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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung eines Fahrdrahtes
einer Oberleitung an einem Seitenhalter eines Auslegers insbesondere
eines Oberleitungsmasten während
eines Ziehens und Abspannens des Fahrdrahtes. Dieses Ziehen und Abspannen
des Fahrdrahtes erfolgt bei Neueinrichtung oder Austausch des Fahrdrahtes
der Oberleitung. Oberleitungen, auf die sich die Erfindung bezieht,
finden ihre Anwendung insbesondere bei Schienenbahnen und Oberleitungsbussen,
sog. O-Bussen.
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Der
Fahrdraht einer Oberleitung ist während seines Betriebes unter
einer mechanischen Spannung in Längsrichtung
verlegt. Diese mechanische Spannung wird an den beiden Enden des
Fahrdrahtes durch Abspannwerke erzeugt, an denen der Fahrdraht mit
Gewichten, insbesondere Betongewichte, gespannt wird. Zwischen den
Abspannwerken wird der Fahrdraht an Fahrleitungsstützpunkten
an Oberleitungsmasten mit Seitenhaltern in einer bestimmten Höhe über der
Fahrbahnoberkante gehalten. Zusätzlich
wird der Fahrdraht durch die Seitenhalter in einem sog. Zick-Zack-Verlauf
gehalten, um einen gleichmäßigen Abrieb
von Stromabnehmern von Fahrzeugen zu gewährleisten. Aufgabe der mechanischen
Abspannung des Fahrdrahtes ist, dass sich der Fahrdraht möglichst
wenig zwischen den einzelnen Seitenhaltern nach unten durchbiegt.
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Bei
Neueinrichtung oder Austausch des Fahrdrahtes der Oberleitung einer
Strecke wird der Fahrdraht zunächst
beweglich an dem jeweiligen Seitenhalter des Auslegers befestigt.
Daraufhin wird der Fahrdraht mit etwas mehr Länge als erforderlich bis zu
dem Seitenhalter des Auslegers des nächsten, folgenden Oberleitungsmasten
verlegt. Ist der Fahrdraht zwischen zwei Abspannwerken vollständig verlegt,
wird er mechanisch an seinen beiden Enden auf die endgültige, von
der Oberbauart abhängigen
Betriebszugkraft abgespannt. Hierbei bewegt sich der Fahrdraht in
der beweglichen Lagerung an den Seitenhaltern zwischen 30 cm und
90 cm und wird bei erreichen der endgültigen Zugkraft und damit seiner endgültigen Lage
am Seitenhalter in einer Seitenhalterklemme eingeklemmt.
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Stand
der Technik ist, dass der neue Fahrdraht während des Ziehens und Abspannens
am Seitenhalter des Auslegers mit Kupferdraht oder mit einem S-förmig gebogenem Haken, sog.
S-Haken, in Zug- und Abspannrichtung beweglich befestigt wird. Die
Befestigung mit Kupferdraht oder S-Haken ist sehr kos tengünstig. Vor
allem die Kupferdrahtbefestigung wird bevorzugt verwendet, da der
entsprechende Kupferdraht bei der Montage der Oberleitung ohnehin
in großen
Mengen zur Verfügung
steht, Kupferdraht leicht zu handhaben ist und keinen oder nur einen
sehr geringen Aufwand bei der Einweisung des Montagepersonals erfordert.
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Diesen
Vorteilen des Standes der Technik stehen jedoch einige Nachteile
entgegen:
- – Der
Fahrdraht wird bei dem Ziehen durch die Kupferdrahtbefestigung bzw.
den S-Haken sehr häufig
mechanisch beschädigt.
Hierdurch treten Unebenheiten an der Kontaktfläche Fahrdraht-Stromabnehmer
auf, die sich im Laufe der Betriebszeit vergrößern, zu einem Lichtbogen und Abbrand
zwischen Fahrdraht und Stromabnehmer führen und damit die Liegezeit
des Fahrdrahtes verkürzen.
- – Der
Fahrdraht kann sich während
der Montage – zum
Teil mehrfach – um
seine Längsachse
verdrehen, so dass er in einem nachfolgenden Kontrollgang wieder
zurück
gedreht werden muss.
