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Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für eine Längsleitung einer Oberleitungsanlage nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Es ist bekannt, Längsleitungen von Kettenwerk-Oberleitungsanlagen für elektrisch betriebene Fahrzeuge, insbesondere Fahrdrähte oder Tragseile, beweglich nachzuspannen, um die während des Betriebes auftretenden elastischen und thermischen Längenänderungen der Leitungsseile zu kompensieren. Damit wird erreicht, dass sich die Zugkräfte in den Längsleitungen und damit deren Durchhänge nur geringfügig verändern.
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Hierzu offenbart die Gebrauchsmusterschrift
DE 297 13 425 U1 eine Nachspanneinrichtung mit einem Grundkörper, der an einem Mast oder einer Wand befestigbar ist. An den Grundkörper ist eine Wippe mit ihrem einen Ende über ein vertikal und horizontal bewegliches Drehgelenk angeordnet. An dem anderen gabelförmigen Ende der Wippe ist ein Spannrad drehbar gelagert. Das Spannrad weist eine größere Trommel und eine kleinere Trommel auf. An der größeren Trommel ist ein Seil für wenigstens ein Nachspanngewicht befestigt und aufrollbar, während an der kleineren Trommel ein Doppelseil für die Abspannung des Kettenwerks befestigt und aufrollbar ist. Die größere Trommel weist einen Doppelzahnkranz auf, der bei einem Seil- oder Fahrdrahtriss mit einem Rastelement in Eingriff gelangt. Das Rastelement ist an der Unterseite des Grundkörpers angeordnet und als Rastplatte ausgebildet.
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Aus der Patentschrift
DE 199 32 195 C1 ist ein Radspanner für eine Nachspanneinrichtung von Fahrdrähten und Tragseilen einer Kettenwerk-Oberleitungsanlage bekannt. Der Radspanner ist mit einem Befestigungsteil an einem Mast oder einer Wand befestigbar. Am Befestigungsteil ist mittels eines Drehgelenks eine Wippe angeordnet, an der das Radspannerrad drehbar und schwenkbar gelagert ist. Das Radspannerrad weist eine im Durchmesser größere Trommel und eine im Durchmesser kleinere Trommel auf. An der größeren Trommel ist ein Seil für ein Nachspanngewicht geführt und an der kleineren Trommel ein Abspannseil zur Abspannung des Kettenwerks befestigt. Die größere Trommel weist an ihren beiden äußeren Flanken jeweils eine Rastverzahnung mit kegeligem Wellenprofil auf. Symmetrisch mit den Rastverzahnungen wirkt ein Rastelement zusammen, das als V-förmige Sperrplatte ausgebildet ist. Im Störungsfall greift das kegelige Wellenprofil der Rastverzahnungen in die V-förmige Sperrplatte ein, wobei die durch das fallende Nachspanngewicht erzeugte Drehbewegung des Radspannerrades mittels Reibung fast bis zum Stillstand abgebremst wird. Das Sperren erfolgt, sobald der Wellengrund des kegeligen Wellenprofils der Rastverzahnungen in die V-förmige Sperrplatte fällt.
