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Seillagerung auf dem Stützschuh von Zwischentragmasten der Seilschwebebahnen
Bekanntlich weist jeder Abschnitt einer schematisch auf Fig. I dargestellten Seilschwebebahn
eine Verankerungsstation B, eine Spannstation A und eine gewisse Zahl von Zwischentragmasten
auf.
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Die Verankerungs- und Spannstationen sind teuer, insbesondere weil
sie erhebliche Fundamente erfordern, um die Stabilität der Traggerüste trotz des
erheblichen auf sie ausgeübten Kippmoments zu gewährleisten.
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Man könnte zunächst annehmen, daß die Länge eines derartigen Abschnitts
nach Belieben vergrößert werden kann und daß die Spannung des Seils auf der ganzen
Länge des Abschnitts konstant ist. Tatsächlich ist dies nicht der Fall, und die
Länge des Abschnitts wird schnell dadurch begrenzt, daß die nach Maßgabe der Entfernung
von dem Gegengewicht E abnehmende Spannung nur höchstens eine Veränderung von 20°/o
erfahren darf, wobei dieser Grenzwert durch die Erfahrung gegeben ist. Die Hauptursache
dieser schnellen Abnahme der Seilspannung ist die Reibung, welche auf das Seil von
den Stützschuhen D der Zwischenmaste ausgeübt wird.
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Es sei nun zunächst der Einfluß der Spannungsabnahme auf die Lebensdauer
des Tragseils C untersucht.
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Hierfür ist in Fig. 2 ein Diagramm der Beanspruchungen des Tragseils
gezeichnet, welche von den beiden Belastungsarten herrühren, denen das Tragseil
ausgesetzt ist. Das leerlaufende Tragseil, d. h. wenn es keine rollende Last trägt,
ist durch die von dem Gegengewicht herrührende Zugkraft beansprucht. Diese Zugkraft
bewirkt die Beanspruchung o, welche gleichmäßig über den Gesamtquerschnitt des Seils
verteilt ist. Bei Vorhandensein einer rollenden Last ist das Tragseil unter den
Rädern
dieser Last den Kräften einer örtlichen Krümmung ausgesetzt, welche unter den Rädern
am größten ist und nach Maßgabe der Entfernung von dem Angriffspunkt der Querlast
abnimmt.
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Diese örtliche Krümmung bewirkt die Beanspruchung a2, welche einen
Druck der oberen Fasern und einen Zug der unteren Fasern bewirkt.
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Die höchste wirkliche Zugbeanspruchung o,, welche den wirklichen Sicherheitskoeffizienten
bestimmt, tritt in den unteren Fasern des Tragseils auf.
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Die richtige Wahl dieser die entsprechenden Sicherheitskoeffizienten
bestimmenden Beanspruchungen und ihr Verhältnis hat großen Einfluß auf die Lebensdauer
des Seiles. Allgemein läßt sich sagen: Je mehr dasselbe Seil in bezug auf dieselbe
rollende Last gespannt wird, um so besser arbeitet es hinsichtlich der örtlichen
Krümmung, d. h. um so größer ist seine Lebensdauer.
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Es ist klar, daß infolge der von der Reibung an den Stützschuhen
herrührenden Abnahme der Spannung des Tragseils das Verhältnis zwischen den Sicherheitskoeffizienten
ebenfalls abnimmt. Der kleinste Wert dieses Verhältnisses bestimmt die kleinste
Spannung des Tragseils in der letzten Spannweite vor seiner Verankerung, d. h. den
Verlust der Anfangsspannung.
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Bei den klassischen Stützschuhen, deren Reibungskoeffizient mit dem
Seil in der Größenordnung von O, I5 liegt, schwankt die Länge eines einer Spannungsabnahme
von 20 O/o an der Verankerungsstation entsprechenden Streckenabschnitts zwischen
I und 2,5 km.
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Man benutzt jedoch laufend Strecken einer Länge von 4 bis 5 km. Es
müssen daher im allgemeinen drei Zwischenspann- oder Zwischenverankerungsstationen
vorgesehen werden. Es ist leicht einzusehen, daß man nur den Reibungskoeffizienten
des Seils an den Stützschuhen der Zwischentragmasten zu verringern braucht, um die
Länge eines Abschnitts vergrößern zu können oder um umgekehrt die Spannungsschwankungen
an einem Abschnitt gegebener Länge verringern zu können.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, das Seil auf Rollen rollen zu
lassen, welche sich auf von den Stützschuhen getragenen Drehachsen drehen können;
diese Lösung hat sich jedoch als unzureichend erwiesen, da die Reibung der Rollen
auf ihrer Drehachse immer noch zu groß ist.