- – Der
Fahrdraht kann sich in der Kupferdrahtbefestigung bzw. dem S-Haken
verklemmen, so dass sich beim Ziehen und Abspannen häufig der Seitenhalter
schräg
stellt. Dies tritt vor allem in Kurven der Strecke auf, in denen
die Zug- und Abspannrichtung des Fahrdrahtes leicht schräg gegenüber der
Zug- und Abspannrichtung in der Geraden ausgerichtet ist. Folge
ist ein Kontrollaufwand, um die Lage der Seitenhalter zu überprüfen und
gegebenenfalls wieder in ihre erforderlichen Lage zu bringen. Erst
dann ist eine Übernahme des
Fahrdrahtes auf das Abspannwerk möglich.
- – Durch
das Verklemmen des Fahrdrahtes in der Kupferdrahtbefestigung bzw.
dem S-Haken stellt sich zudem der Seitenhalter zum Teil in einem
solchen Maße
quer, dass der Seitenhalter beschädigt wird. Insbesondere brechen
die Isolatoren des Seitenhalters.
- – Durch
das Verklemmen des Fahrdrahtes in der Kupferdrahtbefestigung bzw.
dem S-Haken kommt es bei weiterem Ziehen und Abspannen des Fahrdrahtes
zu einem nachfolgenden pötzlichen
Lösen der
Verklemmung. Hierdurch entstehen ruckartige Bewegungen im Fahrdraht,
die ein definiertes, kontinuierliches Abspannen des Fahrdrahtes
verhindern.
- – Durch
das Verklemmen des Fahrdrahtes in der Kupferdrahtbefestigung kommt
es vor, dass bereits während
der Montage des Fahrdrahtes, aufgrund von Zugkräften während der Montage der Kupferdraht
reißt.
Dieses Reißen geschieht üblicherweise
dann, wenn sich das Bedienungspersonal, das den Fahrdraht zumeist
nachts montiert, bereits mehere hundert Meter von der Rissstelle weiterbewegt
hat. Es geschieht somit unbemerkt. Desweiteren kann das Reißen einer
einzelnen Kupferdrahtbefestigung zu einem kettenreaktionsartigen
Reißen
weiterer Kupferdrahtbefestigungen führen, wodurch zum Teil mehrere
hundert Meter Fahhdraht herunter gerissen werden.
- – Vor
allem in Kurven besteht – aufgrund
erhöhter Querzugkräfte – die Gefahr
des Reißens
der Kupferdrahtbefestigung, so dass in diesem Bereich weitere Maßnahmen
zur Sicherung des Fahrdrahtes getroffen werden müssen.
- – Das
Einklemmen des Fahrdrahtes in die Seitenhalterklemme wird durch
die verwendeten Kupferdrähte
bzw. die S-Haken erschwert, da die Schrauben der Seitenhalterklemme
durch den Kupferdraht bzw. den S-Haken verdeckt werden.
- – Die
Befestigung mit S-Haken ist unfallgefährlich, da der Fahrdraht aus
dem offenen S-Haken wieder herausfallen kann.
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Bisher
wurden diese genannten Nachteile des Standes der Technik durch den
Betreiber der Strecke und Auftraggeber der Bau- bzw. Instandhaltungsmaßnahme an
der Oberleitung aufgrund der finanziellen Einsparungen während der
Bauphase toleriert – die
Befestigung des Fahrdrahtes an dem Seitenhalter mit Kupferdraht
oder S-Haken ist billig. Zunehmend berücksichtigen die Betreiber der
Strecke und Auftraggeber der Bau- bzw. Instandhaltungsmaßnahme an
der Oberleitung jedoch nicht nur die Kosten während der Bauphase sondern
auch die Betriebskosten der Strecke sowie die folgenden Kosten für die Instandhaltung
der Oberleitung, die sog. Life-Cycle-Costs LCC. Maßnahmen
und Vorrichtungen, die zwar die Baukosten senken, in der Folge jedoch
die Betriebskosten und die Kosten für die Instandhaltung unzulässig erhöhen, können zukünftig nicht
mehr akzeptiert werden.
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Aus
DE 526 889 C ist
eine Methode der Fahrdrahtverlegung bekannt, bei der der Fahrdraht durch
ein Verlegefahrzeug nicht provisorisch an den Seitenhaltern befestigt,
sondern bereits unter Vorspannung verlegt und sofort endgültig an
in den Klemmen der Seitenhalter befestigt wird. Demzufolge sind
provisorische Befestigungsmittel an den Seitenhaltern nicht erforderlich.
