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Dokumentenidentifikation DE10240435B4 01.12.2005
Titel Vorrichtung zum Halten und zur Höhenregulierung des Fahrdrahtes während des Fahrdrahtzuges
Anmelder DB Netz AG, 60486 Frankfurt, DE
Erfinder Rode, Norbert, 06193 Ostrau, DE;
Krüger, Andreas, 04329 Leipzig, DE;
Henkel, Frank, 04209 Leipzig, DE
DE-Anmeldedatum 02.09.2002
DE-Aktenzeichen 10240435
Offenlegungstag 18.03.2004
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 01.12.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 01.12.2005
IPC-Hauptklasse B60M 1/28
IPC-Nebenklasse B60M 1/20   H02G 1/04   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Halten eines Fahrdrahtes einer Oberleitung an einem Tragseil während eines Ziehens und Abspannens des Fahrdrahtes sowie zu dessen Höhenregulierung nach dem Ziehen und Abspannen. Das 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.

Die Oberleitung, insbesondere von Vollbahnen, wird in der Regel in der Form einer Kettenoberleitung ausgeführt, die aus Fahrdraht, Tragseil und Hängern besteht. Hierbei trägt das Tragseil mit Hilfe von Hängern den Fahrdraht, wodurch einen Durchhang des Fahrdrahtes aufgrund seines Eigengewichtes nahezu ausgeglichen wird. Zusätzlich ist der Fahrdraht 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. Aufgabe der mechanischen Abspannung des Fahrdrahtes ist, dass sich der Fahrdraht bei Temperaturerhöhung möglichst wenig zwischen den einzelnen Fahrleitungsstützpunkten nach unten durchbiegt.

Bei Neueinrichtung oder Austausch des Fahrdrahtes der Oberleitung einer Strecke wird der Fahrdraht zunächst beweglich in einem bestimmten Abstand unter dem Tragseil am bereits abgespannten Tragseil befestigt. 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 den beweglichen Lagerungen um bis zu 90 cm. Bei erreichen der endgültigen Zugkraft und damit der endgültigen Lage des Fahrdrahtes wird die bewegliche Befestigung des Fahrdrahtes am Tragseil durch die fest in Tragseil und Fahrdraht eingeklemmten Hänger ersetzt. Die jeweilige Länge eines Hängers ist aufgrund des Durchhängens des Tragseils abhängig von seiner Lage zwischen den jeweiligen Fahrleitungsstützpunkten.

Stand der Technik ist, dass der neue Fahrdraht während des Ziehens und Abspannens mit Halterungen aus Kupferdraht am Tragseil in Zug- und Abspannrichtung beweglich befestigt wird, wobei die Halterungen im Abstand von ca. 6 m voneinander eingebaut werden. Die Halterungen aus Kupferdraht werden vor Ort angefertigt und in die entsprechende Länge gebracht, indem der Kupferdraht zwischen Tragseil und Fahrdraht gespannt sowie mehrfach um das Tragseil und Fahrdraht gewickelt wird. Sie erfordern somit nur einen sehr geringen logistischen Aufwand.

Diesem Vorteil des Standes der Technik stehen jedoch mehrere Nachteile entgegen:

  • – Der Fahrdraht wird bei dem Ziehen durch die Halterung mit Kupferdraht 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 in der Halterung aus Kupferdraht verklemmen, so dass sich beim Ziehen und Abspannen häufig die Kupferdrähte schräg stellen. Dies ist vor allem in Kurven der Strecke grundsätzlich gegeben, in denen die Zug- und Abspannrichtung des Fahrdrahtes leicht schräg gegenüber der Zug- und Abspannrichtung in der Geraden ausgerichtet ist. Folge ist ein Kontrollaufwand nach dem Ziehen und Abspannen des Fahrdrahtes, um die Lage der Halterungen aus Kupferdraht 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 treten z.T. Knicke im Fahrdraht auf. Folge ist ein Kontrollaufwand nach dem Ziehen und Abspannen des Fahrdrahtes, um den Fahrdraht gegebenenfalls wieder knickfrei zu ziehen. Erst dann ist eine Übernahme des Fahrdrahtes auf das Abspannwerk möglich. Desweiteren schädigen die Knicke das Material des Fahrdrahtes nachhaltig, wodurch sich die Liegezeit des Fahrdrahtes verkürzt.
  • – Eine Höhenregulierung des Fahrdrahtes mit den Halterungen aus Kupferdraht ist sehr aufwendig. Hierzu werden die Halterungen wieder geöffnet, die Höhe reguliert und die Halterungen wieder geschlossen.
  • – Die Weiterverwendung des Kupferdrahtes der Halterungen ist nicht möglich, nach Einbau der Hänger werden die verwendeten Kupferdrähte verschrottet.