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Die Erfindung ist bestrebt, eine verbesserte Seillagerung auf dem
Stützschuh zu schaffen, bei welcher die gleitende Reibung oder die Reibung der erwähnten
Drehung der im Stützschuh gleitend gelagerten Rollen (Wälzkörper) durch eine rein
rollende Reibung ersetzt ist.
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Gemäß der Erfindung sind die Wälzkörper wie bei Wälzlagern mit ihren
Wälzflächen zwischen Stützschuh und Seil geschaltet und wälzen sich über diese Flächen
einmal auf dem Stützschuh ab, während zum anderen sich auf ihnen das Seil, mittelbar
oder unmittelbar, abwälzt.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform werden die erwähnten Rollen in
einem bestimmten Abstand miteinander durch eine endlose, um den Stützschuh geschlungene
Kette verbunden, wobei diese Kette und das Seil selbst durch die in dem oberen Teil
des Stützschuhs hierfür vorgesehene übliche Nut laufen.
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Gemäß einer Ausführungsform rollen die erwähnten Rollen, deren Erzeugende
so gebogen sind, daß sie sich der Form des Seils anschmiegen, auf zwei Rollbahnen
aus Spezialstahl, welche elektrisch auf den Grund der erwähnten Nut aufgeschweißt
sind.
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Gemäß einer Abwandlung werden die betreffenden Rollbahnen durch eine
einzige Platte ersetzt, welche z. B. in regelmäßigen Abständen auf den Boden der
erwähnten Nut aufgeschraubt ist.
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Gemäß einem weiteren Kennzeichen ist die Tiefe der Nut des Stützschuhs
so gewählt, daß sich das Seil bei seinem Durchgang durch den Schuh stets unter dessen
oberer Kante befindet.
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Bei dieser Anordnung stützen sich die Wagen bei ihrem Übergang über
den Stützschuh unmittelbar auf diesem ab, so daß die Rollen nur das Gewicht des
eigentlichen Seils zu tragen haben.
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Bei einer Seillagerung nach der Erfindung liegt der Reibungskoeffizient
in der Größenordnung von 0,02. Diese erhebliche Verringerung des Reibung koeffizienten
gestattet, Streckenabschnitte zu benutzen, deren Länge etwa 6000 m erreichen kann.
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Man kann somit Strecken üblicher Länge in einem einzigen Abschnitt
herstellen. Da ferner diese Strecken häufig kürzer als 6000 m sind, so sieht man,
daß die größten Spannungsschwankungen kleiner als der oben angegebene Sicherheitsgrenzwert
von 20 o sind, so daß das Tragseil unter erheblich günstigeren Bedingungen arbeiten
kann.
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Der Hauptvorteil der Erfindung besteht darin, daß sie infolge des
Fortfalls der erwähnten Zwischenverankerungs- und Zwischenspannstationen die Anlagekosten
einer Strecke erheblich senkt. Ferner unterdrückt die Vorrichtung die übliche Abnutzung
des Tragseils in der Nut des Stützschuhs durch gleitende Reibung, wodurch die Lebensdauer
des Tragseils verlängert wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ruht das Seil
auf zylindrisch gestalteten Rollen der Rollenkette unter Vermittlung einer Hilfsrollenkette,
deren Glieder auf der Oberseite dem Mantel des Seils, auf der Unterseite dem Zylindermantel
der Zylinderrollen angepaßt sind.
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Diese Anordnung verkleinert den Reibungskoeffizienten noch weiter,
da die Belastung gleichmäßig auf die Länge der Rollen verteilt wird. Es gelingt
so, den Koeffizienten der Reibung auf etwa O, OI6 herabzusetzen, was gestattet,
unter gewissen Bedingungen eine Strecke in einem einzigen Abschnitt einer Länge
von über zehn Kilometer auszuführen. Diese zweite Ausführungsform ist jedoch teurer
als die erste. Infolgedessen muß die eine oder die andere dieser beiden Ausführungsformen
entsprechend den Bedingungen der herzustellenden Strecke gewählt werden. Man wird
z. B. die zweite Lösung wählen, wenn die Streckenlänge sechs Kilometer übertrifft,
und im entgegengesetzten Fall die erste. Es ist jedoch zu bemerken, daß bei
Benutzung
der zweiten Lösung z. B. für eine Strecke von etwa fünf Kilometer Länge die größten
Spannungsschwankungen auf etwa Io,50/o herabgesetzt werden, wenn die Strecke aus
einem einzigen Abschnitt besteht, d. h. sie betragen etwa die Hälfte des der erwähnten
Sicherheitsgrenze entsprechenden Wertes.
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Unabhängig von den bereits besprochenen Fig. I und 2 zeigt Fig. 3
zum Teil in Seitenansicht und zum Teil in einem Längsschnitt längs der Linie 3-3
der Fig. 4 eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stützschuhes, Fig. 4
und 5 Schnitte längs der Linien 4-4 bzw.
