DE2553746A1

DE2553746A1 - Tragsystem fuer eine haengebahn

Info

Publication number: DE2553746A1
Application number: DE19752553746
Authority: DE
Inventors: Gerhard Mueller
Original assignee: Individual
Current assignee: Aerobus Development Ltd Zug Ch
Priority date: 1974-12-10
Filing date: 1975-11-29
Publication date: 1976-06-16
Also published as: GB1525948A; US4069765A; SG13184G; SE419205B; SE7513856L; DE2553746B2; TR19051A; FR2294071B3; CA1031625A; MY8400403A; AT362823B; IT1051768B; FR2294071A1; DE2553746C3; JPS5185138A; ATA924275A; JPS5855281B2

Description

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Trier, den 28.11.1975

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Gerhard Müller, Dietlikon

(Schweiz)

Tragsystem für eine Hängebahn

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Tragsystem für eine Hängebahn, mit einem eine Fahrbahn über Verbindungsglieder tragenden, an Stützen abgestützten Tragseil, wobei die Fahrbahn zwischen den Stützen unter Spannung steht und mittels der Verbindungsglieder in einer nach aufwärts gewölbten Lage gehalten ist, sodass diese bei Belastung mit einer mittleren Verkehrslast einen angenähert ebenen Verlauf nimmt, wobei ferner die Spannung der Fahrbahn mindestens der doppelten Spannung des Tragseiles entspricht und die Summe aller Spannungen in den jeweils zwischen zwei aufeinander folgenden Stützen liegenden Verbindungsgliedern gleich dem Gewicht der Fahrbahn vermehrt um die mittlere Verkehrslast ist, sodass die Niederhaltekraft der Fahrbahn an den Stützen der mittleren Verkehrslast entspricht.

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Ein solches Tragsystem ist ausführlich im US-Patent Nr. 3 753 406 des gleichen Anmelders beschrieben, wonach sich bei diesem Tragsystem das Tragseil nach der Entfernung einer Verkehrslast nicht wieder entspannt, wobei die maximale Belastung des Tragseiles, die auftritt, wenn sich eine Verkehrslast in der Mitte einer Spannzone befindet, angenähert auch in den übrigen Spannzonen ohne Verkehrslast vorhanden sein soll. Um diesen Zustand zu erreichen, der auch mit einer Vorbelastung des Tragseiles bezeichnet werden kann, braucht es eine sehr starke gespannte Fahrbahn aus mindestens zwei Seilen und dem doppelten Querschnitt und der doppelten Spannkraft des Tragseiles. Je grosser die Spannkraft in den Fahrbahnseilen ist, desto kleiner werden die Durchhangsdifferenzen. Hierbei verteilt sich natürlich auch die Verkehrslast als Einzellast über einen grösseren Bereich der Spannzone bei Erhöhung der Fahrbahnseilspannung. Eine ausreichende Vorbelastung des Tragseiles ist somit dann erreicht, wenn die Verbindungsglieder jeder Spannzone ausser ihrem Anteil am Eigengewicht der Fahrbahn als verteilte Zusatzlast das mittlere Gewicht einer Verkehrslast übertragen. Dies bedingt allerdings, dass an den Stützen Halterungen angebracht sind, um die Fahrbahn niederzudrücken.

Durch ein solches Tragsystem ist es gelungen, ein Seiltragwerk zu bauen, bei dem dank der Vorbelastung der Tragseile durch die Fahrbahn bis zu 75 % der früheren Durchhangs- und Spannungsdifferenzen eliminiert werden können. Der verbleibende Rest muss aber noch durch eine starre Stützenkonstruktion aufgenommen wenden oder bewirkt bei Verwendung sog. Pendelstützen in den benachbarten Spannfeldern eine Längsverschiebung zwischen den Trag- und Fahrbahnseilen. Diese Längsverschiebung zwischen diesen Seilen addiert sich, da bekanntlich der Durchhang bei den Tragseilen durch eine Verkehrslast zunimmt, also Seil gebraucht wird

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und gleichzeitig die Ueberhöhung der Fahrbahnseile abnimmt, also bei gleicher Seilspannung eine Seilverlängerung stattfindet. Diese spannungsbedingten Längenänderungen wirken sich so aus, dass sich die vertikalen Verbindungsglieder zwischen den Trag- und Fahrbahnseilen schief stellen, wodurch über mehrere Spannfelder verteilt schlussendlich auch ein Spannungsausgleich und ein Abnehmen der gegenseitigen Seilverchiebungen eintritt. Rechnerisch lässt sich dieser Ausgleich nur schwer erfassen und die Situation wird noch schwieriger bei langen Hängebahnen mit gleichzeitig mehreren Verkehrslasten.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, das vorbeschriebene Tragsystem dahingehend weiter auszugestalten, dass im genannten Bereich keine Längen verschiebungen zwischen den Seilen bzw.⁴-d"eW^sei-'- und der Fahrbahn mehr stattfinden können.

Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass für einen Spannungsausgleich, in Seitenansicht gesehen, sich die Kurven der Tragseile und Fahrbahnen zwischen den Stützen berühren und in diesem Bereich³eine Kräfteausgleichsplatte eine Längenverschiebung der Tragseile und Fahrbahnen gegeneinander verunmöglicht.

Durch diese Massnahmen wird nun die Seilstatik wesentlich einfa cher und präziser. Es kann an Stützenhöhe gespart werden und die vertikalen Verbindungsglieder müssen nicht mehr schief stehen und brauchen an ihren unteren Anschlüssen keine Kugelgelenke mehr. Optisch wird dadurch das Tragwerk schlanker und die Windangriffsfläche verringert sich. Der Einfluss der Seilbahnlänge auf die Seilstatik entfällt und es können gleichzeitig mehrere Verkehrsmittel auf dem gleichen Streckenabschnitt verkehren.

Wie bereits erwähnt, ist es bei einem solchen Tragwerk von Vorteil, die Fahrbahn aus mindestens zwei mal zwei Fahrbahnseilen zu bilden, die dann paarweise durch spurhaltende Traversen miteinander und mit dem Tragseil über Verbindungsglieder verbunden sind. Hierbei stören aber .die Aufhängepunkte der Verbindungsglieder, die über die spurhaltenden Traversen auf die Fahrbahnseile wirken, den Rollenübergang, weil sich zwischen diesen Aufhängepunkten infolge der Raddrücke Durchhänge ergeben. Auch wenn diese Durchhänge durch Verkleinerung der Distanzen zwischen zwei Aufhängepunkten sehr klein werden, ergeben sich bei höheren Geschwindigkeiten an den Aufhängepunkten Massenkräfte, die trotz guter Federung der Laufwerkrollen ein Hoppern oder Schlagen dieser Rollen mit entsprechender Geräuschbildung hervorrufen. Zudem haben direkt auf Seilen laufende Rollen einen grösseren Reibwert und entsprechend grössere Abnützung und Erwärmung als Räder, die auf einer Schiene mit flacher, bandförmiger Oberfläche laufen.

Um hier eine wirksame Abhilfe zu schaffen, kann das Tragsystem zweckmässig so ausgestaltet werden, dass zwischen den Verbidungsgliedern und den Traversen horizontale Federstäbe als Wippen eingebaut sind und die Laufwerkräder auf einer Laufschiene rollen, die zwecks Kompensation der Durchhänge zwischen den Verbindungsgliedern durch eine elastische Kunststoffschicht variabler Dicke von den Seilen getrennt auf diesen aufliegt.

Durch diese Massnahmen lassen sich die Durchhänge zwischen den Aufhängepunkten der Verbindungsglieder durch die elastische Kunststoffschicht variabler Dicke, die sich zwischen den Seilen und der Laufschiene befindet, kompensieren und die Aufhängepunkte dadurch flexibler gestalten, dass der horizontal liegende, als Wippe dienende Federstab zwischen den spurhaltenden Traversen ein-

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gebaut wird. Letztere können hierbei am Federstab kippbar gelagert sein, um ein Pendeln der Verkehrslast ohne Rad-Abhebung zu gestatten. Bei allen positiv belasteten Traversen soll dann deren Kipppunkt über den Zentren der Seile, bei Wechsellast auf gleicher Höhe sowie bei eindeutig negativer Belastung darunter liegen.

Beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 die prinzipiellen Spannungsverhältnisse in einem Tragseil und einer Fahrbahn;

Fig. 2 die Spannungsverhältnisse in einem Tragseil und einer Fahrbahn einer Seilbahnanordnung nach dem Hängebrückenprinzip;

Fig. 3 ein der vorliegenden Erfindung zugrunde liegendes Tragsystem für eine Hängebahn;

Fig. 4 in Seitenansicht, in schematischer Darstellung das erfindungsgemässe Tragsystem;

Fig. 5 im Schnitt, in vergrössertem Massstab eine Kräfteausgleichsplatte am Tragsystem gemäss Fig. 4;

Fig. 6 ausschnittsweise in schematischer Darstellung ein flexibles Geleise für das Tragsystem gemäss Fig. 4

und

Fig. 7 in Schnittdarstellung eine flexible Schiene an der Stelle einer spurhaLtenden Traverse der Anordnung gemäss Fig. 6.

