DE19626346C2 - Oberleitung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Oberleitung für die Stromversorgung eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs.

Die bis jetzt bekannten Oberleitungen dieser Art sind als sogenannte Kettenwerke ausgebildet. Sie werden im wesentlichen durch Tragseile gebildet, die an Auslegern von Masten befestigt sind. Diese sind entlang der Fahrstrecke aufgestellt. Die Tragseile dienen zur Führung und Verspannung des Fahrdrahtes, der zur Stromführung vorgesehen ist. Ein wesentlicher Nachteil dieser Oberleitung ist die Notwendigkeit einer hohen mechanischen Vorspannung, die über Nachspannvorrichtungen an den Masten erreicht wird. Oberleitungen, die in der Weise ausgebildet sind, erfordern einen hohen Aufwand an konstruktiven Maßnahmen, um die erforderliche mechanische Stabilität zu erreichen. Dieses bedingt hohe Kosten, da die benötigten Abspannjustierungen beim Bau der Oberleitungen einen hohen Arbeitseinsatz mit entsprechend ausgebildeten Experten nötig machen. Die bis jetzt verwendeten Konstruktionen von Oberleitungen haben zudem den Nachteil einer oberen Geschwindigkeitsbegrenzung. Ursache hierfür ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit mechanischer Transversalwellen im Fahrdraht. Stimmt diese Geschwindigkeit in etwa mit der Geschwindigkeit des Fahrzeuges überein, kommt es zu unzulässigen Anhebungen und Schwingungen des Fahrdrahts, wodurch der Kontakt zwischen dem Stromabnehmer des Fahrzeugs und dem Fahrdraht und damit die Stromversorgung des Fahrzeugs unterbrochen wird.

Aus DE-PS 248 051 ist eine Oberleitung für die Stromversorgung eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs bekannt, die aus einem von zwei stabförmigen Bauelementen aufgespannten Träger aufgebaut ist. Hierbei verlaufen die zwei stabförmigen Bauelemente entlang ihrer Längserstreckung zwischen Masten und sind über Streben gegeneinander abgestützt. Der Aufbau der bekannten Oberleitung ist vergleichsweise kompliziert und aufwendig.

Die DE-GM 18 59 240 beschreibt eine elastische Aufhängung von Oberleitungen für elektrisch betriebene Fahrzeuge. Die Aufhängung besteht aus einem von einem Bügel eingefaßten Federkörper aus elektrisch nicht leitfähigem Material. Die Ausbildung einer Oberleitung mit einer hohen mechanischen Stabilität kann aufgrund der elastischen Aufhängung nicht erreicht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Oberleitung zu schaffen, die eine hohe mechanische Stabilität aufweist und gleichzeitig einfach aufgebaut und montierbar ist. Ferner soll der Aufbau der Oberleitung eine kontinuierliche Stromübertragung zwischen dem Fahrdraht und einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug sicherstellen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruch 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Oberleitung kann auf einfache Weise montiert werden und er­ fordert nur einen geringen Aufwand für Wartung und Reparatur. Erfindungsgemäß ist die Haltevorrichtung für den Fahrdraht als starres Gerüst ausgebildet, so daß die Oberleitung nicht in Schwingungen versetzt werden kann. Hiermit wird eine konti­ nuierliche Stromübertragung sichergestellt. Bei einer Beschädigung der Haltevor­ richtung können im Bedarfsfall auch Teilabschnitte problemlos ersetzt werden. Die Oberleitung ist zudem so gestaltet, daß sie auch bisher nicht erreichten Geschwindig­ keiten eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs zerstörungsfrei Stand halten kann.

Weitere erfinderische Merkmale sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von schematischen Zeichnungen näher er­ läutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Teilbereich einer Oberleitung,

Fig. 2 die Befestigung eines Fahrdrahts,

Fig. 3 die Befestigung von stegartigen Bauelementen.

