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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung eines Tragseils
einer Oberleitung an einem Auslegerkopf insbesondere eines Fahrleitungsstützpuktes
während
eines Ziehens und Abspannens des Tragseils. Dieses Ziehen und Abspannen
des Tragseils erfolgt bei Neueinrichtung oder Austausch des Tragseils
der Oberleitung. Oberleitungen, auf die sich die Erfindung bezieht,
finden ihre Anwendung insbesondere bei Schienenbahnen und Oberleitungsbussen,
sog. O-Bussen.
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Das
Tragseil einer Oberleitung trägt
die Fahrleitung und ist während
seines Betriebes unter einer mechanischen Spannung in Längsrichtung
verlegt. Diese mechanische Spannung wird bei Oberleitungen mit einfachem
Aufbau durch festes Einspannen an den beiden Enden des Tragseils
erreicht. Bei Oberleitungen für
Fahrzeuggeschwindigkeiten oberhalb 100 km/h wird die mechanische
Spannung des Tragseils an den beiden Enden des Tragseils durch Abspannwerke
erzeugt, an denen das Tragseil mit Gewichten, insbesondere Betongewichte,
gespannt wird. Zwischen den Abspannwerken wird das Tragseil an den
Auslegerköpfen
von Fahrleitungsstützpunkten
an Oberleitungsmasten in einer bestimmten Höhe über der Fahrbahnoberkante gehalten.
Aufgabe der mechanischen Abspannung des Tragseils ist, zu gewährleisten,
dass sich der Fahrdraht möglichst wenig
zwischen den einzelnen Fahrleitungsstützpunkten nach unten durchbiegt.
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Bei
Neueinrichtung oder Austausch des Tragseils der Oberleitung einer
Strecke wird das Tragseil zunächst
beweglich am Auslegerkopf befestigt. Daraufhin wird das Tragseil
mit etwas mehr Länge
als erforderlich bis zu dem Auslegerkopf des Auslegers des nächsten,
folgenden Fahrleitungsstützpunktes
verlegt. Ist das Tragseil zwischen zwei Abspannwerken vollständig verlegt,
wird er mechanisch an seinen beiden Enden auf die endgültige, von
der Oberbauart abhängigen
Betriebszugkraft abgespannt. Hierbei bewegt sich das Tragseil in
seiner beweglichen Lagerung. Bei erreichen der endgültigen Zugkraft
und damit seiner endgültigen
Lage am Auslegerkopf wird das Tragseil – das insbesondere aus Bronze
besteht – im
Bereich der Auflagefläche
einer Tragseilklemme mit einer Schutzhülse versehen, da die Tragseilklemme
insbesondere aus Aluminium besteht. Der direkte Kontakt von Bronze
mit Aluminium muss vermieden werden, da hierdurch eine Oxidation – und damit
eine Materialschwächung von
Bronze hervorgerufen wird. Abschließend wird das Tragseil in einer
Tragseilklemme eingeklemmt.
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Stand
der Technik ist, dass das neue Tragseil während des Ziehens und Abspannens
mit einer Seilzugrolle aus Kunststoff mit etwa 20 cm Durchmesser, die
von einem S-förmig
gebogenem Haken, sog. S-Haken, gehalten und in den Auslegerkopf
eingehängt
wird, in Zug- und Abspannrichtung beweglich befestigt wird. Das
Tragseil befindet sich damit ca. 0,5 m unterhalb seiner endgültigen Lage
am Auslegerkopf.
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Nachteile
des Standes der Technik sind:
- – Nach Beendigung
des Zug- und Abspannvorgangs muss das Tragseil um 0,5 m angehoben werden,
um in seine endgültige
Lage am Auslegerkopf gebracht zu werden. Dies ist mit einem erheblichen
Kraftaufwand verbunden, da das Tragseil entgegen der Zug- und Abspannkräfte in vertikaler
Richtung angehoben wird. Zudem ist das Tragseil während des
Anhebens ungesichert und gefährdet
somit das Montagepersonal.