Nachteil dieser Methoder ist jedoch, dass bei einem eventuellen
erforderlichen Nachspannen des Fahrdrahtes nach Beendigung des Verlegens
alle Klemmen der Seitenhalter einzeln wieder geöffnet und alle Seitenhalter
nachjustiert werden müssen.
Hierdurch entsteht ein erheblicher Aufwand für die Nacharbeitung.
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Aus
US 3 199 840 ist eine Methode
zur Verlegung von Freileitungen einer Hochspannungsleitung bekannt,
bei der die Verlegung von Freileitungen mittels eines Vorseils geschieht.
Hierbei werden zunächst
an allen Tragmasten der Freileitung Rollen befestigt und über diese
das Vorseil geführt.
Daraufhin wird am Vorseil ein oder mehrere Leiter der Freileitung
befestigt und durch die Rollen gezogen. Die Leiter der Freileitung
sind hierbei auf Kabeltrommeln aufgewickelt, die sich vor dem ersten
Tragmast befinden und während
des gesamten Verlegevorganges nicht bewegt werden. Nachteile dieser
Methode sind:
- – Der Leiter der Freileitung
muss mit seiner gesamten Länge
von mehreren hundert Metern bis mehreren Kilometern durch die Befestigungen
an den Tragmasten gezogen werden. Dies erfordert präzise gefertigte
Rollen mit einer sehr geringen Rollreibung, die für hohe Traglasten
dimensioniert sind. Die verwendeten Rollen sind demzufolge teuer
sowie aufwendig in ihrer Herstellung und Wartung.
- – Durch
die unterschiedlichen Orte einer Trommel auf die das Vorseil aufgewickelt
wird und der Trommel von der der Leiter der Freileitung abgewickelt
wird ist ein erhöhter
Aufwand von Personal sowie eine exakte Abstimmung der Auf- bzw.
Abwickelgeschwindigkeit zwischen den beiden Trommeln erforderlich.
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Es
ist somit Aufgabe der Erfindung, eine einfache Vorrichtung anzugeben,
die, bei geringem Arbeitsaufwand, den Fahrdraht beim Ziehen und
Abspannen am Seitenhalter eines Auslegers in Zug- und Abspannrichtung
beweglich befestigt ohne ihn sowie andere Teile der Oberleitung
zu beschädigen und
ohne die Sicherheit des Arbeitspersonals zu gefährden.
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Diese
Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Hauptanspruches
erfindungsgemäß durch
die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteile der Erfindung
gegenüber
dem Stand der Technik sind:
- – Durch
das Abrollen des Fahrdrahtes auf mindestens einer Führungsrolle
wird der Fahrdraht nicht beschädigt
und somit schonend verlegt. Hierdurch erhöht sich die Liegedauer des
Fahrdrahtes, verringern sich die Kosten für Instandhaltung und verlängern sich
die Wartungsintervalle des Fahrdrahtes.
- – Durch
die kontinuierlich rollende Bewegung des Fahrdrahtes auf mindestens
einer Führungsrolle kann
sich der Fahrdraht nicht in der Vorrichtung verklemmen, so dass
die Seitenhalter immer von selbst in ihrer erforderlichen und endgültigen Lage positioniert
bleiben. Ein Kontrollaufwand nach dem Ziehen und Abspannen des Fahrdrahtes,
um die Seitenhalter wieder in ihrer erforderlichen Lage zu positionieren,
ist nicht erforderlich.
- – Weiterhin
wird durch die kontinuierliche Bewegung des Fahrdrahtes auf mindestens
einer Führungsrolle
ein definiertes Abspannen ermöglicht.
- – Durch
eine höhenverstellbare
Verriegelung der Bügelkonstruktion
wird ein mögliches
Herausfallen des Fahrdrahtes aus der Bügelkonstruktion sicher verhindert.
Die Verriegelung ist zusätzlich drehbar
um die Bügelkonstruktion
angebracht, um ein Herausnehmen des Fahrdrahtes aus der Bügelkonstruktion
zum Einspannen in die Seitenhalterklemme zu ermöglichen.