Der in Fig. 1 dargestellte Teilbereich einer Oberleitung 1 umfaßt im wesentlichen ei­ nen Fahrdraht 2 sowie eine Haltevorrichtung 3, an welcher der Fahrdraht 2 befestigt ist. Der Teilbereich der Oberleitung 1 ist an den Auslegern 60 zweier Maste 61 be­ festigt, die entlang einer Gleisanlage 65 aufgestellt sind. Die Haltevorrichtung 3 wird bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel durch drei starre stabförmige Bauele­ mente 4, 5 und 6 gebildet. Wie an Hand von Fig. 1 zu sehen ist, sind die drei stabför­ migen Bauelemente 4, 5 und 6 so angeordnet, daß sie in einer Ebene, die senkrecht zur Richtung des Fahrdrahts 2 liegt ein gleichschenkliges Dreieck A, B, C aufspannen. Der Abstand zwischen je zwei Bauelementen 4 und 5, 5 und 6 sowie 4 und 6 beträgt bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel einen Meter. Die stabförmigen Bauelemente 4, 5 und 6 sind als Vollstäbe oder Rohre ausgebildet. Sie werden aus kohlfaserverstärktem Kunststoff gefertigt. Werden sie als Stäbe aus­ gebildet, so haben sie Durchmesser von 40 mm. Sind sie als Rohre geformt, so beträgt ihr Durchmesser 60 mm, wobei ihre Wandstärke 3 mm beträgt. Sie können mit einer Krümmung gefertigt werden, die nach dem Aufhängen der Oberleitung 1 an den Auslegern 60 durch ihr Eigengewicht ausgeglichen wird. Hierdurch wird der Durchhang der gesamten Oberleitung 1 verringert. Die stabförmigen Bauelemente 4, 5 und 6 werden so hergestellt, daß ihre Länge an den Abstand zweier aufeinander­ folgender Maste 61 angepaßt ist. Dieser beträgt hier 65 m. Die Bauelemente 4, 5 und 6 können auch in Längen zwischen 10 m und 15 m hergestellt und anschließend zu der erforderlichen Gesamtlänge zusammengefügt werden. Die Verbindung zweier Stäbe oder Rohre erfolgt mechanisch mittels Preß- oder Schraubverbindungen oder chemisch mit Hilfe eines Klebers (hier nicht dargestellt). Wie an Hand angeordnet, daß die beiden Bauelemente 4 und 5 in einer horizontalen Ebene positioniert sind. Sie sind zusätzlich an den Unterseiten der Ausleger 60 starr befestigt. Durch diese Befestigung der beiden Bauelemente 4 und 5 wird das dritte Bauelemente 6 nach unten weisend positioniert und kann zur Befestigung des Fahrdrahts 2 verwendet werden. Damit der Abstand zwischen den Bauelementen 4, 5 und 6 immer der gleiche bleibt und keine Schwingungen in Längsrichtung der Bauelemente 4, 5 und 6 sowie quer dazu auftreten können, sind zusätzliche Verstrebungen 70, 80 und 90 zwischen den stabförmigen Bauelementen 4, 5 und 6 vorgesehen. Die Verstrebungen 70, 80 und 90 bestehen aus starren stegartigen Bauelementen. Diese sind aus glasfaser­ verstärktem Kunststoff gefertigt und als Stäbe mit einem Durchmesser von 35 mm oder als Rohre mit einem Durchmesser von 40 mm und einer Wandstärke von 4 mm ausgebildet. Wie Fig. 1 zeigt, sind zwei oder mehr stegartige Bauelemente 70, 80 und 90 in einem gemeinsamen Befestigungspunkt 100 an einem der stabförmigen Bauele­ mente 4, 5, 6 gehaltert. Die stegartigen Bauelemente 70, 80, 90 sind zwischen den stabförmigen Bauelementen 4 und 5, 5 und 6, 4 und 6 angeordnet und an beiden stabförmigen Bauelementen 4 und 5, 5 und 6, 4 und 6 starr befestigt. Die stegartigen Bauelemente 70, 80, 90 sind so geführt, daß sie zwischen sich und den stabförmigen Bauelementen 4, 5 und 6 vorzugsweise einen Winkel von 60° einschießen. Die steg­ artigen Bauelemente 70, 80 und 90 können so angeordnet werden, daß sich an je­ dem stabförmigen Bauelemente 4, 5, 6 in definiertem Abstand ein Befestigungspunkt 100 befindet, an dem bis zu vier stegartige Bauelemente 70, 80, 90 befestigt sind.

