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Streckentrenner (Es.ist die Priorität der entsprechenden Anmeldung
in Österreich vom 1.4.1969 beansprucht) Die Erfindung betrifft einen Fahrleitungs-Streckentrenner
mit einem vom Stromabnehmer beschliffenen,elast~ischen Isolierstab.
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Streckentrenner bilden aufgrund ihrer Masse sogenannte "harte Punkte"
im Verlauf einer Pahrleitungsanlage, an denen es insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten
des beschleifenden Stromabnehmers zu starken dynamischen Belastungen und zu schlechter
elektrischer Kontaktnahme zwischen Schleifstiick und Fahrleitung kommen kann. Durch
die Bemühungen, auf elektrisch betriebenen Strecken die Fahrgeschwindigkeit immer
weiter zu erhöhen, kommt somit der Konstruktion geeigneter Streckentrenner große
Bedeutung zu.
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Bei Streckentrennern mit Stromschienenüberbrückung für ein Befahren
ohne Stromunterbrechung treten Biegemomentbelastungen, insbesondere auch durch die
Art der Halterung der Uberbrückungsschienen auf. Bekannte Streckentrenner-Sinrichtungen
verwenden entweder einfache keramische Isolatoren, die nicht auf Biegung beansprucht
werden können und bei denen man durch aufwendige und schwere Aufhänge- und Verspannkonstruktionen
eine zentrische Isolatorbeanspruchung zu erreichen sucht oder enthalten besonders
verstärkt konstruierte und damit schwere Isolatoren, die außer Zug/Druckbelastungen
auch Biegemomentbelastungen aufnehmen können.
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Andere bekannte Streckentrenner weisen einen zwischen zwei Fahrdrahtklemmen
angeordneten beschliffenen,biegefesten Stabisolator mit seitlich angebrachten Stromschienen
zum Befahren ohne jtromunterbrechung auf. Insbesondere bei Streckentrennern fur
elektrisch betriebene Strecken, auf denen Höchstgeschwindigkeiten über 130 km/h
erreicht werden, findet man heute beschliffene,
vorzugsweise elastische
Kunststoffisolatoren. Jedoch ist bei solchen bekannten Einrichtungen eine unterbrechungslose
Leistungsaufnahme nicht erreichbar. Entweder wird nur ein Isolator als Schutzstrecke
verwendet oder es wird die Fahrleitung in zwei parallel verlaufende Teile aufgespaltet,
in die je ein Isolator versetzt gegeneinander eingebaut ist derart, daß beim Beschleifen
durch den Stromabnehmer eine unterbrechungslose Stromaufnahme möglich ist. Zum einen
wird u.a. durch einen solchermaßen bedingten Übergang von einer mittigen Bügelführung
auf zwei parallel jeweils weiter seitlich verlaufende Pührungsteile und die damit
verbundene veränderte Höhenführung des quer zur Fahrtrichtung gewölbten Schleifstückes
das dynamische Zusammenspiel zwischen Stromabnehmer und Fahrdraht ungünstig beeinflußt,
zum anderen erfordert eine solche Konstruktion einen großen Platz, wie er jedoch
gerade in wichtigen Einsatzgebieten von Streckentrennern (z.B. Bahnhöfen) nicht
vorhanden ist.
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Ziel der Erfindung ist es daher, einen Streckentrenner eint'actler
und kurzer Bauart zu schaffen, der es ermöglicht, die Vorteile des beschliffenen,
elastischen Isolierstabes auszunutzen, ohne daß beim Ueberfahren der Trennstelle
auch mit Höcnstgescnwindigkeiten (über 130 km/h) die Leistungszufuhr zum i'unrzeug
unterbrochen wird.
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Die vorgenannte Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß
wenigstens ein Verbindungselement zwischen Fahrleitung und Tragseil biegesteif ausgebildet
und mit dem Verbindungselement zumindest ein biegesteifes Tragelement fest verbunden
ist, das eine neben dem elastischen Isolierstab verlaufende Stromschiene trägt.
Da bei einer solchen Anordnung nur ein elastischer Isolierstab benötigt wird, ergibt
sich ein Streckentrenner sehr kurzer Bauart, bei dem durch die erfindungsgemäbe
Anbringung von Stromschienen neben dem elastischen Isolierstab auch bei Höchstgeschwindigkeiten
eine sichere, unterbrechungslose Leistungszufuhr gewährleistet ist. Es lassen sich
die Nachteile, hervorgerufen durch die Mächtigkeit der Konstruktion und dls schlechte
dynamische Zusammenspiel zwischen Stromabnehmer und
Fahrleitung
der bekannten Anordnungen, insbesondere solcher mit zwei parallelen, gegeneinander
versetzt angeordneten Isolierstäben vermeiden. Vielmehr verhält sich die Isolierstrecke
nach der erfindungsgemäßen Streckentrenner-Einrichtung in ihren mechanischen Eigenschaften
ähnlich wie der Fahrdraht und stellt somit in weit geringerem Maße als bei bisherigen
Streckentrennern dieser Art einen zarten Punkt" im Verlauf der Fahrleitung dar.
