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Die Erfindung betrifft eine Fahrdrahtaufhängung für elektrische Bahnen mit Oberleitung mit einem am Tragseil an zwei distanzierten Punkten befestigtem elastischem Träger, an dem ein elastischer Arm, der mit dem Träger einen zweiarmigen Hebel bildet, befestigt ist und an dessen freiem Ende die Fahrdrahtaufhängung mit ihrem oberen Ende angreift.
Die Fahrleitung überträgt elektrische Energie auf den Stromabnehmer, der mit einer im allgemeinen konstanten Kraft an die Fahrleitung angedrückt werden muss. Als Folge dieses Drucks gibt die Fahrleitung in Druckrichtung nach, diese Verformung ist jedoch nicht gleichmässig, sondern hauptsächlich zufolge der Federwirkung des Tragseils im Mittelbereich zwischen den Stützpunkten grösser als an den Stützpunkten.
Ist am Stützpunkt der Stromabnehmerdruck kleiner als das dort bestehende Fahrdraht- und Seitenhaltergewicht, so gibt der Fahrdraht am Stützpunkt gar nicht nach, die Federkonstante erreicht den Wert unendlich und die Elastizität oder Nachgiebigkeit nimmt an dieser Stelle den Wert Null an.
Wie die mathematische Analyse zeigt, ist der Stromabnehmer bei grösserer Geschwindigkeit nicht in der Lage, seine Bewegung der aus der vorgegebenen Anpresskraft und der Konfiguration des Fahrdrahts und des Tragseils folgenden parabelförmigen Anhubskurve anzupassen. Seinem Aufbau nach wird einer der üblichen Stromabnehmer eine annähernd sinusförmige Bahn einnehmen, der sich die Fahrleitung anzupassen hätte. Die nach dem Impulssatz daraus folgenden, am Stromabnehmer auftretenden Kräfte können sich den Trägheitskräften des schwingenden Fahrdrahts überlagern und unzulässig grosse oder zu kleine Anpressdrucke verursachen, wobei vor allem im letzteren Fall das unerwünschte Abspringen des Stromabnehmers eintritt. Es ist daher anzustreben, den Anhub des Stromabnehmers an jedem Punkt seiner Bahn, zumindest aber an jedem Aufhängepunkt gleich gross zu gestalten.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, den Fahrdrahtanhub unter Stromabnehmerdruck möglichst gleich zu halten und dadurch die Reduzierung der Bügelarbeit während der Fahrt mit mechanischen Mitteln ohne zusätzliche, beispielsweise elektrisch gesteuerte Hilfsmittel zu bewirken. Die Erfindung ist besonders für Fahrleitungen, die für Geschwindigkeiten über 160 km/h ausgelegt werden, von Bedeutung.
Aus der mathematischen Behandlung des geschilderten Problems folgt, dass ein eindeutiger Zusammenhang zwischen dem fehlenden Anhub und der Entfernung des betrachteten Punkts von der Feldmitte eines Leitungsabschnitts gegeben ist. Dieser fehlende Anhub kann durch hebelähnliche Ausgleichsstäbe, die eine zusätzliche Federwirkung ausüben, kompensiert werden.
In der DE-AS 1294985 (Industria Elettrotecnica Rebosio) ist ein solches Zwischenglied angegeben, das als elastisch biegsamer, elektrisch isolierender Trägerstab ausgebildet ist, an dem in der Nähe eines Endes ein Aufhängeglied und in der Nähe des andern Endes das Tragseil bzw. ein Halteglied oder die Fahrleitung bzw. ein Halter befestigt sind und für das als Befestigungsmittel Klemmen dienen, die zum Einstellen der Lage bzw. der freien Biegelänge des Trägerstabs längs desselben verschiebbar sind.
Demgegenüber ist die erfindungsgemässe Fahrdrahtaufhängung dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Verbindungspunkte zwischen Tragseil und Träger gegenüber dem stetigen Verlauf des Tragseils ohne Träger gegeneinander versetzt sind und der Verlauf des Tragseils unstetig ist.
Der Vorteil der erfindungsgemässen Anordnung liegt darin, dass nicht nur die Komponentenelastizität, sondern auch die durch die erfindungsgemässe Anordnung aller Komponenten und deren Zusammenwirken gewinnbare Systemelastizität ausgenützt wird. Es ergibt sich dabei die Reihenschaltung zweier elastischer Systeme mit unterschiedlichen Zeitkonstanten. Diese weist die besonders im Stromabnehmer- und Fahrzeugbau, aber auch in vielen andern Zweigen des Maschinenbaus genützten Vorzüge auf.
Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt und sollen an Hand dieser beschrieben werden. Das stabförmige Verbindungselement-l- (Fig. l) ist über die Halterungen --2, 2'-- mit dem Tragseil --3-- fest verbunden und an seinem Ende --4-- über die Aufhängung --5-- mit dem Isolator
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verbunden. Am Aufhängepunkt --4-- greift daher das aus anteiligem Stabgewicht, Hängergewicht, Fahrdrahtgewicht und einem allfälligen Seitenhaltergewichtanteil bestehende Summengewicht an. Dieses Summengewicht verdreht den Stab so lange, bis sich der Gleichgewichtszustand eingestellt hat.
Es kann von Vorteil sein, zwischen Stab und Tragseil beliebige Dämpfungselemente vorzusehen, um Fahrleitungsschwingungen zu verhindern. Beispielsweise kann die am Stabende bzw. dem Aufhängepunkt - vorgesehene Verbindung zur Aufhängung --5-- als pneumatisches oder hydraulisches Dämpfungselement ausgebildet sein.
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Eine weitere mögliche Ausgestaltung ist in Fig. 2 dargestellt. Das Tragseil --3-- ist in dieser Ausführungsform in einzelne Stücke --3'und 3"-- unterteilt, welche durch drehbare Verbindungselemente - 10 und 10'-- mit den Verbindungselementen --11-- verbunden sind. Diese Verbindungselemente-11-
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Teilabschnitt seiner Länge angesetzten, zum Fahrdraht --9-- weisenden Abzweigstück --12-- versehen ist, an dem der Fahrdraht in der bereits beschriebenen Art und Weise aufgehängt ist.
Um eine zusätzliche Dämpfung von Fahrdrahtschwingungen zu bewirken, kann gemäss einer weiteren in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform an Stelle der starren Verbindung zwischen dem Verbindungsstück
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