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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Radspanner.
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Fahrdrähte und
Tragseile einer Oberleitungsanlage müssen, unabhängig von Witterungseinflüssen, ständig mit
einer bestimmten Zugkraft gespannt sein, um einen ordnungsgemäßen Betrieb
der Oberleitungsanlage zu gewährleisten.
Zum Abspannen von Tragseilen und Fahrdrähten dienen Abspannvorrichtungen
mit Radspannern. Diese Radspanner sind in regelmäßigen Abständen an Oberleitungsmästen oder
Wänden
mittels einer Befestigungsvorrichtung befestigt und Teil einer die
Oberleitungsanlage haltenden Haltevorrichtung. Jeder Radspanner
weist eine Spanntrommel auf, auf die ein mit der Oberleitungsanlage
verbundenes Abspannseil gewickelt ist. Das Spannen des Abspannseils
wird über
ein an der Spanntrommel an einem Gewichtsseil hängendes Nachspanngewicht erreicht.
Das Nachspanngewicht ist dabei so bemessen, dass insbesondere thermisch
bedingte Längenänderungen der
Oberleitungsanlage über
das Abspannseil und das Nachspanngewicht ausgeglichen werden und die
Tragseile und Fahrdrähte
der Oberleitungsanlage immer in gleicher Weise gespannt sind. Die
am Abspannseil angreifende Kraft und die Gewichtskraft des Nachspanngewichts
sind im Kräftegleichgewicht. Längenänderungen
in der Oberleitungsanlage werden durch ein Auf- oder Abrollen des
Abspannseils ausgeglichen.
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Kommt
es in der Oberleitungsanlage zu einem Tragseil- oder Fahrdrahtriss,
so fehlt abrupt die das Nachspanngewicht haltende Haltekraft des
Abspannseils. Das Nachspanngewicht bewegt sich unter Einfluss seiner
Gewichtskraft vertikal nach unten. Dabei besteht zum einen im extremsten
Fall die Gefahr, dass das Gewichtsseil aus seiner Halterung an der
Spanntrommel gerissen wird und herab stürzt. Zum anderen werden sehr
große
Kraftstöße auf den Oberleitungsmast übertragen.
Dies kann zu starken Beschädigungen
nicht nur des Oberleitungsmastes, sondern der gesamten Oberleitungsanlage
führen. Daher
wurden Vorrich tungen entwickelt, um das in einem derartigen Fall
nach unten beschleunigte Nachspanngewicht abzubremsen.
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Bei
bekannten Radspannern erfolgt im Fall eines Tragseil- oder Fahrdrahtrisses
oder -bruches eine Arretierung des Spannrades derart, dass am Umfang
des Spannrades angebrachte Sperrzähne in eine am Oberleitungsmast
befestigte Sperrklinge einrasten. Ein derartiger Radspanner ist
beispielsweise aus der
DE
297 13 425 U1 bekannt. Durch das Aufschlagen der Sperrzähne auf
die Sperrklinge besteht die Gefahr, dass ein Sperrzahn bricht oder
sich das Gesperre verkantet.
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Aus
der
DE 199 32 195
C1 ist ein Radspanner bekannt, bei dem das plötzliche
Aufschlagen vermieden wird, indem das wiederum mit Sperrzähnen versehene
Spannrad durch Eingreifen einer Rastverzahnung in ein Rastelement
fast bis zum Stillstand abgebremst wird und das Sperren erfolgt,
sobald der Zahngrund in die Rastverzahnung fällt. Auch bei dieser Lösung kann
es, insbesondere durch die erhöhte Belastung
der Rastzähne
beim Abbremsen der Drehbewegung, zu Zahnbrüchen infolge von Materialermüdung kommen.
Nachteilig an dieser Lösung
ist weiterhin, dass bei dieser Konstruktion die Verklemmungsgefahr
sehr hoch ist. Daher erfordert das Lösen einer solchen Arretierung
für eine
erneute Inbetriebnahme des Radspanners einen hohen Aufwand und ist
mit einer hohen Unfallgefahr verbunden.