Elastischer Isolierstab, Tragseil und Fahrdraht, die wegen ihrer Elastizität kein
von der exzentrisch gehalterten Stromschiene herrühendes Biegemoment aufnehmen können,
werden lediglich durch geringe Zug- bzw. Druckkräfte beansprucht, die jedoch nur
eine unbedeutende zusätzliche Be- und Entlastung der durch den Fahrleitungszug hervorgerufenen
Vorapannung bewirken.
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Das biegesteife Verbindungselement kann in vorteilhafter Weise nach
Art eines Teleskopstabes mit Federung und Dämpfung ausgebildet sein, um die Gefahr
des Abheben8 des Stromabnehmers und des dadurch möglichen Funkens und der Stromunterbrechung
beim Beschleifen des "harten Punktes weiterhin zu mildern-.
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Treten Relativbewegungen zwischen Tragseil und Fahrdraht, z.B.
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infolge verschiedener Wärmedehnungszahl der verwendeten Baustoffe
auf, ist es vorteilhaft, das Verbindungseiement mittels einer Gleitvorrichtung am
Tragseil zu oefestigen. Um eine besonders nachgiebige Lagerung bei solchen Relativbewegungen
zu erreichen, ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung im Zuge der biegesteifen
Verbindung zwischen Tragseil und Fahrleitung ein Gelenk eingebaut, dessen Achse
senkrecht zu Fahrleitung und biegesteifem Verbindungselement gerichtet ist. Zur
Aufnahme der in Fahrleitungsrichtung auftretenden Momentbelastungen ist es vorteilhaft,
den Fahrdraht durch eine Zugleiste mit dem unterhalb des Gelenkes gelegenen Teil
des biegesteifen Verbindungselementes zwischen Fahrleitung und Tragseil zu verbinden.
Die dadurch in der Fahrleitung auftretende zusätzliche Druckspannung ist gering
im Vergleich zur hauptsächlich vorherrschenden Zugvorspannung durch den Fahrleitungszug
selbst.
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AusfwhrunEsbeispiele der Erfindung und weitele vorteilha.te Ausgestaltungen
werden im folgenden anhand der Zeichnung
besprochen, in der Fig
1 bis 5 Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäß ausgebildeten Streckentrenners
in Auf- und Grundriß zeigen, während Fig. 6, 6a und Fig. 6b Ausführungsformen der
Stromschienenanbringung darstellen.
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Zwischen zwei Endklemmen 1 der Fahrleitung 4 ist ein beschliffener
elastischer Isolierstab 3 angeordnet. Neben dem elastischen Isolierstab 3 verlaufen
die Stromschienen 2, deren jede an ihrem einen Ende - nach dem Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 1 - an einer Tragplatte 5 gelagert ist, die ihrerseits jeweils wieder
mit einem Fahrdrahtende der Fahrleitung 4 verbunden ist, während das andere freie
Ende der Stromschienen 2 nach oben durch das eine Ende eines Tragarmes 6 gehalten
wird, der mit seinem anderen Ende fest an der Tragplatte 5 angebracht ist. Ebenfalls
kraftschlüssig mit der Tragplatte 5 verbunden ist das z.B. nach Art eines Teleskopstabes
auagebildete biegesteife Verbindungselement 7 zwischen Stromschiene 2 und Tragseil
10. Die Stroischienen 2 sind vorzugsweise in Längsrichtung versetzt und in ihrer
Höhenlage zum beschliffenen Stabisolator 3 derart angeordnet, daß der durchlaufende
Bügel immer mindestens mit einer Stromschiene 2 in Verbindung steht und mit dieser
den zur Leistungsaufnahme notwendigen tontaktdruck aufweist. Zur Vermeidung von
Schäden durch einen vom Stromabnehmer gezogenen Lichtbogen sind Funkenhörner 11
vorgesehen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist im Zuge der Verbindung
zwischen Tragseil 10 und Stromschiene 2 gemäß Fig. 2 ein Einstellgelenk.51-54 nach
Art eines Kardangelenkes vorgesehen. Eine drehbare und arretierbare Lagerung (z.B.
an Zapfen oder Schrauben 51-54) von Verbindungselement 7, Stromschiene 2 und Tragarm
6 an der Tragplatte 5 ermöglicht in besonders einfacher Weise eine für den Übergang
des Stromabnehmers vom Fahrdraht zur Stromschiene optimale Einstellbarkeit der Stromschiene
2.
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Zum Ausgleich von Relativbewegungen zwischen Tragseil 10 und Fahrleitung
4 dient eine Gleitvorrichtung 12 (Fig. 1) oder
gemäß Fig. 4 bzw.
5 ein Gelenk 13 im Zuge der biegest.:ifen Verbindung, dessen Achse 14 senkrecht
zu Fahrleitung 4 ui 1 Ver-' bindungselement 7 gerichtet ist.-Die Fahrleitung 4 ist
in diesem Fall ueber eine Zugleiste 17 mit dem unteren Teil des biegesteifen Verbindungselementes
7 zwischen Fahrleitung d und Tragseil 10 verbunden.