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Trotz der überwiegend zuverlässigen Funktion der Bremseinrichtungen bekannter Spannvorrichtungen hat die Betriebspraxis gezeigt, dass es bei bestimmten Abspannbedingungen zu einem Versagen der Bremseinrichtung kommen kann. Dies kann Beschädigungen der Infrastruktur oder von Fahrzeugen aber auch Verletzungen von Personen durch unkontrolliert fallende Spanngewichte oder durchhängende Längsleitungen zur Folge haben.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Umstände aufzuklären, wie es zu einem Versagen der bekannten Bremseinrichtungen kommen kann, und eine technische Lösung für eine gattungsgemäße Spannvorrichtung mit erhöhter Betriebssicherheit bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Spannvorrichtung für eine Längsleitung einer Oberleitungsanlage der eingangs genannten Art mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen. Demnach weist die Bremseinrichtung eine Fangeinrichtung für das Spannrad auf, welche die Rastverzahnung des gesunkenen Spannrades mit der Rastklinke in Eingriff hält. Dieser Lösung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass es bei Spannvorrichtungen zur gemeinsamen Abspannung von Fahrdraht und Tragseil, die über einen Doppelhebel mit dem Abspannseil verbunden sind, dazu kommen kann, dass bei einem Längsleitungsriss die Bremseinrichtung nur kurzzeitig wirkt, weil das Spannrad unter Umständen aus seiner abgesunkenen Einrastlage wieder in eine die Drehbewegung freigebende Gleichgewichtslage aufsteigen kann. Diese Umstände können vorliegen, wenn nur eine der beiden Längsleitungen reißt – also entweder das Tragseil oder der Fahrdraht. In diesem Fall stellt sich der Doppelhebel schräg, das Spannrad wippt ab und dessen Rastverzahnung gelangt aufgrund von Schwingungen im Kettenwerk mehrmals kurzfristig mit der Rastklinke der Bremseinrichtung in Eingriff. Allerdings besteht über den Doppelhebel und die nicht gerissene Längsleitung eine mechanische Verbindung, die nunmehr mit der gesamten Zugkraft das Spannrad belastet. Dieses steigt dadurch wieder, um ein neues Kräftegleichgewicht zu finden, in dem die entstandene zusätzliche elastische Dehnung ausgeglichen wird. Die in dieser Gleichgewichtslage ungebremste Drehbewegung des Spannrades lässt ein gedämpftes Fallen des Spanngewichts mit den bekannten Gefahren zu. Die erfindungsgemäße Fangeinrichtung bewirkt nun, dass bei einem Längsleitungsriss das gesunkene Spannrad in der Bremslage fängt und von einem Aufwippen abhält, so dass die Rastverzahnung zum Abbremsen und Sperren des Spannrades mit der Rastklinke in Eingriff gehalten wird. Damit können die Gefahren durch ein Fallen des Spanngewichts sowohl bei einfacher als auch bei doppelter Abspannung von Längsleitungen einer Oberleitungsanlage vermieden werden.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung ist die Fangeinrichtung dazu ausgebildet, das gefangene Spannrad zerstörungsfrei wieder freizugeben. Dadurch ist ein Austausch der Fangeinrichtung nach einem Fehlerfall nicht erforderlich und die Spannvorrichtung kann schnell wieder in Betrieb genommen zu werden, nachdem der Einrastzustand des gefangenen Spannrades gegebenenfalls unter Zuhilfenahme eines Werkzeugs wieder in die Gleichgewichtslage des regulären Betriebszustandes zurückgeführt ist.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung weist die Fangvorrichtung wenigstens einen Fangarm mit einem Rückhalteelement auf, der derart angeordnet und federnd ausgebildet ist, dass er vom sinkenden Spannrad auslenkbar ist und nach Eingriff von Rastverzahnung und Rastklinke zurückfedert, um ein Steigen des gesunkenen Spannrades mit seinem Rückhalteelement zu blockieren. Durch Materialstärke und -geometrie des Fangarms lässt sich auf einfache Weise die Federkraft und damit die Ansprechschwelle der Fangeinrichtung einstellen. Es sind mit Vorteil keine weiteren Einstellungen an der Spannvorrichtung vorzunehmen.
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Vorzugsweise ist das Rückhalteelement der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung als Abkantung am Fangarm ausgebildet, die hinter eine Umfangskante des gesunkenen Spannrades greift. Auf diese Weise kann die Fangeinrichtung ohne großen Konstruktionsaufwand an die Geometrie eines Spannrades mit seinen umlaufenden Kanten angepasst werden, was eine Nachrüstung an bestehenden Spannvorrichtungen ebenso einfach macht wie die Ausrüstung neuer Spannvorrichtungen.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung weist die Fangeinrichtung zwei Fangarme auf, die eine durch das sinkende Spannrad aufspreizbare und das gesunkene Spannrad umklammernde Spange bilden. Durch die symmetrische Anordnung zweier Fangarme wird die Fangsicherheit durch zwei hintergreifende Rückhalteelemente erhöht und ein axiales Spiel sowie Fertigungstoleranzen des Spannrades ausgeglichen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung ist die Fangeinrichtung als gesondert montierbares Biegeteil ausgebildet. Ein solches Blechbiegeteil kann einfach hergestellt und problemlos ersetzt werden. Es ist mit Vorteil keine Wartung der Fangeinrichtung – auch nach mehreren Jahren – notwendig, da keine Gelenke oder Achsen benötigt werden. Dies trägt dem Einsatz erfindungsgemäßer Spannvorrichtungen in Freiluftatmosphäre bei Lebenserwartungen von 25 und mehr Jahren Rechnung.
