CH647985A5

CH647985A5 - Device for automatically maintaining a predetermined tensioning force in a contact wire or supporting cable of overhead lines of electrical railways

Info

Publication number: CH647985A5
Application number: CH3333/80A
Authority: CH
Inventors: Paulus J Hagedorn; Helmuth Schumacher
Original assignee: Fahrleitungsbau Gmbh
Priority date: 1979-05-16
Filing date: 1980-04-30
Publication date: 1985-02-28
Also published as: DE2919707B1; IT1130428B; FR2456635A1; FR2456635B1; ATA260880A; IT8022120A0; DE2919707C2; AT366630B

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur selbsttätigen Einhaltung einer vorgegebenen Spannkraft in einem Fahrdraht oder Tragseil von Oberleitungen elektrischer Bahnen, mit einem gespannten elastischen Zwischenglied. The invention relates to a device for automatically maintaining a predetermined tension force in a contact wire or suspension cable of overhead lines of electrical trains, with a tensioned elastic intermediate member.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE-PS 918 992) wird die vorgegebene Spannkraft mit Hilfe eines Gewichtes selbsttätig eingehalten, welches an dem über eine Rolle umgelenkten Fahrdraht- oder Tragseilende befestigt ist. Das gespannte elastische Zwischenglied in Form der auf Druck beanspruchten Schraubenfederanordnung soll hier die durch plötzliche Längenänderungen des Fahrdrahtes bzw. Tragseiles verursachten Massenkräfte des Gewichtes von der Leitung fernhalten oder zumindest in ihrer Einwirkung auf die Leitung mildern. Die Anordnung der Gewichte solcher sogenannter Radspanner stösst häufig auf Schwierigkeiten. In Städten müssen die Gewichte aus optischen Gründen innerhalb der Mäste aufgehängt werden bzw. mit Schutzkörben umgeben werden, um keine Fussgänger zu gefährden. In Tunnelstrecken schliesslich müssen die Gewichte in besonders vorzusehenden teuren Bauwerksnischen untergebracht oder an einer Seilführung über mehrere aufwendige und störanfällige Umlenkrollen aufgehängt werden. In a known device of this type (DE-PS 918 992), the predetermined tensioning force is automatically maintained with the aid of a weight which is fastened to the end of the contact wire or support rope which is deflected via a roller. The tensioned elastic intermediate member in the form of the helical spring arrangement stressed here is intended to keep the mass forces of the weight caused by sudden changes in the length of the contact wire or support cables away from the line or at least to mitigate their effect on the line. The arrangement of the weights of such so-called wheel tensioners often encounters difficulties. In cities, for visual reasons, the weights must be hung inside the masts or surrounded with protective baskets in order not to endanger pedestrians. Finally, in tunnel sections, the weights have to be accommodated in expensive, niche building niches to be provided, or they have to be suspended from a rope guide via several complex and fault-sensitive deflection pulleys.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wesentlich platzsparendere Vorrichtung der genannten Art zu schaffen, bei der also die zuvor geschilderten Schwierigkeiten nicht mehr vorhanden sind. The invention has for its object to provide a much more space-saving device of the type mentioned, so that the difficulties described above are no longer present.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die gattungsgemässe Vorrichtung nach Lehre der Erfindung gekennzeichnet durch eine mechanische Reihenschaltung des elastischen Zwischengliedes sowie eines Nachspannantriebes und durch eine Regeleinrichtung mit dem als Spannkraftmesseinrichtung ausgebildeten elastischen Zwischenglied als Eingabeglied und mit dem Nachspannantrieb als Stellglied. To achieve this object, the generic device according to the teaching of the invention is characterized by a mechanical series connection of the elastic intermediate member and a tensioning drive and by a control device with the elastic intermediate member designed as a tension force measuring device as an input member and with the tensioning drive as an actuator.

Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung ist also das Spanngewicht der bekannten Vorrichtung gleichsam durch den Nachspannantrieb ersetzt, der mit Hilfe des als Spannkraftmesseinrichtung ausgebildeten elastischen Zwischengliedes sowie der Regeleinrichtung die aus Längenänderungen des Fahrdrahtes bzw. Tragseiles resultierenden Spannkraftabweichungen beseitigt. Ein solcher Nachspannantrieb benötigt gegenüber einem mit Gewichten ausgerüsteten Radspanner nahezu keinen Platz und ist daher für die Praxis wesentlich besser geeignet. In the device according to the invention, the tensioning weight of the known device is thus, as it were, replaced by the tensioning drive, which eliminates the tensioning force deviations resulting from changes in the length of the contact wire or suspension cables with the aid of the elastic intermediate member designed as a tensioning force measuring device and the control device. Such a tensioning drive requires almost no space compared to a wheel tensioner equipped with weights and is therefore much more suitable in practice.

Für die weitere Ausgestaltung bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten. Grundsätzlich ist es gleichgültig, welcher Art das vorgenannte elastische Zwischenglied ist. Es kann beispielsweise aus einer hydraulischen oder pneumatischen Druckdose bestehen; eine auf Druck beanspruchte Schraubenfederanordnung wird jedoch vorgezogen, weil diese in der Praxis bezüglich Haltbarkeit und Wartung am günstigsten ist und darüber hinaus durch Änderung der Schraubenfederzahl und/oder -Charakteristik eine verhältnismässig einfache Anpassung der Vorrichtung an die örtlichen Gegebenheiten zulässt. Auch der Nachspannantrieb, der zweckmässigerweise selbsthemmend ist, kann grundsätzlich beliebig ausgeführt sein, so beispielsweise aus einer motorbetriebenen Seiltrommel bestehen. Zu optimalen Verhältnissen kommt man jedoch, wenn der Nachspannantrieb aus einem von einem Elektromotor, insbesondere selbsthemmenden Elektrogetriebemotor, angetriebenen Schraubengetriebe besteht, denn dieser Nachspannantrieb kann ohne Schwierigkeiten als länglicher Gegenstand geringen Durchmessers ausgeführt werden. Hinzu kommt, dass dieser Nachspannantrieb auch mit dem elastischen Zwischenglied in Form der auf Druck beanspruchten Schraubenfederanordnung verhältnismässig leicht zu einer baulichen Einheit vereinigt werden kann. In diesem Zusammenhang empfiehlt es sich, die Anordnung so zu treffen, dass das Schraubengetriebe von der zwischen zwei Federstützplatten angeordneten Schraubenfederanordnung umgeben ist und die beiden in Wirkungsrichtung der Schraubenfederanordnung mit einer Relativführung versehenen Federstützplatten durchsetzt. Um die bei Fahrdrahtbruch oder Seilriss freiwerdenden Kräfte in der Schraubenfederanordnung klein zu halten, ist die Relativführung vorzugsweise mit die Relativbewegung der beiden Federstützplatten begrenzenden Anschlägen versehen. Die Ausbildung des elastischen Zwischengliedes als Spannkraftmesseinrichtung kann auf einfachste Weise dadurch verwirklicht werden, dass eine der beiden Federstützplatten mit zwei Endschaltern ausgerüstet wird, die in Wirkungsrichtung der Schraubenfederanordnung mit Abstand voneinander angeordnet und von der anderen Stützplatte betätigbar sind. Die beiden Endschalter definieren dabei nach oben und nach unten die zulässigen Abweichungen von der vorgegebenen Spannkraft, bei denen also der Nachspannantrieb in der einen oder anderen Richtung noch nicht tätig wird. Die Vorrichtung kann ohne weiteres als Verbindungsglied zwischen einem Fahrdraht- oder Tragseilende und einem ortsfesten Widerlager bzw. Verankerungspunkt festgesetzt werden. Hierzu genügt es, wenn eine der beiden Federstützplatten eine Drehgelenkausbildung für das ortsfeste Widerlager aufweist. Im übrigen empfiehlt es sich, die Anordnung so zu treffen, dass die eingestellte Spannkraft mit Hilfe von Zeigern bzw. Markierungen und There are several possibilities for the further configuration within the scope of the invention. Basically, it does not matter what type the aforementioned elastic intermediate member is. For example, it can consist of a hydraulic or pneumatic pressure can; a helical spring arrangement stressed is preferred, however, because in practice this is the cheapest in terms of durability and maintenance, and moreover, by changing the number of helical springs and / or characteristics, the device can be adapted relatively easily to local conditions. The tensioning drive, which is expediently self-locking, can in principle be of any design, for example consist of a motor-driven cable drum. Optimal conditions are achieved, however, if the tensioning drive consists of a screw gear driven by an electric motor, in particular a self-locking electric geared motor, because this tensioning drive can be designed as an elongated object of small diameter without difficulty. In addition, this tensioning drive can also be combined relatively easily to form a structural unit with the elastic intermediate member in the form of the helical spring arrangement which is subjected to pressure. In this context, it is advisable to make the arrangement in such a way that the helical gear is surrounded by the coil spring arrangement arranged between two spring support plates and passes through the two spring support plates provided with a relative guide in the direction of action of the coil spring arrangement. In order to keep the forces in the helical spring arrangement that are released in the event of contact wire breakage or cable breakage small, the relative guide is preferably provided with stops limiting the relative movement of the two spring support plates. The formation of the elastic intermediate member as a tension force measuring device can be realized in the simplest way by equipping one of the two spring support plates with two limit switches, which are arranged at a distance from one another in the direction of action of the helical spring arrangement and can be actuated by the other support plate. The two limit switches define upwards and downwards the permissible deviations from the specified clamping force, which means that the tensioning drive is not yet active in one direction or the other. The device can easily be fixed as a connecting link between a contact wire or suspension cable end and a fixed abutment or anchoring point. To do this, it is sufficient if one of the two spring support plates has a swivel design for the stationary abutment. For the rest, it is advisable to make the arrangement so that the set clamping force with the help of pointers or markings and