- – Durch
die Bügelkonstruktion
wird die Seitenhalterklemme nicht verdeckt, so dass ein einfaches Einlegen
in die Seitenhalterklemme ermöglicht wird.
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Nach
Anspruch 2 ist mindestens eine der Führungsrollen aus einem weicheren
Material als dem Material des Fahrdrahtes gefertigt. Vorteil ist hierbei
eine zusätzliche
Schonung des Fahrdrahtes, da sich während des Ziehens und Abspannens
das Material der Führungsrolle
und nicht des Fahrdrahtes abnutzt.
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Anspruch
3 beinhaltet ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel für Anspruch
2. Als Material für
den Fahrdraht wird, aufgrund seiner Leitfähigkeit, üblicherweise Kupfer verwendet.
Das in Anspruch 3 angegebene Metall Messing für mindestens eine der Führungsrollen
ist ein weicheres Material als Kupfer und führt somit zu den Vorteilen
des Anspruchs 2.
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Ansprüche 4 bis
6 beinhalten vorteilhafte Ausführungsbeispiele
für die
Form einer Führungsrolle.
Insbesondere wird durch eine Vertiefung in Umlaufrichtung mindestens
einer der Führungsrollen und/oder
durch eine in hyperboloider oder paraboloider Form ausgebildete
Führungsrolle
gewährleistet, dass
der Fahrdraht vor allem in der Mitte der Führungsrolle geführt wird.
Vorteil dieser Ausführungsform
ist eine verbesserte Führung
des Fahrdrahtes ohne Berührung
der Seitenteile der Bügelkonstruktion.
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Anspruch
7 beinhaltet ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Bügelkonstruktion.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand der Ausführungsbeispiele der 1 bis 3 näher erläutert. Die
Figuren zeigen in
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1 eine
Führungsrolle
mit der Bügelkonstruktion
und der höhenverstellbaren
Verriegelung in Draufsicht,
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2 die
Führungsrolle
mit der Bügelkonstruktion
und der höhenverstellbaren
Verriegelung in Seitenansicht,
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3 die
Führungsrolle
mit der Bügelkonstruktion,
die an einer Bohrung an der Spitze des Seitenhalters befestigt ist.
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In 1 ist
die Führungsrolle
(1) mit der Bügelkonstruktion
(2), der höhenverstellbaren
Verriegelung (4) und der Klemmvorrichtung (5)
in Draufsicht sowie in 2 in Seitenansicht dargestellt.
Auf der Führungsrolle,
die frei drehbar um die Achse (6) angeordnet ist, bewegt
sich der Fahrdraht (3) senkrecht zur ( 1)
bzw. in Richtung der (2) Zeichnungsebene. Die Montage
des Fahrdrahtes der Oberleitung mit Hilfe der in 1 dargestellten
erfindungsgemäßen Vorrichtung
erfolgt folgendermaßen:
- 1. Die Bügelkonstruktion
(2) wird, wie in 3 dargestellt,
mit einem Haken (6) der Bügelkonstruktion incl. Führungsrolle
und Verriegelung in eine Bohrung (10) des Seitenhalters
(8) eingehängt.
- 2. Daraufhin wird der Fahrdraht (3) in die Bügelkonstruktion
(2) auf die Führungsrolle
(1) gelegt und die Verriegelung (4) geschlossen.
- 3. Nachdem der Fahrdraht in alle relevanten Seitenhalter eingelegt
worden ist, wird der Fahrdraht an seinen beiden Enden abgespannt.
- 4. Hat der Fahrdraht seine, von der Oberbauart abhängige Betriebszugkraft
erreicht, wird die Verriegelung an der Bügelkonstruktion geöffnet, der Fahrdraht
aus der Bügelkonstruktion
gehoben und in die Seitenhalterklemme (9) eingeklemmt.
- 5. Die Bügelkonstruktion
wird wieder aus dem Seitenhalter entfernt, die Montage des Fahrdrahtes
ist abgeschlossen.
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- 1
- Führungsrolle
- 2
- Bügelkonstruktion
- 3
- Fahrdraht
- 4
- Verriegelung
- 5
- Klemmvorrichtung
- 6
- Drehachse
für die
Führungsrolle
- 7
- Haken
- 8
- Seitenhalter
- 9
- Seitenhalterklemme
- 10
- Bohrung