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Aus
der
DE 963 784 ist eine
Nachspannvorrichtung für
elektrische Bahnleitungen bekannt, die eine Fangvorrichtung mit
einer Reibbremse aufweist. Dabei wird der Reibschluss mittels Reibbremsen
und Bremsbacken hergestellt. Die
DE
12 94 986 beschreibt eine Reibbremse, die ein Abbremsen
des Nachspanngewichts durch Klemmbacken ermöglicht, die bei einem Seilriss
am Abspannseil angreifen. Eine ähnliche
Abspannvorrichtung ist auch aus der
DE
10 90 705 bekannt. Alle diese Systeme haben den Nachteil,
dass zusätzliche
Bremselemente in Form von Bremsbacken oder -klötzen, Reibkränzen o. ä. erforderlich
sind. Dies macht eine derartige Fangvorrichtung konstruktiv aufwändig. Die
Bremselemente stellen zudem eine zusätzliche Fehlerquelle dar, da
sie beispielsweise aufgrund von Materialfehlern im Einzelfall versagen
können.
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In
der
EP 1 418 084 B1 wird
stattdessen eine Reibbremse als Fangvorrichtung eingesetzt. Hierzu ist
das Spannrad vertikal verschwenkbar ausgeführt und mit einer Bremstrommel
verbunden. Auf der Bremstrommel läuft ein Bremsseil oder Bremsband, das
mit seinem oberen Befestigungspunkt an einem Oberleitungsmast und
mit seinem unteren Befestigungspunkt an einem Hebelgestänge fixiert
ist, das das Spannrad hält.
Ebenfalls auf der Bremstrommel ist das Gewichtsseil geführt, an
dem das Nachspanngewicht angreift. Bei einem Tragseil- oder Fahrdrahtriss
führt die
Reibung zwischen dem Bremsseil oder Bremsband zu einem Abbremsen
und schließlich
zu einem Stillstand des Spannrades.
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Die
vertikale Verschwenkbarkeit des Spannrades wird mittels eines mit
der Befestigungsvorrichtung verbundenen Schwenkarmes erreicht. Nachteilig
ist jedoch, dass je nach Bauform des Oberleitungsmastes eine unterschlächtige oder
eine oberschlächtige
Führung
des Gewichtsseils nötig
ist. Dabei ist bei einer unterschlächtigen Führung das das Nachspanngewicht
haltende Gewichtsseil auf der mastfernen Seite des Spannrades nach
unten geführt.
Analog ist bei einer oberschlächtigen
Führung das
Gewichtsseil auf der mastnahen Seite des Spannrades nach unten geführt.
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Insbesondere
bei konisch zulaufenden Oberleitungsmasten ist eine unterschlächtige bzw.
mastferne Führung
notwendig, um eine Kollision des Nachspanngewichtes mit dem Mast
zu vermeiden. Diese unterschlächtige
Führung
ist aber mechanisch instabiler als eine oberschlächtige bzw. mastnahe Führung.
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Da
das Bremsseil zudem üblicherweise
am Oberleitungsmast fixiert ist, muss bei jeder Montage eines derartigen
Radspanners ein geeigneter Aufhängepunkt
festgelegt oder geschaffen werden. Aufgrund der unterschiedlichen
Mastgeometrien ist daher im Vorfeld einer Erstmontage eines derartigen Radspanners
entweder eine genaue Kenntnis der Mastgeometrie nötig oder
aber es muss eine aufwändige
Begutachtung des Mastes vor Ort erfolgen.
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Beim
Abbremsen des Nachspanngewichtes werden dynamische Kraftstöße auf den
Radspanner und über
dessen Befestigungsvorrichtung auf den Oberleitungsmast übertragen.
Diese Kraftstöße liegen
bei einem Radspanner mit Sperrzähnen
sieben mal höher
als die Gewichtskraft des Nachspanngewichts. Bei einem Radspanner
mit einer Reibbremse wird dieses Verhältnis auf das Dreifache reduziert. Jedoch
kann es auch hier zu einem ungleichmäßigen Abbremsen des Nachspanngewichts
kommen. Dadurch werden mehrere nahezu gleich hohe Kraftstöße hintereinander
auf den Oberleitungsmast übertragen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Radspanner konstruktiv
zu vereinfachen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmalskombination des Anspruchs 1 gelöst.
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Hierzu
weist das Bremsseil einen oberen Befestigungspunkt an der Befestigungsvorrichtung
auf. Der Radspanner weist einen das Spannrad tragenden und mittels
eines Drehlagers an der Befestigungsvorrichtung schwenkgelagerten
Schwenkarm auf. Zudem ist das Bremsseil in seinem unteren Befestigungspunkt
am Schwenkarm fixiert.