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 taleriert Zunehmend berücksichtigen die Betriber der Strecke und Auftraggeber der Bau- und 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.

Aus DE 526 889 C ist eine Methode der Fahrdrahtverlegung bekannt, bei der der Fahrdraht durch ein Verlegefahrzeug nicht provisorisch befestigt, sondern bereits unter Vorspannung verlegt und sofort endgültig am Hänger des Tragseils befestigt wird. Demzufolge sind provisorische Befestigungsmittel am Tragseil nicht erforderlich. Nachteil dieser Methoder ist jedoch, dass bei einem eventuellen erforderlichen Nachspannen des Fahrdrahtes nach Beendigung des Verlegens alle Hänger einzeln wieder geöffnet und nachjustiert werden müssen. Hierdurch entsteht ein erheblicher Aufwand für die Nacharbeitung.

Aus US 4 475 715 ist eine Methode zur Verlegung von Kabeln, insbesondere Fernsehkabeln an Masten bekannt, bei der die Verlegung von Kabeln ausgehend von einer ortsfesten Kabeltrommel geschieht. Hierbei werden zunächst an einem Tragseil Rollen befestigt und über diese das Kabel gezogen. Nachteile dieser Methode sind:

  • – Das Kabel muss mit seiner gesamten Länge von mehreren hundert Metern bis mehreren Kilometern durch die Rollen 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 der Trommel von der das Kabel abgewickelt wird und dem Personal, das das Kabel verlegt, ist ein erhöhter Aufwand von Personal sowie eine exakte Abstimmung der Abwickelgeschwindigkeit der Trommel und dem Verlegepersonal erforderlich.

Es ist somit Aufgabe der Erfindung, eine einfache Vorrichtung anzugeben, die, bei geringem Arbeitsaufwand, den Fahrdraht während des Ziehens und Abspannens am Tragseil in Zug- und Abspannrichtung beweglich befestigt ohne ihn sowie andere Teile der Oberleitung zu beschädigen und ohne die Sicherheit des Arbeitspersonals zu gefährden sowie eine einfache Höhenregulierung des Fahrdrahtes nach dem Ziehen und Abspannen ermöglicht.

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 der Fahrdraht immer von selbst in seiner erforderlichen und endgültigen Lage positioniert bleibt. Ein Kontrollaufwand nach dem Ziehen und Abspannen des Fahrdrahtes ist nicht erforderlich.
  • – Weiterhin wird durch die kontinuierliche Bewegung des Fahrdrahtes auf mindestens einer Führungsrolle ein definiertes Abspannen ermöglicht.
  • – Durch eine Verriegelung, die höhenverstellbar an der Bügelkonstruktion befestigt ist, 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.

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 einer Führungsrolle und nicht des Fahrdrahtes abnutzt.

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.

Ansprüche 4 bis 6 beinhalten vorteilhafte Ausführungsbeispiele für die Form mindestens eine der Führungsrollen. 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 entsprechenden Führungsrolle geführt wird. Vorteil dieser Ausführungsform ist eine verbesserte Führung des Fahrdrahtes ohne Berührung der Seitenteile der Bügelkonstruktion.

