoberfläche verlaufen. So wird die Windungsebene der Spulenwindungen (auch waagerecht zur Erdoberfläche gehalten) kaum geschnitten, es kann keine oder sehr wenig Induktion in die Spule erfolgen (Ton leise). Sobald man sich mit der Spule vom Kabel entfernt, weicht die Richtung der Feldlinien von der Waagerechten ab, die Spulenwindungen werden stärker geschnitten und die Lautstärke steigt wieder an.

Tiefenortung

Neben der Lage der Kabeltrasse kann man mit dieser Methode mittels eines kleinen Tricks auch die ungefähre Verlegetiefe des gesuchten Kabels bestimmen.

Dazu wird die Suchspule bei der Ortung nicht senkrecht sondern unter einem Winkel von ca. 45° gegenüber der Erdoberfläche geneigt gehalten. Das Minimum in der Ortung tritt nun in einem bestimmten Abstand neben der zunächst mit senkrechter Suchspule georteten Kabeltrasse auf.

Dabei entspricht dieser Abstand in etwas der Verlegetiefe des gesuchten Kabels. Zur Erklärung soll die folgende Skizze helfen:

Prinzip Tiefenortung
Prinzip Tiefenortung

Wenn die Spule in einem Winkel von exakt 45° gehalten wird, ergibt sich geometrisch ein gleichschenkliges Dreieck unterhalb der Erdoberfläche. Wenn die beiden Katheten des Dreieckes mit a und b bezeichnet werden, gilt für die Schenkellängen der Katheten a=b. Damit entspricht der Abstand des mit geneigter Spule gefundenen Minimums zur Kabeltrasse in etwa dem Abstand des Kabels von der Erdoberfläche (Verlegetiefe).