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Bei
einem Tragseil- oder Fahrdrahtriss verschwenkt der Schwenkarm das
Spannrad unter der Einwirkung der Gewichtskraft des Nachspanngewichts
um sein Drehlager vertikal nach unten. Das Bremsseil oder Bremsband
wird dabei derart gewichtsbelastet, dass die Reibung zwischen Bremsseil
und Bremstrommel sowie die am oberen und unteren Befestigungspunkt
wirkenden Haltekräfte
zum Stillstand des Spannrades führen.
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Da
der obere Aufhängungspunkt
des Bremsseils in die Befestigungsvorrichtung integriert ist, ist er
immer in gleicher Weise festgelegt. Somit muss zur Montage des Radspanners
keine geeignete Befestigungsvorrichtung mehr bestimmt werden. Eine aufwändige situationsangepasste
Montage des Bremsseils entfällt
daher. Außerdem
ist bei der immer gleichen Aufhängungsgeometrie
kein aufwändiges
Justieren des Bremsseils an einem Oberleitungsmast oder einer Wand
mehr notwendig.
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Das
Drehlager ist einfach herstellbar, verfügt gegenüber einem Schwenklager über weniger
bewegte Teile und verschleißt
nicht so schnell.
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Da
das Bremsseil in seinem unteren Befestigungspunkt mit dem das Spannrad
haltenden Schwenkarm verbunden ist, ist der untere Befestigungspunkt
des Bremsseils über
den Schwenkarm beweglich und der obere Befestigungspunkt fest. Somit
lässt sich
die Abrollbewegung des Bremsseils auf der Bremstrommel exakt und
reproduzierbar vorgeben. Eine Abhängigkeit der Bremswirkung von
einer geeigneten Wahl insbesondere des oberen Befestigungspunkte
ist nicht mehr gegeben.
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Insgesamt
sind aufwändige
konstruktive Maßnahmen,
wie die Bereitstellung eines Schwenkarms, nicht mehr vorzusehen,
so dass sich die Anzahl der bei der Fertigung verbauten Teile und
damit die Fertigungskosten reduzieren.
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Vorteilhaft
umfasst die Befestigungsvorrichtung eine das Drehlager aufnehmende
Versteifungsplatte. Damit erhält
die Befestigungsvorrichtung eine hohe mechanische Stabilität, die einfach über eine Veränderung
der Plattendicke an die spezifischen Bedürfnisse anpassbar ist. Das
Drehlager für
den Schwenkarm lässt
sich in die Versteifungsplatte einfach integrieren. Die Versteifungsplatte
lässt sich
zudem einfach und kostengünstig
herstellen.
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Durch
eine Veränderung
der Geometrie der Versteifungsplatte ist der Aufhängepunkt
des Nachspanngewichtes hinsichtlich der Mittellängsachse des Oberlei tungsmastes
in der Horizontalen verschiebbar. Damit ist der Radspanner für jeden
Anwendungsfall im Wesentlichen baugleich ausführbar. Somit ist immer eine
oberschlächtige
Führung
des Spannrades erreichbar. Eine unterschlächtige Aufhängung des Nachspanngewichtes
ist nicht mehr notwendig.
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Aufgrund
der hohen Gleichteilanzahl bei nur einem variierenden Bauteil, nämlich der
Aussteifungsplatte, ist eine kostengünstigere Fertigung erzielbar.
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Zweckmäßig ist
das Bremsseil mit seinem oberen Befestigungspunkt an der Versteifungsplatte befestigt.
Auf diese Weise lässt
sich die Position des oberen Befestigungspunktes in einfacher Weise über eine
Variation der Plattengeometrie anpassen. Die Versteifungsplatte
lässt sich
zudem von der Plattendicke her so auslegen, dass das Bremsseil die Spanntrommel
mit dem daran hängenden
Nachspanngewicht im Auslösefall
sicher hält.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung ist am oberen Befestigungspunkt
des Bremsseils ein Verformungselement kraftschlüssig mit dem Bremsseil verbunden.
Auf diese Weise erfolgt im Falle eines Tragseil- oder Fahrdrahtrisses
ein kontrolliertes Abbremsen des durch seine Gewichtskraft nach
vertikal nach unten beschleunigten Nachspanngewichtes. Dabei wird
die kinetische Energie des Nachspanngewichtes in energieverzehrende
Verformungsenergie des Verformungselements umgewandelt. Das Verformungselement
wirkt daher als Energieabsorber nach Art einer Knautschzone.
