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Kettenfahrleitung elektrischer Bahnen.
Bei den bisher bekannten Ausführungsformen der Kettenfahrleitungen für elektrische Bahnen wurden die Systemhöhen an den Aufhängepunkten durch Festlegung von bestimmten Werten für die einzelnen.
Streckenteile vorgeschrieben. So gelten z. B. für die Einheitsfahrleitung der Österreichischen Bundesbahnen als Werte für die Systemhöhen an den Aufhängepunkten auf der freien Strecke 1. 30 m, in Bahn- höfen 2. 10 m und in Tunnels 0-40 m. Durch diese Festlegung der Systemhöhen an den Aufhängepunkten wird sich die Systemhöhe in der Spannfeldmitte jeweils ändern, da bei Verminderung des Mastabstandes gegenüber der Regelspannweite sich die Durchhänge ebenfalls verringern werden, so dass dadurch die Abstände zwischen dem Tragseil und dem Fahrdraht grössere Werte annehmen. Durch die Beibehaltung der Systemhöhe an den Aufhängepunkten bei verringertem Massabstand, z.
B. in Kurvenstreeken, wird nicht nur ein Mehrverbrauch an Hängeseilen eintreten, es wird auch ein Mehrverbrauch an Mastgewicht dadurch entstehen, dass durch die hohen Maste, die durch die Kurvenzugskräfte auftretenden Momente erheblich grösser sind als bei kürzeren Masten, wodurch wieder stärkere Mastprofile, unter Umständen sogar verlaschte Maste erforderlich werden.
Nach der Erfindung wird nun in Kurven oder in andern Stellen, wo die Entfernung der Maste mit Rücksicht auf den ausnutzbaren Schleifbereich des Stromabnehmers der elektrischen Triebfahrzeuge herabgesetzt werden muss, die Systemhöhe an den Aufhängepunkten entsprechend der Verminderung der Spannweite gegenüber der Regelspannweite ebenfalls geändert. Diese Änderung kann auch entsprechend der durch die verringerten Spannweiten kleineren Tragseildurchhänge erfolgen, wobei selbstverständlich auf die konstruktive Ausbildungsmöglichkeit der Kettenwerkstragorgane Bedacht zu nehmen ist. Es fällt weiters, in den Rahmen der vorliegenden Erfindung, entsprechend den örtlichen Verhältnissen die Systemhöhe an die anschliessenden verschieden grossen Spannfelder anzupassen, so dass die Systemhöhe in den zwei Aufhängepunkten unter Umständen verschieden geändert wird.
Durch diese Verringerung der Systemhöhe wird die Verwendung von kürzeren Masten ermöglicht, und es können unter Umständen auch schwächere Walzprofile zur Anwendung kommen, da durch die geringere System- höhe der Angriffspunkt der durch die Spannung des Tragseiles wirkenden Kräfte herunterrückt und dadurch die wirkenden Momente verkleinert werden.
Zur Gegenüberstellung der erfindungsgemässen Ausführung mit den bisherigen Fahrleitungen werden die Ergebnisse eines Rechenbeispieles aufgestellt, welches unter Einhaltung aller geltenden Vorschriften durchgeführt wurde :
EMI1.1
<tb>
<tb> Fahrdraht <SEP> : <SEP> Kupferrillendraht <SEP> 100 <SEP> MM"
<tb> Tragseil <SEP> :
<SEP> Stahl............................................................... <SEP> 35 <SEP> mmZ
<tb> Gesamtzug <SEP> im <SEP> Fahrdraht <SEP> 850 <SEP> kg <SEP> konstant
<tb> Gesamtzug <SEP> im <SEP> Tragseil <SEP> 600 <SEP> kg <SEP> konstant
<tb> Regelspannweite <SEP> in <SEP> der <SEP> geraden <SEP> Strecke.......................................... <SEP> 75 <SEP> m
<tb> Systemhöhe <SEP> des <SEP> Kettenwerkes <SEP> am <SEP> Aufhängepunkt <SEP> zirka <SEP> :. <SEP> 1. <SEP> 40 <SEP> m
<tb> Abstand <SEP> des <SEP> Tragseiles <SEP> vom <SEP> Fahrdraht <SEP> in <SEP> der <SEP> Spannfeldmitte <SEP> zirka <SEP> 0-02 <SEP> m
<tb> Tragmaste <SEP> I-Träger <SEP> im <SEP> Stückgewieht <SEP> von <SEP> rund.... <SEP> "..................,.......,... <SEP> 300 <SEP> kg.