- – In
Kurven stellen sich – aufgrund
von Querzugkräften – die S-Haken
mit den Seilzugrollen quer und zwar in Richtung des Bogenmittelpunktes. Somit
muss nach Beendigung des Zug- und Abspannvorgangs nicht nur ein
Höhenunterschied von
0,5 m überwunden
werden sondern auch ein einer Zugkraft entgegengewirkt werden, die
in Richtung der Zug- und Abspannkräfte in horizontaler Richtung
gerichtet ist. Dies ist mit einem weiteren erheblichen Kraftaufwand
verbunden.
- – Die
Befestigung mit S-Haken ist unfallgefährlich, da das Tragseil aus
dem offenen S-Haken wieder herausfallen kann.
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Aufgrund
der genannten Nachteile wird die Vorrichtung des Standes der Technik
selten genutzt. Von Baufirmen – die
nicht der Deutschen Bahn AG angehören – wird häufiger ein Verfahren zum Ziehen und
Abspannen des Tragseils angewendet, dass zwar erheblich einfach
in der Anwendung jedoch aufgrund eines gravierenden Nachteils von
Seiten des Betreibers der Strecke streng verboten wird: das Tragseil
wird direkt in die geöffnete
Tragseilklemme eingelegt und der Deckel der Tragseilklemme so auf das
Unterteil der Tragseilklemme eingeschraubt, dass das Tragseil zwar
gegen Herausfallen gesichert ist, jedoch sich in der Tragseilklemme
rutschend bewegen kann. Nach Beendigung des Zug- und Abspannvorgangs
kann die Tragseilklemme des Tragseil sofort verklemmt werden. Der
gravierendste Nachteil dieses Verfahrens ist, dass bei der rutschenden
Bewegung des Tragseiles in der Tragseilklemme das weichere Aluminium
der Tragseilklemme in das Tragseil eingeschliffen wird. Durch das
Eindringen des Aluminiums zwischen die Litzen des Tragseils oxidiert
das Tragseil nicht nur von Außen
sondern auch von Innen heraus. Die Liegedauer des Tragseils wird
dadurch noch einmal verringert. Es ist für den Betreiber der Strecke
jedoch nicht möglich,
die Montage des Tragseils durch Baufirmen ununterbrochen zu überwachen,
so dass Baufirmen immer wieder auf dieses einfache und billige aber
verbotene Verfahren zurückgreifen.
Zunehmend berücksichtigen
die Betreiber der Strecke jedoch nicht nur die Kosten während der
Bauphase sondern auch die Betriebskosten der Strecke sowie die folgenden
Kosten für
die Instandhaltung der Oberleitung, die sog. Life-Cycle-Costs LCC.
Maßnahmen
und Vorrichtungen, die zwar die Baukosten senken, in der Folge jedoch
die Betriebskosten und die Kosten für die Instandhaltung unzulässig erhöhen, können zukünftig nicht
mehr akzeptiert werden.
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Aus
DE 526 889 C und
EP 0 459 537 A2 ist eine
Methode der Fahrdrahtverlegung bakannt, bei der der Fahrdraht durch
ein Verlegefahrzeug nicht provisorisch an den Seitenhaltern befestigt,
sondern bereits unter Vorspannung verlegt und sofort endgültig an
in den Klemmen der Seitenhalter befestigt wird. Demzufolge sind
provisorische Befestigungsmittel an den Seitenhaltern nicht erforderlich.
Nachteil dieser Methoder ist jedoch, dass bei einem eventuellen
erforderlichen Nachspannen des Fahrdrahtes nach Beendigung des Verlegens
alle Klemmen der Seitenhalter einzeln wieder geöffnet und alle Seitenhalter nachjustiert
werden müssen.
Hierdurch entsteht ein erheblicher Aufwand für die Nacharbeitung.
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Aus
EP 0 056 285 ist eine Methode
zur Verlegung von Freileitungen einer Hochspannungsleitung bekannt,
bei der die Verlegung von Freileitungen mittels eines Vorseils geschieht.
Hierbei werden zunächst
an allen Tragmasten der Freileitung Rollen befestigt und über diese
das Vorseil geführt.