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Die
auf das Spannrad und damit über
den Schwenkarm und die Befestigungsvorrichtung an den Oberleitungsmast
oder die Wand übertragenen Schwingungen
werden durch das Verformungselement stark gedämpft. Die Gefahr einer Resonanzkatastrophe
und damit einhergehender starker Beschädigungen ist somit sicher vermieden.
Das Nachspanngewicht wird sicher abgefangen.
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Das
Verhältnis
der dynamischen zur statischen Gewichtskraft des Nachspanngewichtes
ist bei einem Zahnradspanner etwa 7:1, bei dem Radspanner nach
EP 1 418 084 B1 etwa
3:1 und bei dem Radspanner mit Verformungselement ebenfalls etwa
3:1. Der Kraftabbau erfolgt jedoch durch das Verformungselement
bedeutend schneller und kontrollierter. Das Kraftverhältnis von
3:1 ist deswegen im zweiten und im dritten Fall gleich groß, da der
neuartige Radspanner durch das eingesetzte Versteifungsblech bedeutend
weniger elastisch dafür
jedoch mechanisch bedeutend stabiler ist als der Radspanner nach
EP 1 418 084 B1 .
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Damit
wird auch ein Aufschaukeln des Mastes durch aufeinander folgende
fast gleich hohe durch das schwingende Nachspanngewicht übertragene
Kraftstöße, eine
so genannten Resonanzkatastrophe, sicher vermieden. Der Oberleitungsmast
und sein Fundament sind mechanisch weniger stabil auslegbar. Auch
eine zusätzliche
Verankerung eines Oberleitungsmastes durch Spannseile ist nicht
mehr notwendig.
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Ein
besonderer Vorteil ergibt sich, wenn es nötig ist, einen Radspanner auf
einer langgezogenen Brücke
zu installieren. Im Fehlerfall wird dann nämlich nicht nur der Oberleitungsmast,
sondern auch die Brückenkonstruktion
in Schwingungen versetzt. Durch den Einsatz des Radspanners mit
Verformungselement ist somit das Risiko einer Beschädigung der
Brückenkonstruktion
klar vermindert.
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Bevorzugt
ist das Verformungselement aus einem verhältnismäßig weichen Metall, insbesondere aus
Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, gefertigt. Derartige Metalle
verformen sich in definierter Weise plastisch, wenn durch das Angreifen
einer Scherkraft die Fließgrenze
des Materials überschritten
ist. Durch die Verwendung des weichen Materials ist sichergestellt,
dass die kinetische Energie des Nachspanngewichtes in jedem Fall
in Verformungsenergie des Verformungselements umgewandelt wird.
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In
einer Weiterbildung ist das Verformungselement als Hohlkörper nach
Art einer Hülse
ausgeführt.
Das Bremsseil ist durch diesen Hohlkörper durchgeführt und über dem
Hohlkörper
in seinem oberen Befestigungspunkt fixiert. Mittels der Ausgestaltung
des Verformungselementes als Hohlkörper lässt es sich in einfacher Weise
kraftschlüssig
in die Fixierung des Bremsseils integrieren. Über die Wandstärke des
Hohlkörpers
lässt sich
das Verformungsverhalten bei Einwirkung einer Gewichtskraft auf
den Hohlkörper
im Vorfeld in definierter Weise festlegen. So kann der Hohlkörper in
einfacher Form über
eine Variation der Wandstärke
an unterschiedliche Nachspanngewichte angepasst werden.
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Vorteilhaft
ist der Hohlkörper
als konische Hülse
ausgebildet. Wird diese Hülse
mit ihrem größeren Durchmesser
nach unten und ihrem kleineren Durchmesser nach oben kraftschlüssig in
den oberen Befestigungspunkt integriert, so kann sie sich bei Einwirken
einer hohen Gewichtskraft in einfacher Weise verformen, indem das
Material nach beiden Seiten wegfließt und somit die kinetische
Energie des vertikal nach unten beschleunigten Nachspanngewichtes in
einfacher Weise aufnimmt. Das Fließverhalten ist somit für den Einsatzfall
besonders gut geeignet.
