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Kettenfahrleitum, für elektrische Bahnen mit hohen Geschwindigkeiten
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F, ür Vollbahnen werden heute ausschließlich Fahrleitungen mit Vielfachaufhängung
des Fahrdrahtes, sogenannte Kettenfahrleittliigeil, verwendet, um besonders einer
der Hauptforderungen für den Fahrleitungsbau, näm-]ich möglichst konstante Fahrdrahthöhe,
auch bei größten Längsspannfeldern Genüge leisten zu können. Man erreicht
damit, daß selbst bei den heute Üblichen hohen Fahrgeschwindigkeiten noch eine gleichmäßige
Stroinzufuhr durch den Stromabnehrner gewährleistet ist.
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Die Fahrdrahtaufhängung selbst kann nun bei Kettenfahrleitungen auf
verschiedene Z#-Weise vorgenommen werden. Bekanntlich kann der Fahrdraht beispielsweise
in Gleiskrümmungen ohne Verwendung einer starren sei - tlichen Festlegung
dadurch in seiner Afbeitslage über dem Gleis gehalten werden, daß der Kurvenzug
von dem nahezu waagerecht herausgezogenen Tragseil aufgenommen wird. Man spricht
dann von windschiefer Aufhängung des Fahrdralltes. Uin beim '\A."e,-,-leiten des
Stromabnehiners unter dem Stützpunkt und dem dadurch bedingten Anlieben der Fahrleitung
ein Hängenbleiben des Stromabnehmers am Hängedraht zu verhindern, werden an Stelle
von Hängedrähten zwischen Tragseil und Falirdraht Streben verwendet; diese erhöhen
gleichzeitig die el Windsteifigkeit der Fahrleitung, vermindern aber, wenn auch
nicht viel, durch ihre Masse die Elastizität der Fahrleitung in den Stützpunkten.
Immerhin kann man sagen, daß durch diese Ausführung in bezug auf Elastizität und
Windsteifigkeit eine recht brauchbare Fahrleitung geschaffen ist.
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Man hat auch bereits versucht, die noch bestehenden Nachteile dieser
Kurvelifahrleitung zu beseitigen, indem man zur Erzielung der Seitenlage des Fahrdrahtes
in der Kur"e ein besonderes Seil verwendete und das Tragseil nur zum Tragen der
senkrechten Gewichte benutzte. Dabei wurde das die Kurvenlage des Fahrdrahtes bewirkende
Seil entweder auf die ganze Länge der Kurve ununterbrochen und seitwärts vom Fahrdralit
durchgeführt oder aber, wie bei einer andern Ausführung, zu beiden Seiten der Stützpunkte
mit dem Tragseil verbunden. Da bei allen derartigen Fahrleitungen eine Verspannung
t' - z21 des Fahrdrahtes gegen seitliche, vorn Kurvenmittelpunkt nach außen
wirkende Windkräfte iehlt, sind diese Anordnungen nur bei Kurven mit verhältnismäßig
kleinern Krümmungshalbmesser zu verwenden, weil nur in diesem Falle der gegen die
Innenseite der Kurve gerichtete Kurvenzug groß genug wird, um der Windkraft das
Gleichgewicht zu halten.
Anders liegen die Verhältnisse fur die
ge-
rade Strecke. Bei den meist gcbräuchlichen Ausführungen wird der Falirdralit
an jedem Aufhängepunkt durch Stützstreben seitlich festgelegt. welche einerseits
die durch den Winddruck und etwa in Frage koniniendun lZurvenzug erzeugten Seitenkräfte
-aufnehmen und andererseits gleichzeitig dazu dienen, den Fahrdralit im Zickzack
züi führen. um eine gleichmäßige Abnutzung des Strontabtiebnier->chleUstückes zu
gewährlei"ten. Diese suit-Mche Festlegung wird sowohl bei Attslegerinasten als auch
bei Otterseilaufhängung an-
gewandt, hat aber einen großen Nachteil. wie aus
folgender V.berlegung liervorgellt.