Daraufhin wird am Vorseil ein oder mehrere Leiter der Freileitung
befestigt und durch die Rollen gezogen. Die Leiter der Freileitung
sind hierbei auf Kabeltrommeln aufgewickelt, die sich vor dem ersten
Tragmast befinden und während
des gesamten Verlegevorganges nicht bewegt werden. Nachteile dieser
Methode sind:
- – der Leiter der Freileitung
muss mit seiner gesamten Länge
von mehreren hundert Metern bis mehreren Kilometern durch die Befestigungen
an den Tragmasten gezogen werden. Dies erfordert präzise gefertigte
Rollen mit einer sehr geringen Rollreibung, die für hohe Traglasten
dimensioniert sind. Die verwendeten Rollen sind demzufolge teuer
sowie aufwendig in ihrer Herstellung und Wartung.
- – durch
die unterschiedlichen Orte einer Trommel auf die das Vorseil aufgewickelt
wird und der Trommel von der der Leiter der Freileitung abgewickelt
wird ist ein erhöhter
Aufwand von Personal sowie eine exakte Abstimmung der Auf- bzw.
Abwickelgeschwindigkeit zwischen den beiden Trommeln erforderlich.
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Es
ist somit Aufgabe der Erfindung, eine einfache Vorrichtung anzugeben,
die, bei geringem Arbeitsaufwand, den Fahrdraht beim Ziehen und
Abspannen am Seitenhalter eines Auslegers in Zug- und Abspannrichtung
beweglich befestigt ahne ihn sowie andere Teile. der Oberleitung
zu beschädigen und
ohne die Sicherheit des Arbeitspersonals zu gefährden.
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Diese
Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Hauptanspruches
erfindungsgemäß durch
die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Diese Vorrichtung befestigt
die Führungsrollen dergestalt
am Auslegerkopf, dass sich das Tragseil während des Ziehens und Abspannens
etwa 6 cm oberhalb seiner erforderlichen endgültigen Lage befindet. Vorteil
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist, dass des Tragseils zur Überführung in
seine endgültige
Lage ohne zusätzlichen
Kraftaufwand in Richtung der Zug- und Abspannkräfte um etwa 6 cm abgesenkt
wird. Demzufolge führt
sie aufgrund ihrer einfachen Bedienbarkeit zu einer Akzeptanz des Montagepersonals.
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Nach
Anspruch 2 ist mindestens eine der Führungsrollen aus einem weicheren
Material als dem Material des Tragseils gefertigt. Vorteil ist hierbei
eine zusätzliche
Schonung des Tragseils, da sich während des Ziehens und Abspannens
das Material einer Führungsrolle
und nicht des Tragseils abnutzt.
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Anspruch
3 beinhaltet ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel für Anspruch
2. Als Material für
das Tragseil wird üblicherweise
Bronze verwendet. Das in Anspruch 3 angegebene Metall Messing für mindestens
eine der Führungsrollen
ist ein weicheres Material als Bronze und führt somit zu den Vorteilen des
Anspruchs 2.
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Ansprüche 4 bis
6 beinhalten vorteilhafte Ausführungsbeispiele
für die
Form mindestens einer der Führungsrollen.
Insbesondere wird durch eine Vertiefung in Umlaufrichtung mindestens
einer der Führungsrollen
und/oder durch eine in hyperboloider oder paraboloide Form ausgebildete
Führungsrolle gewährleistet,
dass das Tragseil vor allem in der Mitte der entsprechenden Führungsrolle
geführt
wird. Vorteil dieser Ausführungsform
ist eine verbesserte Führung
des Tragseils in der Vorrichtung.