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die Funktionstüchtigkeit der Vorrichtung mit Lampen oder Leuchten an der Vorrichtung oder auch an einem getrennten Ort überwacht werden kann. the functionality of the device can be monitored with lamps or lights on the device or at a separate location.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert, deren einzige Figur schematisch eine erfindungsgemässe Vorrichtung zeigt. An exemplary embodiment of the invention is explained below with reference to the drawing, the sole figure of which schematically shows a device according to the invention.

Die Vorrichtung dient zur selbsttätigen Einhaltung einer vorgegebenen Spannkraft in einem Fahrdraht oder einem Tragseil von Oberleitungen elektrischer Bahnen. Von diesem Fahrdraht bzw. Tragseil ist in der Figur lediglich das mit der Vorrichtung verbundene, mit einem Isolator 1 ausgerüstete Ende 2 zu erkennen. Lediglich angedeutet ist, dass die Vorrichtung an einem ortsfesten Widerlager 3 in Form eines Verankerungsteiles befestigt ist. The device is used to automatically maintain a predetermined tension force in a contact wire or a suspension cable of overhead lines of electrical trains. From this contact wire or suspension cable, only the end 2 connected to the device and equipped with an insulator 1 can be seen. It is only indicated that the device is attached to a stationary abutment 3 in the form of an anchoring part.

In ihrem grundsätzlichen Aufbau besteht die Vorrichtung aus einem elastischen Zwischenglied in Form einer auf Druck beanspruchten gespannten Schraubenfederanordnung 4 und einem Nachspannantrieb 5 in Form eines von einem Elektromotor 6 angetriebenen selbsthemmenden Schraubengetriebes 7. Das elastische Zwischenglied und der Nachspannantrieb 5 sind, wie man aus der Figur erkennen kann, mechanisch in Reihe geschaltet. Das Fahrdraht- bzw. Tragseilende 2 greift an einem Ende des Schraubengetriebes 7 an, das andere Ende des Schraubengetriebes 7 ist mit dem einen Ende der Schraubenfederanordnung 4 verbunden und das andere Ende der Schraubenfederanordnung 4 ist an das Verankerungsteil 3 angeschlossen. Ferner gehört zur Vorrichtung noch eine elektrische Regeleinrichtung 8, die das als Spannkraftmesseinrichtung ausgebildete elastische Zwischenglied als Eingabeglied und den Nachspannantrieb 5 als Stellglied aufweist. In its basic structure, the device consists of an elastic intermediate member in the form of a tensioned helical spring arrangement 4 and a tensioning drive 5 in the form of a self-locking screw drive 7 driven by an electric motor 6. The elastic intermediate member and the tensioning drive 5 are, as can be seen from the figure can recognize, mechanically connected in series. The contact wire or support cable end 2 engages at one end of the helical gear 7, the other end of the helical gear 7 is connected to one end of the helical spring arrangement 4 and the other end of the helical spring arrangement 4 is connected to the anchoring part 3. Furthermore, the device also includes an electrical control device 8, which has the elastic intermediate element designed as a clamping force measuring device as an input element and the tensioning drive 5 as an actuator.