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Zweckmäßig drückt das
untere Ende des Hohlkörpers
gegen eine Abstützplatte,
die bei einer einsetzenden Verformung als Widerlager für den sich verformenden
Hohlkörper
dient. Somit kann der Verformungsvorgang zusätzlich in gerichteter Weise
beeinflusst werden.
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In
einer Weiterbildung durchsetzt eine am Befestigungsende des Bremsseils
angeordnete Gewindestange den Hohlkörper im Montageendzustand.
Mittels einer oder mehrerer Befestigungsmuttern ist die Gewindestange
an ihrem Befestigungspunkt schraubfixiert. Auf diese Weise ist das
Bremsseil besonders einfach montierbar. Es wird einfach durch den
Hohlkörper
hindurch geführt.
Die Schraubfixierung erfolgt derart, dass das Bremsseil eng an der
Bremsrille der Bremstrommel anliegt und das Verformungselement klemmfixiert
ist. Die beiden Befestigungsmuttern werden so fest angezogen, dass das
Bremsseil eng an der Bremsrille der Bremstrommel anliegt und das
Verformungselement klemmfixiert ist.
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Nach
einem Auslösen
des Bremsseils ist eine erneute Inbetriebnahme des Radspanners in sehr
einfacher Weise möglich.
Durch eine Reparatur der Oberleitungsanlage, beispielsweise das
Austauschen eines gebrochenen oder gerisse nen Tragseiles oder Fahrdrahtes,
wird das Kräftegleichgewicht wieder
hergestellt und das Nachspanngewicht wieder angehoben, so dass seine
Gewichtskraft nicht mehr auf das Bremsseil wirkt. Mittels eines
Aufschraubens der Befestigungsmuttern lässt sich das Bremsseil am oberen
Befestigungspunkt leicht lösen. Das
verformte Verformungselement wird gegen ein neues Verformungselement
ausgetauscht. Anschließend
wird mittels der Befestigungsmuttern eine erneute Fixierung des
Bremsseils vorgenommen.
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Vorteilhaft
ist das Bremsseil aus einem rostfreien Edelstahl gefertigt. Auf
diese Weise ist gewährleistet,
dass das Bremsseil auch nach einer längeren Zeit, die es Witterungseinflüssen ausgesetzt
ist, an seiner Oberfläche
nicht korrodiert und somit stets eine definierte Abrollbewegung
beim Abbremsen des Nachspanngewichts gewährleistet ist.
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Vorteilhaft
weist das Spannrad eine Spanntrommel mit kleinerem Durchmesser zur
Aufnahme des Abspannseiles sowie eine größere Trommel zur Aufnahme des
Gewichtsseiles (Nachspannseiles) auf. Durch die unterschiedlichen
Trommeldurchmesser, beispielsweise derart, dass sich ein Übersetzungsverhältnis von
3:1 ergibt, kann das für
das Nachspannen benötigte
Nachspanngewicht im Verhältnis
zu den Zugkräften
am Abspannseil reduziert werden. Durch die Verwendung der großen Trommel als
Bremstrommel wird eine besonders große Reibfläche zur Verfügung gestellt,
so dass ein zuverlässiges
Abbremsen gewährleistet
ist.
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Kleine
und große
Trommel sind drehbar gelagert. Dabei nutzen sie vorzugsweise eine
gemeinsame Nabe. Brems- und Spanntrommel können miteinander verschraubt
oder in anderer Art und Weise miteinander verbunden werden. Vorteilhafterweise
ist das Spannrad als eine Art Baukastensystem ausgestaltet, bei
dem große
und kleine Trommel auf einfache Art und Weise miteinander verbunden
werden können.
Aufgrund dieser Austauschbarkeit können, beispielsweise durch
die Verwendung von kleinen Trommeln mit unterschiedlichen Durchmessern,
verschiedene Übersetzungsverhältnisse,
beispielsweise 3:1, 4:1 und 5:1, geschaffen werden, ohne dass die Bremstrommel
ausgetauscht werden muss. Mit anderen Worten kann durch den Einsatz
von Trommeln unterschiedlichen Durchmessers trotz der zur Verfügung stehenden
konstanten Weglänge
für das
Nachspanngewicht die Nachspannvorrichtung an unterschiedliche Zugkräfte angepasst
werden.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:
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1 eine
Seitenansicht eines Radspanners im Betriebszustand
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2 eine
Draufsicht auf den Radspanner aus 1
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3 ein
Detail aus 1
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4 ein
Detail aus 2
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5 eine
Seitenansicht eines an einem Oberleitungsmast befestigten Radspanners
als Übersicht.