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5-5 der Fig. 3, Fig. 6 einen der Fig. 4 ähnlichen Schnitt, welcher
jedoch eine Ausführungsabwandlung des Stützschuhes zeigt, Fig. 7 einen den Fig.
4 und 6 entsprechenden Schnitt, welcher eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Stützschuhes zeigt, Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie 8-8 von Fig. 7 und Fig.
g die Ausführungseinzelheiten der die Rollen tragenden Kette.
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In den verschiedenen Figuren bezeichnet A die Spannstation, B die
Verankerungsstation, C das Seil, D den Stützschuh, E das Gegengewicht, F die Rollen,
K die Kette, L die Schwenkachse des Stützschuhs, P die Hilfsrollkette.
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Bei den in Fig. 3, 4, 5, 6, 9 dargestellten Ausführungsformen sieht
man, daß die Laufrollen F ein hohl gebogenes Profil aufweisen, um das Seil C aufnehmen
zu können, wobei Seil und Rollen durch eine Nut I laufen, welche sich wenigstens
über die obere Arbeitskante des Stützschuhs D erstreckt.
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Bei der Ausführungsform der Fig. 4 und 5 laufen die Rollen F auf zwei
parallelen Bahnen 2, welche auf den Boden der Nut I aufgesetzt sind. Bei der Abwandlung
der Fig. 6 sind diese Bahnen durch eine einzige Platte 2' ersetzt, welche z. B.
mit Hilfe von Schrauben 3 auf dem Boden dieser Nut befestigt ist.
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Die Rollen F sind an einer Kette K angebracht, welche im einzelnen
in Fig. g dargestellt ist. Wie man sieht, sind die Enden der Achsen der Rollen F
abgestuft. Die Stufe I3 mit größerem Durchmesser ist in den Laschen 5 und 6 gelagert,
während die Stufe 14 mit kleinerem Durchmesser zur Aufnahme einer Scheibe 4 bestimmt
ist. Nach der Anbringung der erwähnten Laschen beiderseits der Rolle F werden die
freien Enden der durch die Stufe 14 gebildeten Zapfen so gestaucht, daß eine Vernietung
der Achsen der Rollen F mit den Laschen 5, 6 entsteht.
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Auf der rechten Seite der Fig. g ist dargestellt, wie die beiden
Enden der Kette K miteinander verbunden werden, damit eine geschlossene Kette entsteht.
Die beiden Laschen 7 und 8 des Verbindungsgliedes werden durch einen Bolzens und
eine in ein axiales Gewindeloch dieses Bolzens geschraubte Schraube 10 miteinander
verbunden. Die Achsen der beiden beiderseits des Verbindungsgliedes liegenden Rollen
F werden nicht vernietet. Zur Schließung der Kette K werden zunächst die Laschen
7 und 8 auf die erwähnten Achsen aufgesetzt, worauf diese Laschen mittels des Bolzens
g miteinander verbunden werden, welcher mit der Schraube IO festgeschraubt wird.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, wird das untere freie Trum der endlosen Kette K in der
Nähe des unteren Randes des Stützschuhs D mit Hilfe von Bügeln II gehalten, durch
welche die Kette läuft, um jedes übermäßige seitliche Ausweichen zu verhindern.
Der Stützschuh ist in der üblichen Weise auf seine Schwenkachse L aufgesetzt.
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Bei der in Fig. 7 und 8 dargestellten Ausführungsform weist die untere
Rollplatte 2" ein Rollprofil 15 auf, welches mit dem Profil (Längsschnitt) der zylindrischen
Rollen F1 übereinstimmt. Diese Ausführungsform ist durch eine Hilfsrollkette P gekennzeichnet,
welche zwischen dem Seil C und den Rollen F1 angeordnet ist. Jedes Glied der Hilfsrollkette
P besitzt ein glattes unteres Profil I6, welches mit dem entsprechenden Teil des
oberen Profils 15 der Rollbahn 2" übereinstimmt, und ein gebogenes oberes ProfilI7,
welches dem Querschnitt des Seils C und seinem Mantel angepaßt ist. Die Gesamtheit
dieser Glieder bildet eine Art Wiege, auf welcher das Seil ruht, wobei die Rollen
F1 mit der gleichen Genauigkeit wie in einem klassischen Rollenlager zwischen den
beiden Laufbahnen rollen.
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Es ist ferner zu bemerken, daß bei der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform
der Stützschuh D selbst nicht aus einem einzigen Stück besteht, wie bei dem vorherbeschriebenen
Beispiel, sondern aus mehreren Teilen, welche z. B. durch die Schweißnaht 12 miteinander
vereinigt sind.
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Die erwähnten Rollbahnen sind aus einem möglichst harten Werkstoff.