An dem stabförmigen Bauelement 6, das im tiefsten Punkt der Haltevorrichtung 2 angeordnet ist, ist der Fahrdraht 2 befestigt. Dieser ist bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel aus Kupfer gefertigt und hat eine Breite von 25 mm. Wie Fig. 2 zeigt, hat der Fahrdraht 2 einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt. Die Querschnittsfläche beträgt 250 mm², wodurch eine ausreichende Stromtragfähigkeit gewährleistet wird. Der Fahrdraht 2 ist entlang seiner beiden seitlichen Begrenzungs­ flächen 2S mit je eine Einkerbung 20 versehen. Diese Einkerbungen 20 erstrecken sich über die gesamte Länge des Fahrdrahts 2. Hierdurch wird an beiden seitlichen Begrenzungsflächen 2S des Fahrdrahts 2 mittig jeweils eine Kante 25 ausgebildet. Für die Befestigung des Fahrdrahts 2 an dem stabförmigen Bauelement ist eine Klemmvorrichtung 30 vorgesehen, die das Bauelement 6 von oben her umschließt. Die freien Enden der Klemmvorrichtung 30 sind nach innen gebogen und um die Kanten 25 des Fahrdrahts 2 gelegt. Die Abmessung einer Klemmvorrichtung 30 kann so gewählt werden, daß sie das Bauelemente 6 und den Fahrdraht 2 über die gesamte Länge des Fahrdrahts 2 umschließt. Es können jedoch auch eine Vielzahl von Klemmvorrichtungen 30 verwendet werden, die in gleicher Weise ausgebildet sind. Ihre Abmessungen werden jedoch dann so gewählt, daß sie das Bauelement 6 und den Fahrtdraht 2 beispielsweise nur über eine Länge von jeweils 0.5 m umschließen und anschließend eine definierte Strecke bis zur nächsten Klemmvor­ richtung 30 frei bleibt. Die Abmessungen der Haltevorrichtung 2 und ihre Aufhängung an den Auslegern 60 sind so gewählt, daß zwischen dem Fahrdraht 2 und dem Stromabnehmer eines auf der Gleisanlage 65 fahrenden elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (hier nicht dargestellt) ein sehr guter elektrisch leitender Kontakt ausgebil­ det wird. Durch die Verstrebungen 70, 80 und 90, die zwischen den stabförmigen Bauelementen 4, 5 und 6 angeordnet sind, wird eine starre Oberleitung 1 geschaffen, so daß eine Unterbrechung der Stromübertragung zwischen dem Fahrdraht 2 und einem Stromabnehmer (hier nicht dargestellt) auf Grund von Schwingungen der Oberleitung 1 ausgeschlossen ist.

Fig. 2 zeigt gleichzeitig einen Befestigungspunkt 100 in dem zwei stegartige Bauele­ mente 80 und 90 mit dem Bauelement 6 verbunden von dort zu den Bauelementen 4 und 5 (hier nicht dargestellt) geführt sind. Die stegartigen Bauelemente 80 und 90 sind im Befestigungspunkt 100 mit dem Bauelement 6 über einen Kleber (hier nicht dargestellt) starr verbunden.