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1 zeigt
eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Radspanners im Betriebszustand. Der
Radspanner 1 besteht im Wesentlichen aus einem Spannrad 2,
das über
einen Schwenkarm 3 mit einer Befestigungsvorrichtung 4 verbunden
ist. Das Spannrad 2 in Form eines Speichenrades weist eine größere Trommel 5 und
zu beiden Seiten der größeren Trommel
angeordnete kleinere Trommeln 6, 7 auf, vgl. 2,
sodass sich ein symmetrischer Aufbau des Spannrades 2 ergibt.
Die Trommeln 5, 6, 7 sind auf einer gemeinsamen
vom Schwenkarm 3 gehaltenen Nabe 8 drehbar gelagert.
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Auf
die beiden Spanntrommeln 6, 7 ist das Abspannseil 9 aufgewickelt.
Die größere Bremstrommel 5 trägt das Gewichtsseil 10 für das in
der 5 dargestellte Nachspanngewicht 33. Das
Gewichtsseil 10 ist mehrmals um die Bremstrommel 5 gewickelt, um
die angreifende Gewichtskraft zu erhöhen. Die Bremstrommel 5 trägt zudem
das Bremsseil 11, das an einem oberen Befestigungspunkt 12 an
der Befestigungsvorrichtung 4 und an seinem unteren Befestigungspunkt 13 am
Schwenkarm 3 befestigt ist.
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Die
Befestigungsvorrichtung 4 umfasst eine von einer oberen
Halteplatte 14 und einer untere Halteplatte 15 gehaltene,
im Wesentlichen nach Form eines Dreiecks ausgebildete Versteifungsplatte 16.
Die obere Halteplatte 14 und die unter Halteplatte 15 sind an
der Versteifungsplatte 16 angeschweißt. Am zum Spannrad 2 hin
ausgerichteten Ende der oberen Halteplatte 14 ist ein Drehlager 17 angeordnet,
an dem der das Spannrad 2 tragende Schwenkarm 3 vertikal verschwenkbar
gelagert ist.
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2 zeigt
den Radspanner aus 1 in einer Draufsicht. Das Abspannseil 9 ist
dabei zunächst auf
die Abspanntrommel 6 gewickelt, durch eine Durchführung 18 in
der Spanntrommel geführt
und anschließend
auf die Abspanntrommel 7 gewickelt. Die beiden Seilenden
weisen jeweils eine Seilaufnahme 19 auf. Beide Seilaufnahmen 19 sind
mit einem Verbindungsstück 20 zusammengefasst. Über dieses
Verbindungsstück 20 erfolgt
die Kraftübertragung
auf einen Fahrdraht oder ein Tragseil der Oberleitungsanlage. Mittels
des Aufwickelns des Abspannseils 9 auf zwei Abspanntrommeln 6, 7 erfolgt ein
gleichmäßiges Angreifen
des Nachspanngewichts am Fahrdraht oder Tragseil über das
Abspannseil 9. Ein Kippen der Spanntrommel und eine damit
verbundene womögliche
Behinderung einer Abrollbewegung wird somit sicher verhindert.
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Die
Bremstrommel 5 weist eine keilkammerförmige Kulisse 21 zur
Führung
des Gewichtsseils 10 auf. Das Gewichtsseil ist üblicherweise
mehrmals um die Bremstrommel 5 gewickelt, um die Längenänderungen
beim Nachspannen des Fahrdrahts/Tragseils durch Verschieben des
Nachspanngewichts zu ermöglichen.
Zudem weist die Bremstrommel 5 eine dazu benachbart angeordnete
Bremsrille 22 zur Aufnahme des Bremsseils 11 auf.
Die Bremsrille 22 verfügt über einen
trapezförmigen
Querschnitt auf und ist zur Erzielung einer stärkeren Reibung zwischen dem
Bremsseil 11 und dem Boden der Bremsrille 22 aufgeraut.
Zudem ist das Bremsseil 11 aus einem rostfreien Edelstahl
gefertigt. Somit verändert
sich die Oberfläche
des Bremsseils unter Witterungseinfluss nicht.
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Der
Schwenkarm 3 ist aus zwei Haltebacken 23 zusammengesetzt.