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Weitere Eigenschaften und Vorteile der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand von Zeichnungen, in deren
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1 eine erfindungsgemäße Spannvorrichtung,
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2 eine erfindungsgemäße Fangeinrichtung und
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3 ein von einer erfindungsgemäßen Fangeinrichtung gefangenes Spannrad
in perspektivischen Darstellungen schematisch veranschaulicht sind.
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Nach 1 umfasst eine erfindungsgemäße Spannvorrichtung 1 für eine Längsleitung einer Kettenwerk-Oberleitungsanlage ein Spannrad 3, welches über einen Grundträger 2 an einem Mast oder einer Wand auf Höhe einer Oberleitungsanlage befestigbar ist. Das Spannrad 3 weist eine Außentrommel 7 und eine im Durchmesser kleinere Innentrommel 8 auf, die über Speichen 9 untereinander sowie mit einer Radnabe verbunden sind. Das Spannrad 3 ist an einem gabelförmigen Ende einer Wippe 5 drehbar gelagert, so dass es eine Drehbewegung D um seine Radachse 4 ausführen kann. Die Wippe 5 ist mit einem anderen Ende derart drehbar am Grundträger 2 angelenkt, dass das Spannrad 3 eine steigende bzw. sinkende Wippbewegung W um eine Wippachse 6 ausführen kann. Radachse 4 und Wippachse 6 sind dabei parallel und horizontal ausgerichtet.
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Die in 1 dargestellte Gleichgewichtslage nimmt das Spannrad 3 im Betrieb nach Beseilen der Spannvorrichtung 1 ein. Hierzu wird die abzuspannende Längsleitung, also ein Fahrdraht oder ein Tragseil oder – bei gemeinsamer Abspannung – ein Abspannseil, welches über einen Doppelhebel mit dem Tragseil und dem Fahrdraht verbunden ist, über die Innentrommel 8 geführt, teilweise aufgerollt und befestigt. Im Uhrzeigensinn gegenläufig dazu wird ein Halteseil, an dem ein Spanngewicht hängt, über die Felge der Außentrommel 7 geführt, teilweise aufgerollt und befestigt. Über die Masse des Spanngewichts und das Verhältnis der Durchmesser von Außentrommel 7 und Innentrommel 8 wird die Zugkraft bestimmt, mit der die befestigte Längsleitung abgespannt wird.
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Im Falle eines Risses einer Längsleitung beginnt das Spannrad 3 sich durch das fallende bzw. abrollende Spanngewicht in Wippbewegung W nach unten bzw. in Drehbewegung D zu versetzen. Die Wippbewegung W ist nach unten begrenzt durch eine Rastplatte 12, mit der eine Rastverzahnung 11 des Spannrades 3 in Eingriff gelangt. Die Rastverzahnung 11 ist an den stirnseitigen Außenflanken der Außentrommel 7 nach Art eines gewellten Kegelstumpfmantels ausgebildet, die mit einer V-förmigen Ausnehmung in der Rasplatte 12 zusammenwirkt. Um zu verhindern, dass das Spannrad 3 – wie es etwa bei gemeinsamer Abspannung der Fall sein kann, wenn nur entweder das Tragseil oder der Fahrdraht reißt und das Kettenwerk über die nicht gerissene Längsleitung auf die Spannvorrichtung 1 eine Zugkraft überträgt – eine wieder steigenden Wippbewegung W ausführt, umfasst die Bremseinrichtung erfindungsgemäß eine Fangeinrichtung 13 für das Spannrad 3, die die Rastverzahnung 11 mit der Rastplatte 12 in Eingriff hält. Hierdurch wird das sich drehende Spannrad 3 über die Reibung zwischen Rastverzahnung 11 und Rastplatte 12 gebremst, bis die Rastplatte 12 in den Wellengrund der Rastverzahnung 11 fällt und die Drehbewegung D des Spannrades 3 gesperrt ist. Das Spanngewicht ist damit vor Auftreffen auf das Fundament oder den Erdboden abgefangen und gesichert.