Die Schraubenfederanordnung 4 ist aus einer Mehrzahl von Schraubenfedern 9 gebildet, deren Achsen 10 parallel zur Achse 11 des Schraubengetriebes 7 liegen und die gleich-mässig verteilt am Umfang eines das Schraubengetriebe 7 konzentrisch umgebenden gedachten Kreiszylinders angeordnet sind. Die Schraubenfedern 9 sind mit ihren Enden an zwei Federstützplatten 12,13 befestigt. Diese beiden zu den Schraubenfedern 9 senkrechten und zueinander parallelen Federstützplatten 12,13 sind mit einer Relativführung 14 versehen, so dass sie sich in Richtung der Achse 11 des Schraubengetriebes 7 relativ zueinander bewegen können. Hierzu ist die eine Federstützplatte 12 mit einem rohrförmi-gen Ansatz 15 versehen, der sich durch eine entsprechende Führungsausnehmung 16 in der anderen Federstützplatte 13 erstreckt und dessen Länge ein wenig grösser als der grösst- The helical spring arrangement 4 is formed from a plurality of helical springs 9, the axes 10 of which lie parallel to the axis 11 of the helical gear 7 and which are evenly distributed on the circumference of an imaginary circular cylinder concentrically surrounding the helical gear 7. The ends of the coil springs 9 are fastened to two spring support plates 12, 13. These two spring support plates 12, 13, which are perpendicular to the coil springs 9 and parallel to one another, are provided with a relative guide 14 so that they can move relative to one another in the direction of the axis 11 of the screw gear 7. For this purpose, the one spring support plate 12 is provided with a tubular extension 15, which extends through a corresponding guide recess 16 in the other spring support plate 13 and whose length is a little larger than the largest

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mögliche Längenunterschied des Fahrdrahtes bzw. Tragseiles ist. Das Schraubengetriebe 7 ist innerhalb des rohrförmi-gen Ansatzes 15 angeordnet und durchsetzt damit auch die beiden Federstützplatten 12,13. Die Spindel 17 des Schraubengetriebes 7 ist in der mit dem rohrförmigen Ansatz 15 versehenen Federstützplatte 12 gelagert und von dem an diese Federstützplatte 12 angeflanschten Elektromotor 6 angetrieben. Die Spindelmutter 18 des Schraubengetriebes 7 ist in dem rohrförmigen Ansatz 15 verdrehungssicher geführt und auf der dem Elektromotor 6 abgewandten Seite durch ein Zugrohr 19 verlängert, an dessen freies Ende das Fahrdrahtbzw. Tragseilende 2 angeschlossen ist. In der Figur erkennt man des weiteren, dass der rohrförmige Ansatz 15 beidseits der die Führungsausnehmung 16 aufweisenden Federstützplatte 13 je einen Anschlag 20 aufweist, der die Relativbewegung der beiden Federstützplatten 12, 13 begrenzt. Entsprechend weist die andere Federstützplatte 12 mit dem rohrförmigen Ansatz 15 an einem Ausleger 21 zwei Endschalter 22 auf, die in Wirkungsrichtung der Schraubenfederanordnung 4 mit Abstand voneinander angeordnet sind und von der Federstützplatte 13 über einen Nocken 23 od.dgl. betätigbar sind. Die letztgenannte Federstützplatte 13 weist eine Drehgelenkausbildung 24 auf, mit deren Hilfe sie am Verankerungsteil 3 angelenkt ist. possible difference in length of the contact wire or suspension cable is. The screw gear 7 is arranged within the tubular extension 15 and thus also penetrates the two spring support plates 12, 13. The spindle 17 of the screw gear 7 is mounted in the spring support plate 12 provided with the tubular extension 15 and driven by the electric motor 6 flanged onto this spring support plate 12. The spindle nut 18 of the screw gear 7 is guided in the tubular extension 15 against rotation and extended on the side facing away from the electric motor 6 by a draw tube 19, at the free end of the contact wire or. Support rope end 2 is connected. In the figure it can also be seen that the tubular extension 15 has a stop 20 on each side of the spring support plate 13 which has the guide recess 16 and limits the relative movement of the two spring support plates 12, 13. Correspondingly, the other spring support plate 12 with the tubular extension 15 on a bracket 21 has two limit switches 22 which are arranged at a distance from one another in the direction of action of the helical spring arrangement 4 and from the spring support plate 13 via a cam 23 or the like. can be operated. The latter spring support plate 13 has a swivel design 24, with the aid of which it is articulated on the anchoring part 3.