Die beiden Haltebacken 23 verlaufen an ihren der Befestigungsvorrichtung 4 zugewandten
Enden parallel zueinander und sind durch zwei Abstandshülsen 24 fest
miteinander verbunden. Somit wird eine hohe mechanische Stabilität des Schwenkarmes 3 erzielt.
Zum Spannrad 2 hin laufen die beiden Haltebacken 23 zunächst V-förmig auseinander.
An ihren dem Spannrand 2 zugewandten Enden sind die beiden
Haltebacken 23 wieder parallel zueinander ausgerichtet.
An diesen Enden ist über Bohrungen
auch die das Spannrad 2 mit der Bremstrommel 5 und
den beiden Abspanntrommeln 6, 7 haltende Nabe 8 drehbar
gelagert. Das andere, zur Befestigungsvorrichtung 4 hin
ausgerichtete Ende ist mittels eines Drehlagers 17 am Ende
der oberen Halteplatte 14 über eine Hülse drehbar gelagert.
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Das
Bremsseil 11 ist in seinem unteren Befestigungspunkt 12 innenseitig
an einem der beiden Haltebacken 23 des Schwenkarms 3 fixiert.
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3 zeigt
in einem Detail von 1 den oberen Befestigungspunkt 12 des
Bremsseils 11. Ein Ende des Bremsseils 11 ist
hierzu in einer Fixierhülse 25 durch
Verpressen klemmfixiert. Mit der Fixierhülse 25 und damit auch
mit dem Bremsseil 11 verbunden ist eine Gewindestange 26.
Weiterhin zeigt die 3 das obere zum Spannrad 2 hin
geneigte Ende der Versteifungsplatte 16. An diesem ist
schräg
nach oben in Richtung zum Spannrad hin eine mit einer Bohrung versehene
Abstützplatte 27 angeordnet. Durch
diese in der Zeichnung nicht sichtbare Bohrung ist die Gewindestange 26 durchgeführt. Der
verdeckte Bereich der Gewindestange 26 ist mittels gestrichelter
Linien angedeutet.
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Die
Gewindestange 26 durchgreift ein Verformungselement 28 in
Form einer konischen Hülse, das
aus einer Aluminiumlegierung gefertigt ist. Das Verformungselement 28 stützt sich
dabei mit derjenigen Seite, die den größeren Durchmesser aufweist, auf
der Abstützplatte 27 ab.
Auf das Verformungselement 28 ist eine Beilagscheibe 29 gelegt.
Das Ende der Gewindestange 26 ist mit zwei Befestigungsmuttern 30 verschraubt.
Damit ist das Ende des Bremsseils 11 schraubfixiert. Bei
einer ausreichenden Länge
der Gewindestange 26 lässt
sich das Bremsseil 11 über
die beiden Befestigungsmuttern 30 derart fixieren, dass
es an der Bremsrille 23 formschlüssig anliegt.
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Nach
dem Verschrauben der Gewindestange 26 wird das untere Ende
des Verformungselements 28 gegen die Abstützplatte 27 gepresst.
Andererseits presst die untere Stirnfläche der unteren der beiden
Befestigungsmuttern 30 gegen die Beilagscheibe 29 und
somit gegen das obere Ende des Verformungselements 28.
Durch diese Verschraubung und damit kraftschlüssige Verbindung greift am
Verformungselement 28 die am Bremsseil angreifende Kraft
an.
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4 zeigt
den oberen Befestigungspunkt 12 in einer Draufsicht. Die
Draufsicht verdeutlicht noch einmal das Abstützen des Verformungselements 28 auf
der Abstützplatte 27.
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5 zeigt
einen Oberleitungsmast 31 mit einem über zwei Haltewinkel 32 daran
montierten Radspanner 1. Die Seitenansicht des Radspanners 1 entspricht
in verkleinerter Form der Seitenansicht aus 1. Die beiden
Haltewinkel 32 sind jedoch in der 1 nicht
dargestellt.
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Am
Spannrad 2 des Radspanners 1 greift in horizontaler
Richtung das über
die Abspanntrommeln 6, 7 geführte Abspannseil 9 an,
das über
die beiden Seilaufnahmen 19 und das Verbindungsstück 20 mit
einem Tragseil oder einem Fahrdraht verbunden ist. Weiterhin greift
am Spannrad 2 das über
die Bremstrommel 5 geführte
Gewichtsseil 10 an, das mittels des Nachspanngewichtes 33 gewichtsbelastet
ist. Das Nachspanngewicht 33 ist mittels einer Gewichtsführung 34,
die im Wesentlichen aus einer oberen Halterung 35 und einer
unteren Halterung 36 sowie einer zwischen den beiden Halterungen 35, 36 gehaltenen
Führungsstange 37 besteht,
mittels einer von der Führungsstange 37 durchgriffenen
und am Nachspanngewicht fixierten Führungsvorrichtung 38 geführt.