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Zur Erläuterung zunächst der grundsätzlichen Probleme, welche sich bei der Konzeption von Tragsystemen für Hängebahnen ergeben, sind vorgängig der Fig. 1 die prinzipiellen Spannungsverhältnisse in einem Tragseil 1 und in einer durch ein Seil gebildeten Fahrbahn 2 entnehmbar. Die Seile 1 und 2 sind hierbei an ihren Endpunkten fest verankert und auf ihrer Erstreckung mehrfach durch Masten 3 abgestützt. Die Bereiche zwischen den Endpunkten und den Masten 3 sollen hier als Spannzonen bezeichnet werden. Im Tragseil 1 herrschen in unbelastetem Zustand kleine Spannungen, weshalb das Tragseil 1 in jeder Spannzone einen grossen Durchhang aufweist. Die Fahrbahn 2 hingegen weist in unbelastetem Zustand einen sehr kleinen Durchhang auf, steht aber hierfür unter einer sehr hohen Spannung. Abgesehen von der Spannung werden aber sowohl die Fahrbahnseilgewichte als auch die Tragseilgewichte voll von den Trägern 3 aufgenommen.

Gemäss der Fig. 2 wird nun die Fahrbahn 2 mittels Verbindungsgliedern 4 am Tragseil 1 angehängt. Dadurch werden an den Masten 3 keine Auflagekräfte mehr durch die unbelastete Fahrbahn 2 erzeugt, wie das etwa bei Hängebrücken oder Fahrdrahtaufhängungen praktiziert wird. Eine Verkehrslast 5 erzeugt dann in der entsprechenden Spannzone eine Einsenkung von Tragseil 1 und Fahrbahn 2, wie das deutlich die Fig. 2 veranschaulicht. Das Gewicht der Verkehrslast 5 muss hierbei von den benachbarten Stützen 3¹ aufgenommen werden. Zudem wird hierbei durch den zunehmenden Durchhang Seil aus den benachbarten Spannzonen herübergezogen, was, wie einleitend erwähnt, erhebliche Seilschäden zur Folge hat.

Bei dem, der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Tragsystem für eine Hängebahn gemäss Fig. 3 wird nun das Tragseil 1 und die sehr stark gespannte Fahrbahn 2 mittelst der Verbindungsglxeder 4 gleichmässig so stark zusammengezogen, dass die Summe aller

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Verbindungsglieder-Spannungen dem Eigengewicht der Fahrbahn plus dem mittleren Gewicht einer Verkehrslast entspricht. Dadurch entstehen an Abstützungen 3" nach aufwärts gerichtete Kräfte, die ebenfalls einer mittleren Verkehrslast entsprechen, und die durch Halterungen niedergedrückt werden müssen.

Vergleichsweise hierzu entsprechen alle bekannten Ausführungsformen etwa dem Hängebrückensystem, bei dem an den Stützen keine Niederhaltekräfte zu übertragen sind und die Tragseile auch bei überhöhter Fahrbahn ohne Verkehrslasten nur das Eigengewicht der Fahrbahn zu übertragen haben.

Demgegenüber ist hier die sich aus der verteilten Zusatzlast (mittlere Verkehrslast) ergebende Ueberhöhung der Fahrbahnseile um so kleiner, je grosser deren Zugspannung ist. Praktisch verwertbare Verhältnisse entstehen, wenn diese Spannung mindestens doppel so gross ist wie die Maximalspannung im Tragseil.

Durchfährt nun eine Verkehrlast 5 ein Tragwerk gemäss Fig. 3, so bewirkt eine relativ kleine Erhöhung der Tragseilspannung ein Absinken der Fahrbahn 2 und damit fällt das vorher dem Tragseil 1 zusätzlich zum Eigengewicht der Fahrbahn aufgezwungene Fahrzeuggewicht weg und wird durch eine effektive Verkehrslast ersetzt. Hierdurch erfolgt eine Entlastung der Abstützung 3". Hierbei kann dann die Verkehrslast direkt unter die Abstützung 3" auf Null gelangen, so dass, im Gegensatz zu den bekannten Konstruktionen, die Ueberfahrung dieser Abstützung 3" überhaupt nicht mehr spürbar wird.