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z# Gewöhnlich wird die Kette so eingeregelt, daß der Fahrdralit bei
einer Normalteinperaitir möglichst genau horizontal liegt. Treten iiiiii Temperaturänderungen
ein, so verliert er, besonders dann. wenn Tragseil und Fahr-- el dralit nicht
nachgespannt werden, ,eine liorizoritale La-e, und zwar werden Temperaturvi-höhungen
durch die Wärineausdelliiiing einen Durchhang des Fahrdralites zur Folge hahen,
welcher in der Mitte des Sparnifeldes ain -rößten ist und nach den Stützpunkten
zu abnimmt. Unigekehrt bewirken Temperatururniedrigungen durch (lie Durchhangsverkleinerung
des Tragseiles ein Anlieben des Fahrdrahtes. Dabei wird dieser in (lei- 'Mitte dus
Spannfeldes am stiärksten, an den Stützpunkteil zu immer weniger angehoben werden.
In beiden Fällen wird der Fahrdralit die Form einer Parabel annehmen, wobei im ersten
Fall
der Scheitelpunkt der Parahel tiefer, im zweiteil Fall höher als die
Nornialliorizontale liegt. Infolge des parabelförmigen Verlaufe., des Fahrdrahtes
werden in den Stützpunkten, wo zwei Spannweiten zusammenstoßen. an den Aufhängepunkten
des Falirdrahtes, von der Seite ' gesehen, Knickstellen entstehen. Diese
stören den glatten Verlauf (ler Fahrleitung und hilden besonders bei höheren
Ge-
schwindigkeiten ein großes Hindernis.
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Kommt nämlich der Stroinabnehiner in div Nähe des Fahrdralitstützpunktes,
so wirkt bei 111 einperaturerniedrigung dein Anpressungsdruck, welcher für eine
7tiverlässige. gleicht' el mäßige Strollizufuhr von Fahrdralit zu Stromabnelliner
erforderlich ist. nicht allein das Gewicht des Fahrdralites, (-)ii(lerii auch das
des seitlichen und Isolators # l# entgegen. Diesen W i derstand verniag der Stromahnehiner.
insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten, nicht ohne Stoß zu überwinden. -Mit andern
Worten: der Falirdralit wird durch den Stroniabnehilier nur wenig angehoben, und
heiiii Überfahren des Stützpunktes, ;in welchem die Knickstelle des Falirdralites
nach unten gerichtet ist, können ;nfolgedessen erliebliche Stöße gegen Stromahnehnier
und Falii-dralit auftreten, die unter Unistinden ein kurzzeitiges Abspringen des
-Stroinabtieliiners voni Fahrdralit bewirken. Dadurch tritt aber eine \orübergehende
Unterbrechung in der Stroinzufuhr ein, die l#cschädigungen der Falirleitung durch
Lichtbogenerscheinungen und unerwünschte Stromstöße in der '-Motorenanlage verursacht.
Umgekehrt ist bel Teinperattirerhöhungen die 111-nickstelle des Fahrdralites nach
oben gerichtet. Kommt der Stroniabnehmer nun in die Nähe des Fahrdralitstützpunktes,
so hebt er den Falirdralit an und folgt diesem, bis er iiii Stützpunkt an der Knickstelle
seine lii«)chste Lage erreicht hat. An dieser Stelle inuß er null schlagartig in
die leicht nach unten geneigte Richtung des Falirdrahtes umgelenkt werden. Die Folge
davon sind daher ebenfalls harte Schläge gegen Stroniabnehmer und Falirdralit, deren
nachteilige Wirkung bereits envähnt wurdc.
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Uni diesen Nachteil zu belieben, ist bereits vorgeschlagen -,vorden,
die Durchhangsverhältnisse der Kettenfalii-lultung dadurch zu verbessern, daß nian
zNvischen Tragseilabschnitte# die sieh in zwei Nachbarfelderti befinden, ein Beisell
legte und den Fahrdraht innerhalb dieser Abschnitte mittels Hängedräbten an diesem
aufhängte. Wenn man 'itich auf diese Weise die Kilickstellen all den -Xtifliängel)tirik-teii
des Fahrdrahtes beseitigen kaini# so ist inan doch noch auf die seitlichen Festlegungsrohre
angewiesen, die nach dem ( #esa,-ten als starre Punkte der Fahrleitung zu betrachten
sind und infolgedessen zu Stärun,gen in cler Strolliztiftilir Anlaß geben können.