Wie Fig. 3 zeigt, kann um das Bauelement 6 im Befestigungspunkt 100 auch eine Hül­ se 26 angeordnet werden, auf deren Oberfläche weitere Hülsen 27 angeordnet sind. Die Hülsen 27 sind so bemessen und ausgerichtet, daß die Enden der stegartigen Bauelemente 80 und 90 hinein gesteckt und darin chemisch oder mechanisch befestigt werden können. Das direkte Verkleben der stegartigen Bauelemente 70, 80 und 90 mit den Bauelementen 4, 5 und 6 ist in allen Befestigungspunkten 100 auf den Bauelementen 4, 5 und 6 immer möglich. Das Gleiche gilt für die Verwendung von Hülsen 26, wie hier eine dargestellt und erläutert ist.

Claims (8)

1. Oberleitung für die Stromversorgung eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs, die an den Auslegern (60) von Masten (61) befestigt und mit wenigstens einer Haltevorrichtung (3) für einen den Strom führenden Fahrdraht (2) versehen ist, der mit einem Stromabnehmer des Fahrzeugs kontaktierbar ist, wobei die Haltevorrichtung (3) ein aus drei, in einem definierten Abstand voneinander angeordneten, starren, stabförmigen Bauelementen (4, 5, 6) aufgespanntes Gerüst ist und sich die drei stabförmigen Bauelemente ein- oder mehrteilig jeweils entlang ihrer Länge zwischen den Masten erstrecken und über starre, stegartige Bauelemente (70, 80, 90) gegeneinander abgestützt sind.

2. Oberleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stabförmigen Bauelemente (4, 5, 6) als Stäbe oder Rohre ausgebildet sind, daß die drei Bauelemente (4, 5, 6) in einem solchen Abstand voneinander angeordnet sind, daß hierdurch senkrecht zur Richtung des Fahrdrahts (2) ein gleichschenkliges Dreieck (A, B, C) aufgespannt ist, daß zwei der Bauelemente (4, 5) in definiertem Abstand voneinander gemeinsam in einer horizontalen Ebene liegen, während das dritte Bauelement (6), an dem der Fahrdraht (2) befestigt ist, in definiertem Abstand hiervon in einer darunter liegenden horizontalen Ebene positioniert ist.

3. Oberleitung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrdraht (2) einen rechteckigen Querschnitt aufweist und an seinen beiden seitlichen Begrenzungsflächen (2S) über die gesamte Länge je eine Einkerbung (20) aufweist, das der Fahrdraht (2) an der Unterseite des dritten stabförmigen Bauelements (6) angeordnet und mit einer Klemmvorrichtung (30) gehaltert ist, die über das Bauelement (6) gelegt ist und von der jeweils ein Ende eine auf beiden Seiten des Fahrdrahts (2) ausgebildete Kante (25) umgreift.

4. Oberleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die stabförmigen Bauelemente (4, 5, 6) aus kohlenfaserverstärktem Kunststoff gefertigt sind und bei der Ausbildung als Vollstäbe einen Durchmesser von 40 mm aufweisen, und daß stabförmige Bauelemente (4, 5, 6), die als Rohre ausgebildet sind, einen Durchmesser von 60 mm und eine Wandstärke von 3 mm besitzen.

5. Oberleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der stabförmigen Bauelemente (4, 5, 6) an den Abstand zweier aufeinander folgender Maste (61) angepaßt ist.

6. Oberleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die stabförmigen Bauelemente (4, 5, 6) aus Teilstücken mit einer Länge von 10 m bis 15 m dauerhaft mechanisch oder chemisch zu einer definierten Länge zusammengefügt oder gleich in der gewünschten Länge gefertigt sind.

7. Oberleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die stabförmigen Bauelemente (4, 5, 6) mit einer definierten Krümmung gefertigt sind, die nach dem Aufhängen der Haltevorrichtung (3) an den Auslegern (60) durch das Eigengewicht der stabförmigen Bauelemente (4, 5, 6) ausgleichbar ist.

8. Oberleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die starren, stegförmigen Bauelemente (70, 80, 90) aus glasfaserverstärktem Kunststoff gefertigt sind und als Stäbe mit einem Durchmesser von 35 mm oder als Rohre mit einem Durchmesser von 40 mm und einer Wandstärke von 4 mm ausgebildet sind.