Durch die Vorbelastung der Tragseile durch die Fahrbahn in der vorbeschriebenen Weise können bis zu 75 % der früheren Durchhang- und Spannungsdifferenzen eliminiert werden. Um hier eine weitere Verbesserung zu schaffen wird nun vorgesehen, zwischen Tragseile

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und Fahrbahn Berührungspunkte zu bilden und dort Kräfteausgleichsplatten vorzusehen, wie nachfolgend anhand der Fig. 4 und 5 erläutert werden soll.

Gemäss Fig. 4 ist das dort dargestellte Tragsystem in vier Spannfelder aufgeteilt, wobei die Tragseile 1 und die Fahrbahnseile an den Berührungspunkten "B" auf gleicher Höhe liegen.

Aus Fig. 5 geht nun eine beispielsweise Ausführungsform einer Kräfteausgleichsplatte 13 hervor, wie solche an den Punkten "B" in den Spannfeldern genäss Fig. 4 einzubauen sind. Durch die Mitte der Platte führen hier zwei Tragseile 1, parallel dazu an deren Rändern hier je zwei Fahrbahnseile 2. Das Festklemmen der Tragseile 1 kann auf konventionelle Art mittels einer Klemmplatte 14 und Klemmschrauben 15 erfolgen. Die befahrbaren Fahrbahnseile 2, die in Ausfräsungen der Kräfteausgleichsplatte 13 liegen, können mittels Keilstücken 16 festgeklemmt werden, die von unten her mittels Schrauben 17 zwischen die Fahrbahnseile gezogen werden.

Bei dem in Fig. 6 gezeigten flexiblen Geleiseabschnitt werden nun die je eine Schiene bildenden Fahrbahnseile 21 durch eine Laufschiene 22 zusammengehalten und auf Unterlagen, z.B. Traversen 23 oder Streckenbauwerke verschraubt. Zwischen den Laufschienen

22 und den Seilen 21 befindet sich eine elastische Kunststoffschicht 24 variabler Dicke. Diese ist im Bereiche der Travsersen

23 bzw. der Verbindungsglieder 25 am dünnsten und in der Mitte zwischen zwei Verbindungsgliedern 25 an der Stelle des grössten Durchhanges am dicksten. Diese Zwischenschicht bewirkt im unbelasteten Zustand eine leichte Ueberhöhung der Laufschiene.

Durch Schrauben oder Nieten 26 werden die Laufschienen 22 mit den Traversen 2 3 verbunden, die ihrerseilts drehbar über einen

Federstab 27 mit dem Verbindungsglied 25 verbunden sind. Die Laufschiene 22, die elastische Zwischenschicht 24 und die Seile 21 werden auch zwischen den Traversen 23 in Abständen verschraubt.

Aus der Fig. 7 ist nun im Querschnitt eine Ausführungsform dieser flexiblen Schiene an der Stelle einer spurhaltenden Traverse zu entnehmen. Schon aus der Anordnung von mindestens zwei Seilen 11 pro Schiene anstelle eines einzigen mit dem gleichen Metallquerschnitt ergeben sich Vorteile fabrikatorischer Art, Transport- und Montageerleichterungen. Ein wesentlicher Vorteil ist jedoch die grössere Flexibilität (kleinere Biegespannungen durch Raddrücke z.B.) und die Möglichkeit, die Seile in allen Richtungen zu befestigen, ohne dadurch das Laufrad-Profil zu beeinträchtigen.

Die gezeigte Anordnung erlaubt auch, die Lauffläche über die oberen Seil-Mantellinien hinaus zu verbreitern,diese etwas zu wölben, um die Radführung zu verbessern, die Lauffläche an Steigoder Bremsstellen mit einem Sandbelag zu versehen und den Zwischenraum zwischen Laufschiene und den Seilen elektrisch zu heizen, wozu eine Dichtung an der engsten Stelle zwischen den Seilen erforderlich ist. Die Laufschiene bzw. die verbreiterte Lauffläche reduziert vor allem die partiellen Laufrollenpressungen, die Reib- und Walkverluste sowie die Erwärmung. Unterhalb und geschützt durch die relativ breite Laufschiene lässt sich die Isolation und die Fahrleitung anbringen. Dasselbe Laufschienen-Profil kann auch für nicht flexible Geleise, z.B. in Kurven, für Weichen, Stationen, Abstellgeleise etc. auf festen Streckenbauwerken ohne Seil verwendet werden.