<tb>
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Zur Gegenüberstellung der Erfindung mit einer der bisherigen Ausführungsformen werden einige Daten einer neuzeitlichen FahrIeitungsanordnung angeführt :
Einheitsfahrleitung der ungarischen Staatsbahnen auf der freien Strecke Budapest-Körnern :
EMI2.1
<tb>
<tb> Fahrdraht <SEP> : <SEP> Kupferrilendraht <SEP> ........................................................ <SEP> 100 <SEP> mm2
<tb> Tragseil <SEP> :
<SEP> Stahlseil............................................................ <SEP> 50mM
<tb> Gesamtzug <SEP> im <SEP> Fahrdraht, <SEP> 850 <SEP> kg <SEP> konstant
<tb> Gesamtzug <SEP> im <SEP> Drahtseil <SEP> 850 <SEP> kg <SEP> konstant
<tb> Regelspannweite <SEP> in <SEP> der <SEP> geraden <SEP> Strecke........................................ <SEP> 75 <SEP> ils
<tb> Systemhöhe <SEP> des <SEP> Kettenwerkes <SEP> am <SEP> Aufhängepunkt <SEP> 1-50ion
<tb> Abstand <SEP> des <SEP> Tragseiles <SEP> vom <SEP> Fahrdraht <SEP> in <SEP> der <SEP> Mitte <SEP> des <SEP> Spannfeldes <SEP> zirka,........ <SEP> 0-30 <SEP> m
<tb> Tragmaste, <SEP> verlaschte <SEP> Flachmaste <SEP> aus <SEP> U-Eisen <SEP> im <SEP> Stückgewicht <SEP> von <SEP> zirka <SEP> ........ <SEP> 825 <SEP> kg.
<tb>
Ein Vergleich dieser beiden Anordnungen zeigt zunächst folgende wirtschaftliche Vorteile des Erfindungsgegenstandes : Wesentliche Ersparnis an Tragseilkosten, eine Ersparnis an Mastgewicht, die um so mehr in die Waagschale fällt, als normale Walzprofile selbst bei gleichem Gewicht wesentlich billiger sind als zusammengesetzte Profile. Ausserdem wird eine Ersparnis an Hängeseilen, am Aufwand für Endabspannungen, Abspanngestänge und an Fundierungskosten erzielt.
Zum weiteren Vergleich sei noch die Einheitsfahrleitung der Österreichischen Bundesbahnen auf der Strecke Salzburg-Innsbruck angeführt :
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<tb>
<tb> Fahrdraht: <SEP> Kuferprofildraht <SEP> ...........................................................100 <SEP> m2
<tb> Tragseil <SEP> : <SEP> Stahl <SEP> (bzw. <SEP> Bronze) <SEP> ................................................................. <SEP> 35 <SEP> mm2
<tb> Gesamtzug <SEP> im <SEP> Fahrdraht <SEP> ;
<SEP> 6001 <SEP> konstant
<tb> Gesamtzug <SEP> im <SEP> Tragseil <SEP> 600 <SEP> kg <SEP> konstant
<tb> Regelspannweite <SEP> in <SEP> der <SEP> geraden <SEP> Strecke........................................ <SEP> 60 <SEP> m
<tb> Systemhöhe <SEP> des <SEP> Kettenwerkes <SEP> am <SEP> Aufhängepunkt <SEP> 1. <SEP> 30 <SEP> m
<tb> Abstand <SEP> des <SEP> Tragseiles <SEP> vom <SEP> Fahrdraht <SEP> in <SEP> der <SEP> Spannfeldmitte <SEP> zirka <SEP> 0-38 <SEP> m
<tb> Tragmaste <SEP> I-Träger <SEP> im <SEP> Stückgewicht <SEP> von <SEP> zirka <SEP> 315 <SEP> kl.
<tb>
Gegenüber diesem weiteren Beispiel ergibt die erfindungsgemässe Anordnung eine Ersparnis je Stückgewieht der Tragmaste und durch die grössere Entfernung der Maste eine ganz bedeutende Ersparnis an Eisen je Längeneinheit. Ferner wird eine wesentliche Ersparnis an Isolatoren und Ausrüstungsmaterial für die Aufhänge-und Haltepunkte, an Hängeseilen und an Fundierungs-, Einbau-und Instandhaltungs- kosten erzielt.