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Ferner ist es bekannt, bei einer windschie-#CH. alis Tragseil ?' und
Falirdralit bestehenden Kettenfahrleitung auf dic starre seitliche Festlegung des
Falirdrahtes ganz zu verzichteil und letzteren nur inittel, Hängedrähten ani Tragseil
aufzuhängen. -Mit dem dadurch erzielten Vorteil des Fortfalles der starren Punkte
in der Fahrleitung ergibt sich aber -leichzeitig als Nachteil die Verschlechterung
der \###'iti#Isteifigleit des Systents. Unt dibe züi verbessern, ist e> nötig,
die Spannweiten züi verkürzen. wodurch jedoch die Anlagekosten ganz erlieblich steigen.
Auch dieser Weg hat also nicht züi einer befriedigenden IJ3sting geführt. '.\fall
glaubte, durch die Verwendung zweier 'Fragseile. die von Stützptinkt zu -Stützpunkt
durchlaufen. oder durch die Aufteihin- eine-; Tra-seiles in zwei Äste in der Nähe
des Stützpunktes '. eine Verbesserung der \Vindstelfigkeit zu. erreichen. Im urstun
Fall. bei dein der Fahrdraht an den bei-(Ivii Tragseileil mittels 11.-ingerii dreieckförmig
nichriach aufgeh;ingt ist, werdün dieTragseile -iii diesen Stellen noch untereinander
durch
einen waagerecht liegenden Hängedraht ver-])linden. Dieser
bewirkt, daß die Tragseile bei Verminderung des senkrechten Gewichtes (Entlastung
durch den Stroniabnelimerdruck) nicht ausschwingen können, wodurch die Elastizität
dieser Leitung sehr schlecht wird. Außerdem erfordert jede Aufhingestelle des Fahrdrahtes
zwei Hängeseile und eine Querverbindung. Bei der andern Fahrleitung kann von einer
wirksamen Versteifung des Fahrdrahtes gegen seitlichen Winddruck nicht gesprochen
werden. da sich in der -Nähe des Stützpunktes die beiden Seile in die Aufgabe, das
senkrechte Fahrdrahtgewicht zu tragen, teilen und der Abstand der Seile an diesen
Stellen so gering ist, daß die Schräglage der zum Fahrdraht laufenden Hänger nicht
genügt, um eine Verspannung gegen Winddruck züi bewirken.
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Gemäß der Erfindung wird nun der ohne Stützstreben außer am Tragseil
noch an einem besonderen, mit dem Tragseil zu beiden Seiten des Stützpunktes gek-uppelten
Beiseil verspannte Fahrdraht in einer Kettenfahrleitung aufgehängt, bei welcher
an jedem Stützpunkt der Aufhängepunkt des Beiseiles und der Aufhängepunkt des Tra.-Seiles
auf verschiedenen Seiten der durch den Fahrdralit gehenden senkrechten Ebene liegen,
wobei in der praktisch geraden Strecke Tragseil und Beiseil voll Stützpunkt zu Stützpunkt
ihre Seitenlage zum Fahrdraht vertauschen. Der Stützpunkt des Beiseiles liegt daher
niedriger als der des Tragseiles. Durch diese Anordnung der Trag seil- und
Beiseilstützpunkte und die durch schräg liegende Hänger zwischen Falirdralit und
Tragseil bzw. Falirdraht und Beiseil erzielte Verspannung des Fahrdrahtes wird neben
einer vorzüglichen Elastizität eine gute Windsteifigkeit der Fahrleitung erreicht.
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Diese Windsteifigkeit kann noch dadurch verbessert werden, daß man
die dem Stützpunkt zunächst gelegenen, in Richtung von Stützpunkt zu Stützpunkt
gesehen, beiden Flängedrähte vom Tragseil zum Fahrdralit bzw. vom Beiseil zum Fahrdrabt
nicht beide an de ' rselben Stelle befestigt, sondern in einiger Entfernung
voneinander, wodurch ein SchlaffiverdenderHängedrähteverhinderuwird.
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Es ist aber auch durchaus möglich, den Fahrdraht zum Tragseil oder
zum Beiseil hin durch Hänger zu verspannen, die im Stützpunkt oder in unmittelbarer
Nähe desselben angeordnet sind. Dadurch kann der Windabtrieb, der bei dein neuen
Fabrleitungssystem in der ',Nähe des Stützpunktes am größten ist, nochmals verkleinert
werden.