Die elastische Zwischenlage kann mit der Laufschiene verklebt

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sein. Die Seile dagegen erhalten vor der Abdeckung zweckmässig einen Rostschutzanstrich. Zwecks Seilkontrollen ist es bis auf weiteres noch erforderlich, dass die Abdeckschienen ganz oder nur partiell entfernt werden können. Zur raschen und mühelosen Seilkontrolle kann direkt unterhalb an der mit X in Fig. 7 bezeichneten Stelle das gestrichene Seil mit einem andersfarbigen Kontrollstreifen versehen werden. Ein allfälliger Drahtbruch bewirkt eine Verschiebung des Drahtes von ca. 1,0 cm und damit eine Verschiebung bzw. einen gut sichtbaren Unterbruch des Farbstreifens, auch wenn die Bruchstelle selbst unter der Laufschiene verborgen liegt. Da die Laufschienen keine oder nur unbedeutende Zugspannungen aufzunehmen haben sowie aus Montagegründen ist es erforderlich, deren Länge z.B. dem Abstand der Verbindungsgleider anzupassen, die Schnittflächen z.B. unter 30 schief zur Längsachse anzuordnen und eine kleine Dilletationsfuge zu belassen. Anstelle der elastischen Zwischenschicht veränderlicher Dicke können auch nur Querstreifen mit Unterbrüchen oder sonstige Abstützungen zunehmender Dicke bzw. Höhe zwischen der Laufschiene und den Seilen zur Durchhangs-Kompensation verwendet werden.

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Claims

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Patentansprüche

Trägsystem für eine Hängebahn, mit einem eine Fahrbahn über
Verbindungsglieder tragenden, an Stützen abgestützten Tragseil, wobei die Fahrbahnzwisehen den Stützen unter Spannung steht und mittels der Verbindungsglieder in einer nach aufwärts gewölbten Lage gehalten ist, sodass diese bei Belastung mit einer mittleren Verkehrslast einen angenähert ebenen Verlauf nimmt, wobei
ferner die Spannung der Fahrbahn mindestens der doppelten Spannung des Tragseiles entspricht und die Summe aller Spannungen
in den jeweils zwischen zwei aufeinander folgenden Stützen liegenden Verbindungsgliedern gleich dem Gewicht der Fahrbahn vermehrt um die mittlere Verkehrslast ist, sodass die Niederhaltekraft der Fahrbahn an den Stützen der mittleren Verkehrslast
entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass für einen Spannungsausgleich, in Seitenansicht gesehen, sich die Kurven der Tragseile und Fahrbahnen zwischen den Stützen berühren und in diesem BereichTeine Kräfteausgleichsplatte eine Längenverschiebung der
Tragseile und- Fahrbahnen gegeneinander verunmöglicht.

%, Tragsystem nach Anspruch 1, bei welchem die Fahrbahn aus mindestens zwei mal zwei Fahrbahnseilen besteht, die durch Verbindungsglieder verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen
den Verbindungsgliedern und den Traversen horizontale Federstäbe als Wippen eingebaut sind und die Laufwerkräder auf einer Laufschiene rollen, die zwecks Kompensation der Durchhänge zwischen den Verbindungsglieder durch eine elastische Kunststoffschicht
variabler Dicke von den Seilen getrennt auf diesen aufliegt.

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3. Tragsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufschienen in einem Stück von Verbindungsglied zu Verbindungsglied reichen und an den Stossstellen eine kleine Dilletationsfuge haben, die schiefwinklig zur Geleiseachse verläuft.

4. Tragsystem nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen der Laufschienen einen Sandbelag aufweisen und der Zwischenraum unter den Laufschienen und zwischen den Seilen nach unten abgedichtet und elektrisch beheizbar ist.

5. Tragsystem nach den Ansprüchen 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen der Laufschienen bombiert sind und die Seitenkanten einen kleineren Radius aufweisen als die Seile.

6. Tragsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die spurhaltenden Traversen kippbar am horizontalen Federstab gelagert sind und der Kipppunkt bei allen positiv beanspruchten Traversen über den Zentren der Seile liegt, wobei bei Wechsellast die Zentren auf gleicher Höhe und bei eindeutig negativer Traversenbeanspruchung unter denen der Seile liegen.

14.10.1975
Pe/LJ