Bei den bekannten Kettenfahrleitungen mit einem oder mehreren selbsttätig nachgespannten
Tragseilen und einem oder mehreren nachgespannten Fahrdrähten war es bisher üblich, den Gesamtzug in jedem Fahrdraht gleich oder in manchen Fällen auch kleiner zu wählen als den Gesamtzug im Tragseil Dieser Umstand hat zur Folge, dass bei Anstrebung möglichst grosser Entfernungen der Aufhänge- punkte des Kettenwerkes die Züge im Tragseil und im Fahrdraht entsprechend hoch gewählt werden müssen, um einen-unzulässig grossen Windabtrieb im Fahrdraht zu vermeiden.
Grosse Züge in den Tragseilen bedingen aber bei Einhaltung zulässiger Maximalspannungen grosse Tragseilquerschnitte und damit infolge des höheren Gewichtes des Tragseiles entsprechend grosse Durchhänge und Systemhöhen des Kettenwerkes an den Aufhängepunkten. Durch diese Umstände wird es notwendig, das zum Tragen des Kettenwerkes erforderliche Gestänge in wirtschaftlicher Weise aus mehreren Walzprofilen zusammenzusetzen, damit dasselbe die grossen wirksamen Gewichts-, Wind-und Kurvenzugsmomente aufnehmen kann. Derartige äste verursachen selbstverständlich gegenüber Masten aus Walzprofilen erhebliche Mehrkosten bei der Herstellung und Instandhaltung der Fahrleitungsanlage.
Als Beispiel einer nach diesen Gesichtspunkten ausgeführten Fahrleitungsanlage wurde bereits auf Seite 3 die Einheitsfahrleitung der ungarischen Staatsbahnen angeführt.
Um nun ein einfaches Walzprofil als Fahrleitungsgestänge verwenden zu können, ist man bei den oben angeführten Fahrleitungssystemen gezwungen, die Gesamtzüge im Tragseil und im Fahrdraht entsprechend gering zu wählen. Durch die Verringerung der Gesamtzüge des Tragseiles wird bei einer be-
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meidung eines unzulässig grossen Windabtriebes des Fahrdrahtes aus der Ruhelage die Wahl entsprechend geringer Entfernungen der seitlichen Haltepunkte des Fahrdrahtes. Da bei den neueren Fahrleitungssystemen in der Regel die seitlichen Haltepunkte des Fahrdrahtes konstruktiv mit den Aufhängepunkten des Tragseiles vereinigt werden, wird durch diese Bauart eine grössere Anzahl von Tragmasten erforderlich. Diese grössere Anzahl von Stützpunkten bezogen auf die Längeneinheit bedingt aber eine wesent-
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Es sind auch bereits Versuche mit Fahrleitungen, bei welchen der Tragseilzug kleiner als der Gesamtzug im Fahrdraht gewählt wurde, angestellt worden. Als Beispiel einer solchen Fahrleitungsausführung seien die Daten der von den österreichischen Brown Boveri Werken auf der Strecke Steinach-Aussee ausgeführten Kettenfahrleitung angeführt.
EMI3.1
<tb>
<tb>
Fahrdraht <SEP> : <SEP> Kupferprofildraht, <SEP> Quadratquerschnitt................................... <SEP> 100 <SEP> mm2
<tb> Tragseil <SEP> : <SEP> Kupferprofildraht, <SEP> Quadratquersehnitt <SEP> 50 <SEP> mm2
<tb> Gesamtzug <SEP> im <SEP> Fahrdraht <SEP> 970 <SEP> kg
<tb> Gesamtzug <SEP> im <SEP> Tragseil <SEP> 480 <SEP> kg
<tb> Regelspannweite <SEP> in <SEP> der <SEP> geraden <SEP> Strecke.............................................. <SEP> 75 <SEP> m
<tb> Systemhöhe <SEP> des <SEP> Kettenwerkes <SEP> am <SEP> Aufhängepunkt <SEP> 2-20 <SEP> m
<tb> Mindestabstand <SEP> des <SEP> Tragseiles <SEP> vom <SEP> Fahrdraht <SEP> in <SEP> der <SEP> Mitte <SEP> des <SEP> Spannfeldes.............
<SEP> 0'25 <SEP> m
<tb> Tragmaste <SEP> verlaschte <SEP> Flachmaste <SEP> aus <SEP> U-Eisen <SEP> im <SEP> Stückgewicht <SEP> von <SEP> zirka <SEP> 350 <SEP> kg.
<tb>
Aus diesen Beispielen ergibt sich ein Verhältnis des Gesamtzuges des Tragseiles zu dem Gesamt- zug des Fahrdrahtes von 0. 5. Dieses Verhältnis ist nun aber, wie sich aus dem vorstehenden Beispiel ergibt, zu klein gewählt worden, so dass sich bei dieser Ausführung Systemhöhen, Mastlängen, Kurvenzugskräfte sowie Abspannkräfte ergeben, welche erst recht wieder die unwirtschaftliche Verwendung von verlaschten Walzprofilen für die Tragmaste notwendig machen.