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Anspruch
9 beinhaltet eine Vorrichtung, bei der die Vorrichtung in ein Ober-
und ein Unterteil geteilt ist, die zur Aufnahme und Abgabe des Tragseils getrennt
werden. Zur Aufnahme des Tragseils wird das Oberteil der Vorrichtung
entfernt und das Tragseil auf das Unterteil gelegt, das auf die
Tragseilklemme eingeschraubt ist. Eine Klemmvorrichtung im Unterteil
arretiert Ober- und Unterteil. Die Abgabe des Tragseils erfolgt
entsprechend in umgekehrter Reihenfolge.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand der Ausführungsbeispiele der 1 bis 3 näher erläutert. Die
Figuren zeigen in
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1 die
Führungsrollen
mit der geöffneten oberen
Bügelkonstruktion,
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2 eine
Muffe der Bügelkonstruktion
in Seitenansicht als Schnittbild,
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3 die
Führungsrollen
mit der Bügelkonstruktion,
die in die Tragseilklemme am Auslegerkopf eingeschraubt ist sowie
die Lage des Tragseils während
des Ziehens und Abspannens und die endgültige Lage des Tragseils.
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In 1 sind
drei Führungsrollen
(1) und (2) dargestellt, wobei eine untere Führungsrolle
(1) die vertikalen Kräfte
und zwei seitliche Führungsrollen (2)
die horizontalen Kräfte
des Tragseils aufnehmen. Führungsrolle
(1) ist drehend auf einer Achse (7), die Führungsrollen
(2) drehend auf der oberen Bügelkonstruktion (5)
gelagert. Zwischen zwei Muffen (3), die mit einer Befestigungsstange
(13) fest miteinander verbunden sind, ist die Achse (7)
befestigt. Den Aufbau einer Muffe (3) zeigt 2 als
Schnittbild. In die Einschuböffnung
(8) der beiden Muffen (3) werden die beiden Zapfen
der oberen Bügelkonstruktion (5)
eingesteckt und mit einer Klemmvorrichtung (6) arretiert.
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Die
Montage des Tragseils der Oberleitung mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung
erfolgt folgendermaßen:
- 1. Die Vorrichtung wird, wie in 3 dargestellt, mit
der Schraube (4) in die geöffnete untere Schale der Tragseilklemme
(11) eingeschraubt.
- 2. Daraufhin wird die Klemmvorrichtung (6) gelöst – indem
eine Stellschraube (14) herausgeschraubt wird – und die
obere Bügelkonstruktion (5),
wie in 1 dargestellt, aus den Muffen (3) herausgezogen.
- 3. Das Tragseil wird auf die untere Führungsrolle (1) gelegt,
so dass es sich in der Lage beim Ziehen und Abspannen befindet (9).
- 4. Nun wird die obere Bügelkonstruktion
(5) wieder in die Muffen (3) geschoben und die
Klemmvorrichtung (6) geschlossen, indem die Stellschraube
(141 hereingeschraubt wird.
- 5. Während
des anschließenden
Ziehens und Abspannens des Tragseils wird das Tragseil in horizontaler
Richtung durch die beiden Führunsrollen (2)
und in vertikaler Richtung durch die Führungsrolle (1) geführt.
- 6. Nach Abschluss des Ziehens und Abspannens des Tragseils wird
die Klemmvorrichtung (6) wieder gelöst – indem eine Stellschraube
(14) herausgeschraubt wird – und die obere Bügelkonstruktion
(5) aus den Muffen (3) herausgezogen.
- 7. Das Tragseil wird in seine endgültige Lage (10) auf
der unteren Schalen der Tragseilklemme (11) abgesenkt.
- 8. Das Tragseil wird im Bereich der Tragseilklemme mit einer
Schutzhülle
ummantelt, die obere Schale der Tragseilklemme in die untere Schale der
Tragseilklemme fest eingeschraubt, so dass die Montage des Tragseils
an diesem Auslegerkopf (12) beendet ist.
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- 1
- untere
Führungsrolle
- 2
- seitliche
Führungsrolle
- 3
- Muffe
- 4
- Schraube
- 5
- obere
Bügelkonstruktion
- 6
- Klemmvorrichtung
- 7
- Achse
für untere
Führungsrolle
- 8
- Einschuböffnung
- 9
- Lage
des Tragseils während
des Ziehens und Abspannens
- 10
- endgültige Lage
des Tragseils
- 11
- untere
Schale der Tragseilklemme
- 12
- Auslegerkopf
- 13
- Befestigungsstange
- 14
- Stellschraube