Bei der vorgegebenen Spannkraft im Fahrdraht oder Tragseil liegt die Federstützplatte 13 mittig zwischen den beiden Endschaltern 22. Ändert sich die Spannkraft beispielsweise infolge Temperaturänderungen, verschiebt sich die Federstützplatte 12 mit dem Nachspannantrieb 5 relativ zur angelenkten Federstützplatte 13. Über- oder unterschreitet die Spannkraft den vorgegebenen Spannkraftwert um z.B. 5%, wird einer der Endschalter 22 von der Federstützplatte 13 betätigt. Die Regeleinrichtung 8 betätigt dann ihrerseits den Elektromotor 6 des Nachspannantriebs 5 in der einen oder anderen Richtung, und zwar solange bis die Federstützplatte 13 wieder ihre mittige Lage zwischen den beiden Endschaltern 22 einnimmt und damit die vorgegebene Spannkraft wiederhergestellt ist. Bei Fahrdrahtbruch oder Seilriss federt die Federstützplatte 12 mit dem Nachspannantrieb 5 zurück, bis einer der Anschläge 20 an der anderen Federstützplatte 13 zur Anlage kommt. Zugleich wird über den einen Endschalter 22 der Elektromotor 6 betätigt. Sobald die Spindelmutter 18 das Ende der Spindel 17 erreicht hat, wird der Elektromotor 6 durch einen nicht dargestellten Näherungsschalter abgeschaltet. Die elektrische Versorgung der Vorrichtung kann aus der Oberleitung erfolgen. With the specified tension force in the contact wire or suspension cable, the spring support plate 13 lies centrally between the two limit switches 22. If the tension force changes, for example as a result of temperature changes, the spring support plate 12 with the tensioning drive 5 shifts relative to the articulated spring support plate 13 Tension value by e.g. 5%, one of the limit switches 22 is actuated by the spring support plate 13. The control device 8 then in turn actuates the electric motor 6 of the tensioning drive 5 in one direction or the other, until the spring support plate 13 again assumes its central position between the two limit switches 22 and the predetermined tensioning force is thus restored. If the contact wire breaks or the cable breaks, the spring support plate 12 springs back with the tensioning drive 5 until one of the stops 20 comes to rest on the other spring support plate 13. At the same time, the electric motor 6 is actuated via the one limit switch 22. As soon as the spindle nut 18 has reached the end of the spindle 17, the electric motor 6 is switched off by a proximity switch, not shown. The device can be supplied with electricity from the overhead line.

3 3rd

5 5

10 10th

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

647 985 PATENT CLAIMS

1.Device for automatically maintaining a predetermined tension force in a contact wire or suspension cable of overhead lines of electrical trains, with a tensioned elastic intermediate member, characterized by a mechanical series connection of the elastic intermediate member (4) and a tensioning drive (5) and by a control device (8) with the elastic intermediate member (4) designed as a tension force measuring device as an input member and with the tensioning drive (5) as an actuator.

2. Device according to claim 1, characterized in that the tensioning drive (5) consists of a screw gear (7) driven by an electric motor (6).

3. Device according to claim 2, characterized in that the elastic intermediate member consists of a helical spring arrangement (4) subjected to pressure, the helical gear (7) is surrounded by the helical spring arrangement (4) arranged between two spring support plates (12, 13) and the two , in the direction of action of the coil spring arrangement (4) with a relative guide (14) provided with spring support plates (12, 13)

4. The device according to claim 3, characterized in that the relative guide (14) with the relative movement of the two spring support plates (12, 13) is provided with stops (20).

5. Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that one of the two spring support plates (12) is equipped with two limit switches (22) which are arranged at a distance from one another in the direction of action of the coil spring arrangement (4) and can be actuated by the other support plate (13) are.

6. Device according to one of claims 3 to 5, characterized in that one of the two spring support plates (13) has a hinge design (14) for a stationary abutment (3).