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Eine bevorzugte Ausfahrungaform er Erfindung besteht darin, daß die
Stromschiene 2 gemäß Fig. 6 an ihrem einen Ende nahe dem Fahrdraht 4 drehbar gelagert,
an ihrem anderen Ende federnd an einen mit dem Verbindungselement 7 fest verbundenen
Tragarm 6 gehängt und durch Anschläge an einem Durchschwingen unter die Ruhelage
gehindert ist.
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Durch die federnde Lagerung der Stromschiene 2 an einem Tragarm 6
verringern sich die beim Beschleifen mit hoher Geschwindigit möglichen dynamischen
Belastungen, da sich zum Beispiel gegenüber einer an einem federnden Arm gelagerten
Stromschiene die unmittelbar zu beschleunigende Masse weiter verringert hat.
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Im Gegensatz zu anderen bekannten abgefederten Halterungen -z.B. Halterungen
der Stromschiene mittels Blattfedern - wird hier auf einfache Weise ein unerwünschtes
Durchfedern nach unten über die Nullage hinaus durch Anschläge verhindert. Die durch
ein solches Durchfedern hervorgerufenen Schwingungen werden vermieden, so daß eine
stoßfreie Beschleifung des Streckentrenners auch bei Höchstgeschwindigkeit möglich
ist.
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Eine besonders vorteilhfte Ausführung besteht darin, daß das andere
Ende der Stromschiene 2 über eine mit Schraubenfeder 5 versehene Bolzenverbindung
8 an den Tragarm 6 gehängt ist. Wenn auch die Aufhängung mittels Schraubenfeder
15 und Bolzenverbindung 8 besonders bevorsugt wird, so ist es je nach den jeweiligen
Gegebenheiten auch möglich, zur Federung z.B. Gummifeder-oder Torsionsfederelemente
und zu Aufhängung der Stromschiene z.B. mit Anschlägen versehene Knickarme zu verwenden.
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Zur einfachen Montage und Wartung des FahrleitungsStreckentrenners
ist es vorteilhaft, daß der Abstand zwischen Stromschiene 2
und
Tragarm 6 einstellbar ist. In besonders einfacher Weise kann das dadurch erreicht
werden, daß der Bolzen 81 der Bolzenverbindung 8 zumindest an einem Ende mit einem
Gewinde und aufschraubbaren Muttern 82 und Gegenmuttern 83 versehen ist. Durch Verdrehen
der auf dem Tragarm 6 aufliegenden Schrauben läßt sich der Bolzenabstand zwischen
Tragarm 6 und Stromschiene 2 verändern und somit eine genaue Höheneinstellbarkeit
der Stromechiene 2 erreichen. Gleichzeitig kann man der Schraubenfeder 15 nötigenfalls
eine solche Vorspannung geben, daß im Gegensatz zu bekannten Federungseinrichtungen
eine bestimmte Federung- und Höheneinstellung unabhängig vom Ermüdungsgrad der Feder
erhalten bleibt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die auf das Bolzenende
aufgeschraubten Muttern 82 und Gegenmuttern 83 gleichzeitig als Anschlagmittel zur
Verhinderung eines Durchfederns der Stromschiene unter die Nullage mitbenutzt werden
können.
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Die drehbare Lagerung 9 des nahe der Fahrleitung 4 gelagerten einen
Endes der Stromschiene 2 befindet sich vorteilhaft in Fahrdrahthöhe (Fir. 6a). Aus
konstruktiven Gründen kann es jedoch vorteilhaft sein, die drehbare Lagerung 9 über
Fahrdrahthöhe zu legen (Fig. 6b), wodurch Federung und Einstellbarkeit erleichtert
werden. In besonders einfacher Weise kann eine fur den Einstellbereich genügend
nachgiebige Lagerung durch einen Lagerstift 94 mit konischer Durchbohrung 95 erreicht
werden, in der ein Tragstift 91 schwenkbar gehalten ist (Fig. 6). Eine Höheneinstellbarkeit
der Stromschiene 2 läßt sich auch hier dadurch vorteilhaft erreichen, daß der Tragstift
91 zumindest an einem Ende mit einem Gewinde und aufschraubbaren Muttern 92 und
Gegenmuttern 93 versehen ist. Um eine weitere Verbesserung der dynamischen und elektrischen
Eigenschaften des Streckentrenners zu erreichen, wird vorteilhaft auch dieses eine
Ende der Stromschiene 2 mit einem Federelement, insbesondere einer Schraubenfeder
16 versehen. Ähnlich dem anderen Ende der Stromschiene 2 lassen sich in einfacher
Weise auch beim einen Stromschienenende die Muttern 92 und Gegenmuttern 93 zur Vorspannung
der Feder 16 und als Anschlagmittel mitverwenden.
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Neben der besonders bevorzugten Ausführungsform einer Lagerung mit
konisch durchbohrtem Lagerstift 94, Tragstift 91 und Abfederung durch Schraubenfeder
16 ist es möglich, auch für dieses Ende der Stromschiene 2 gegebenenfalls Gummifeder-
oder Torsionsfederelemente bzw. auch eine Aufhängung ueber Knickarme vorzusehen.
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18 Patentansprüche 8 Figuren