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Zudem
ist das Bremsseil 11 über
die Bremstrommel 5 geführt
und am oberen Befestigungspunkt 12 sowie am unteren Befestigungspunkt 13 fixiert.
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Im
Normalfall halten sich die am Abspannseil 9 horizontal
angreifende und die am Gewichtsseil 10 vertikal angreifende
Kraft die Waage. Das am Gewichtsseil 10 angreifende Nachspanngewicht 33 gleicht
Witterungseinflüsse,
insbesondere thermische Einflüsse,
die zu Längenänderungen
der Tragseile und Fahrdrähte
führen,
aus. Das Spannrad ist dabei so ausgelegt, dass es selbst härtesten
Witterungseinflüssen
widersteht und auch kleinste Drehbewegungen zum Ausgleich von Längenänderungen in
der Oberleitungsanlage ausführt.
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Im
Falle eines Risses oder Bruches des Tragseiles oder Fahrdrahtes
wirkt auf das Spannrad 2 nur noch die Gewichtskraft des
Nachspanngewichts 33. Das Nachspanngewicht 33 zieht
daher das Spannrad 2 über
dessen mittels des Drehlagers 17 gehaltenen Schwenkarm 3 vertikal
nach unten. Da das Bremsseil 11 an seinem oberen Befestigungspunkt 12 und
an seinem unteren Befestigungspunkt 13 gehalten und am
Spannrad 2 aufgewickelt ist, wirkt diese Gewichtskraft
auch auf die beiden Befestigungspunkte 12, 13 des
Bremsseiles 11 und zieht das Bremsseil 11 nach
unten.
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Dabei
wird über
die Beilagscheibe 29 von oben auf das Verformungselement 28 gedrückt. Das untere
Ende des Verformungselements 28 wird stärker gegen die Abstützplatte 27 gepresst.
Da das Verformungselement 28 aus einer Aluminiumlegierung und
damit aus einem vergleichsweise weichen Material besteht, nimmt
es die Gewichtskraft auf und wird dabei plastisch verformt.
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Die
Ausführung
des Verformungselements 28 als konische Hülse führt zu einem
kontrollierten Wegfließen
des Materials nach allen Seiten. Dabei wird die kinetische Energie
des Nachspanngewichts 33 aufgenommen und das Nachspanngewicht 33 dadurch
abgebremst. Auf diese Weise wird das Gewicht des nach unten ziehenden
Nachspanngewichtes 33 abgefangen. Es kommt zu einem kontrollierten
Abbremsvorgang, der einer gedämpften
Schwingung entspricht. Die Gefahr eines Aufschaukelns des Mastes
wird deutlich vermindert.
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- 1
- Radspanner
- 2
- Spannrad
- 3
- Schwenkarm
- 4
- Befestigungsvorrichtung
- 5
- Bremstrommel
- 6
- erste
Spanntrommel
- 7
- zweite
Spanntrommel
- 8
- Nabe
- 9
- Abspannseil
- 10
- Gewichtsseil
- 11
- Bremsseil
- 12
- oberer
Befestigungspunkt
- 13
- unterer
Befestigungspunkt
- 14
- obere
Halteplatte
- 15
- untere
Halteplatte
- 16
- Versteifungsplatte
- 17
- Drehlager
- 18
- Durchführung
- 19
- Seilaufnahme
- 20
- Verbindungsstück
- 21
- Kulisse
- 22
- Bremsrille
- 23
- Haltebacken
- 24
- Abstandshülse
- 25
- Fixierhülse
- 26
- Gewindestange
- 27
- Abstützplatte
- 28
- Verformungselement
- 29
- Beilagscheibe
- 30
- Kontermutter
- 31
- Oberleitungsmast
- 32
- Haltewinkel
- 33
- Nachspanngewicht
- 34
- Gewichtsführung
- 35
- obere
Halterung
- 36
- untere
Halterung
- 37
- Führungsstange
- 38
- Führungsvorrichtung