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Ein weiterer Vorteil der neuen Anordnung ist der, daß sich Temperaturerscheinungen,
im Gegensatz zu bekannten Fahrleitungen, nur wenig auf.die Höhenschwankungen des
Falirdralites auswirken, da der in gewissen Grenzen sich ändernde Zickzack des Fahrdralites
ausgleichend auf die Unterschiede in der Höhenlage des Fahrdrahtes in der Nähe des
Stützpunktes gegenüber der Mitte des Spannfeldes wirkt.
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An Hand der in der Zeichnung dargestellteil Ausführungsbeispiele ist
die Erfindung näher erläutert.
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Fig. i zeigt ein Feld der neuen Kettenfahr-'eitung voll der Seite
her gesehen, während Fig. 2 dasselbe Feld im Grundriß zeigt. Darin ist der Fahrdraht
init a, das Tragseil mit b und das Beiseil mit c bezeichnet, welches in gestrichelter
Linie dargestellt ist. Durch den dem Stützpunkt k zunächst gelegenen Hängedraht
d, der am Beiseil c befestigt ist, wird der Fahrdrallta etwas von
der Gleismitte weggezogen, während der am Tragseil b befestigte, zwischen
Mast und Verankerungspunkt f- liegende Hängedralit e den Fahrdraht etwas nach der
Gleismitte hinzieht. je nach der Wahl der Längen der Hängedrälite sowie deren Anzahl
läßt sieh, in der Draufsicht gesehen, eine schlanke, der Sinusforin ähnliche, stetige
Linienführung des Fahrdrahtes erreichen. In Fig.:2 sind die Maste k, auf derselben
Seite des Gleises angeordnet, so daß ihre Ausleger durch das Tragseil
b abwechselnd auf Zug und Druck, während sie durch das geiseil c abwechselnd
auf Druck und Zug beansprucht werden, was sich auf die Dimensionierulig der Maste
äußerst günstig auswirkt. Die Maste können selbstverständlich auch, sofern dies
nötig sein sollte, auf verschiedenen Seiten des Gleises angeordnet werden, wobei
sich an dein eben erwähnten Vorteil nichts ändert.
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Gemäß der Zeichnung endigt das in jedem Spannfeld von jedem Stützpunkt
ausgehende Beiseil c vor der Mitte des Spannfeldes und ist dort am Punkt
f mit dem durchlaufenden Tragseil b verbunden. Es ist aber auch mög-]ich,
das Beiseil ununterbrochen von einem zum andern Stützpunkt durchzuführen und im
mittleren Bereich mit dem ebenfalls durchlaufenden Tragseil zu verbinden. Ferner
können zur Verbindung von Tragseil und Fahrdrallt bzw. zwischen Beiseil und Fahrdraht
an Stelle der biegsamen Hängeseile starre Streben verwendet werden, ohne daß sich
dadurch an der Erfindung etwas ändert.
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In Fig. 3 zeigt die stark ausgezogene Linie g' wie etwa
der Fahrdraht bei Seitenwind abgetrieben wird. Man sieht, daß er selbst in dieser
Lage auf einem verhältliismäßig großen Stück annähernd parallel zur Gleismittelebene
verläuft und daß der Windabtrieb diesem Stück entlang am größten ist. Dadurch aber,
daß die Hängedrähte zwischen
Fahrdralit und Tragseil in diesem Teil
svlijkurz sind. wird ei n zu starkes Ausweichen des Falirdraliteg durch auftretenden
Seitenwind verhindert. Die Linien li-h bzw. i i ,le , ben an, wie
weit ini ungünstigsten Falle der Fahrdraht von der Glei#mitte entfernt ist. Die
Fig. 4 und 5 zeigen verschiedene 23 führungsformen von Auslegerniasten iii
für k# die neue Fahrleitung. womit nicht gesagt sein soll, daß die
Ausle,-,er nicht auch anders aus-,#eführt werden könnten.
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l# In Fig. 6 ist ein Querfeld mit Querseil in Kettenlinienaufhängung
dargestellt, wobei (las Beiseil c am unteren RichtseH ji, das Tra- b
am oberen Richtseil t) aufgehängt g t' ist.