Als besonders vorteilhaft hat sich im Zusammenhang mit der Konstanthaltung des Abstandes von Fahrdraht und Drahtseil in Spannfeldmitte jene Ausführungsform gezeigt, bei der der Gesamtzug jedes Tragseiles höchstens um ein Drittel kleiner ist als der Gesamtzug des an den zugehörigen Tragseil aufgehängten Fahrdrahtes.
Dadurch wird nebst der Bedachtnahme auf die durch den entsprechend hohen Fahrdrahtzug gewährleistete gute Stromabnahmemöglichkeit ein derartig günstiges Windabtriebsverhalten des Fahrdrahtes erzielt, dass eine praktisch grosse Entfernung der seitlichen Haltepunkte ermöglicht wird. Durch die Herabsetzung des Gesamtzuges und auch des Querschnittes wird bei der Einhaltung der massgebenden Vorschriften über die zulässigen Beanspruchungen das Gewicht des Tragseiles weitgehend herabgesetzt.
Geringes Gewicht des Tragseiles ergibt aber auch ein geringeres Gewicht der gesamten Fahrleitungskette.
Durch die Herabsetzung des Gesamtzuges im Tragseil werden ferner die auf das Traggestänge wirkenden Momente stark verringert, wodurch die Verwendung von einfachen Walzprofilen für die Tragmaste ermöglicht wird.
Das günstige Windabtriebsverhalten des Fahrdrahtes gestattet es, das Tragseil in der Mitte des dem System zugrunde gelegten Regelspannfeldes so nahe an den Fahrdraht heranzurücken, als es die konstruktive Ausbildung der Aufhängemittel gestattet. Bei einer Ausführung der Fahrleitungskette nach der vorliegenden Erfindung lässt sich der Abstand zwischen dem Tragseil und dem Fahrdraht in der Spannfeldmitte auf 10 bis 50 mm angeben.
In der Zeichnung ist eine Kettenfahrleitung mit selbsttätiger Endabspannung schematisch dargestellt.
In der Fig. 1 ist der Fahrdraht a durch die Hänger d am Tragseil b befestigt. Das Tragseil b ist in den Aufhängepunkten i, der Fahrdraht a in den seitlichen Haltepunkten k mittels entsprechender Trag-und Halteseile an den Masten c befestigt.
Die Spannung des Fahrdrahtes a erfolgt durch die Gewichte e über die Rollen m, die Spannung des Tragseiles erfolgt durch die Gewichte f über die Rolle J'. Die Rollen I und m sind an den Abspannungsmasten n angebracht. An Stelle dieser Abspannvorrichtung ist selbstverständlich auch eine beliebige andere verwendbar, z. B. auch eine solche, welche es gestattet, das Tragseil und den Fahrdraht in einem gewünschten Verhältnis zu spannen.
In der Fig. 1 ist sowohl die Regelspannweite, d. h. der Abstand der Maste c voneinander, konstant angegeben, so dass auch die Systemhöhe des Kettenwerkes am Aufhängepunkt, d. h. der Abstand der Punkte i, k, konstant ist.
In der Fig. 2 ist schematisch zur Darstellung gebracht, in welcher Weise bei Verminderung der Spannweite, d. h. des Abstandes der Maste c voneinander, gegenüber der Regelspannweite sich auch der Durchhang des Tragseiles b verringert. Hiebei wird der Abstand des Tragseiles b vom Fahrdraht a in der Spannfeldmitte annähernd konstant gehalten, während die Systemhöhe des Kettenwerkes am Aufhängepunkt, d. h. der Abstand der Punkte i, k, entsprechend vermindert wird. Dadurch ist es möglich, die Länge der Maste c ebenfalls herabzusetzen, wie es aus der Zeichnung deutlich zu ersehen ist.
Beim Übergang von der freien Strecke in Tunnels, unter Überbauten und Streckentrennungen hat man bereits in drei Spannfeldern vor und hinter diesen Störobjekten die Kettenfahrleitung derart ausgeführt, dass der Abstand des Tragseiles vom Fahrdl aht in Spannfeldmitte ungefähr konstant gehalten wurde. Diese Ausführungen sind nicht auf Grund des Erfindungsgedankens gebaut worden, sie weisen nicht die für die Erfindung wesentlichen Vorteile auf und liegen mithin ausserhalb des Rahmens der Erfindung.