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Die Fangeinrichtung 13 ist gemäß 2 als separat austauschbares Blechbiegeteil ausgebildet, welches zwei U-förmig miteinander verbundene und eine Spange bildende Fangarme 14 aufweist. An die Verbindung der Fangarme 14 ist ein Befestigungssockel 16 angeformt, der zwei Löcher zur Befestigung der Fangeinrichtung 13 an der Rastplatte 12 aufweist. Die freien Enden der Fangarme 14 sind nach innen, einander zugewandt abgekantet; die Abkantungen bilden Rückhaltelemente 15 für das Spannrad 3. Fällt das Spannrad 3 in die V-förmige Ausnehmung der Rastplatte 12, so spreizt es die Fangarme 14 gegen eine federelastische Rückstellkraft auf, bis diese zurückfedern können, wenn die Rückhalteelemente 15 eine Umfangskante 10 des Spannrades 3 passiert haben, um diese dann zu hintergreifen. Eine umlaufende Umfangskante 10 wird durch die innere Abschlusskante der Rastverzahnung 11 an der Außentrommel 7 gebildet. In diesem gefangenen Einrastzustand blockieren gemäß 3 die Rückhaltelemente 15 ein Steigen des Spannrades 3, so dass die Rastverzahnung 11 in Eingriff mit der Rastplatte 12 gehalten wird – auch wenn Zugkräfte aus dem Kettenwerk das gesunkene Spannrades 3 aus seinem Einrastzustand nach oben zu bewegen versuchen. Damit wird auch unter solchen Umständen ein sicheres Abbremsen und Sperren der Drehbewegung D des Spannrades 3 und damit ein Abfangen des fallenden Spanngewichts gewährleistet, indem eine aufsteigende Wippbewegung W des Spannrades 3 unterbunden wird. Um das Spannrad 3 nach Behebung des Fehlers, etwa eines Seilrisses, wieder in seine für den Betrieb vorgesehene Gleichgewichtslage zu bringen, müssen die Fangarme 14 ggf. mit Hilfe eines geeigneten Spreizwerkzeuges auseinander gedrückt werden, damit die Rückhalteelemente 15 das Spannrad 3 wieder freigeben. Mit Vorteil arbeitet die erfindungsgemäße Fangeinrichtung 13 reversibel, lässt also eine zerstörungsfreie Rücksetzung der Spannvorrichtung 1 aus einem Bremszustand, in dem das Spannrad 3 eingerastet von der Fangeinrichtung 13 gehalten wird, in einen Betriebszustand, in dem das Spannrad 3 über Dreh-D und Wippbewegungen W das Gleichgewicht zwischen Zugkräften des Kettenwerks und des Spanngewichts hält.
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Die Fangeinrichtung 13 in Form einer das Spannrad 3 umklammernden Spange ist einfach und kostengünstig herstellbar. Sie ist durch die Wahl ihrer Geometrie und Abmessungen an die Form bestehender und neu gestalteter Spannräder anpassbar, so dass auf einfache Weise sowohl neue Spannvorrichtungen ausrüstbar als auch alte Spannvorrichtungen nachrüstbar sind.
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Dabei sind an bestehenden Spannvorrichtungen keine konstruktiven Änderungen notwendig. Darüber hinaus ist die Bremseinrichtung mit erfindungsgemäßer Fangeinrichtung 13 praktisch wartungsfrei, da keine Gelenke oder Achsen benötigt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 29713425 U1 [0003]
- DE 19932195 C1 [0004]