Ansprüche 7 bis 11 beinhalten vorteilhafte Ausführungsbeispiele für die Bügelkonstruktion sowie für die Form des oberen Endes der Bügelkonstruktion, mit der die Bügelkonstruktion in das Tragseil eingehängt wird.

Nach Anspruch 7 ist das obere Ende der Bügelkonstruktion als Haken ausgeformt. Hierfür ist die Bügelkonstruktion an ihrem oberen Ende hakenförmig umgebogen. Vorteil dieser Vorrichtung ist, dass kein zusätzliches Teil zum Einhängen der Bügelkonstruktion in das Tragseil an der Bügelkonstruktion befestigt werden muss. Desweiteren kann der Haken gegebenenfalls mit einfachen Mitteln entsprechend der Gegebenheiten des Tragseils vor Ort nachgebogen werden. Nach Anspruch 8 ist der Haken als Beta-Haken ausgebildet, indem sich an den – insbesondere halbrund geformten – Haken ein gerader, schräg nach unten gerichteter und insbesondere 12 cm langer Schenkel der Bügelkonstruktion anschließt. Vorteil des Beta-Hakens ist, dass er schnell und sicher in das Tragseil eingehängt weren kann. Insbesondere verhindert der Beta-Haken ein selbsttätiges Aushängen der Bügelkonstruktion bei Schwingungen des Tragseils.

Anspruch 9 gibt an, dass in dem Haken der Ansprüche 7 und/oder 8 eine Rutschsicherung angebracht ist. Diese Rutschsicherung vehindert ein Rutschen der Hakenkonstruktion auf dem Tragseil und hält die Hakenkonstruktion und damit die Führungsrolle an ihrer erforderlichen Position. In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel aus Anspruch 10 ist die Rutschsicherung aus Kunststoff, insbesondere Gummi, ausgeführt.

Nach Anspruch 11 ist die Bügelkonstruktion aus Rundstahl gefertigt. Vorteil ist hierbei, dass die Bügelkonstruktion mit geringem Arbeitsaufwand vor Ort – insbesondere von Hand – nachgebogen werden kann. Desweiteren gewährleistet die Ausführung aus Rundstahl – insbesondere im Gegensatz zu einer Ausführung aus Vierkantstahl –, dass für den Fall, dass der Fahrdraht während des Ziehens und Abspannens unplanmäßig die Bügelkonstruktion berührt, der Fahrdraht nicht beschädigt wird.

In Anspruch 12 wird angegeben, dass die Gesamtlänge der Bügelkonstruktion – gemessen von ihrem unteren bis zu ihrem oberen Ende – an den Abstand zwischen Tragseil und Fahrdraht der jeweiligen Stelle angepasst ist, an der die Bügelkonstruktion in das Tragseil eingehängt ist. Hierdurch ist der Fahrdraht bereits in der Nähe seiner endgültigen Lage positioniert.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel für die Gesamtlänge der Bügelkonstruktion ist in Anspruch 13 angegeben, bei dem die Gesamtlänge der Bügelkonstruktion entweder 800 mm oder 1350 mm oder 1800 mm beträgt. Vorteil der drei Gesamtlängen ist, dass sie an die üblichen Längen der Hänger angepasst sind, so dass bei der Montage vom Montagepersonal nur die Auswahl zwischen drei vorgegebenen Längen getroffen werden muss und keine Justierarbeiten durchgeführt werden müssen.

Nach Anspruch 14 ist die Verriegelung der Bügelkonstruktion so gefertigt, dass sie auch zum Höhenregulieren des Fahrdrahtes zur Montage der Hänger des Kettenwerkes nach Abschluss des Ziehens und Abspannens des Fahrdrahtes anzuwenden ist. Vorteil dieser Vorrichtung ist, dass unmittelbar nach Abschluss des Ziehens und Abspannens des Fahrdrahtes die Höhenregulierung des Fahrdrahtes beginnen kann. Hierfür wird die gleiche Vorrichtung wie für das Ziehen und Abspannen des Fahrdrahtes verwendet. Es wird lediglich der Fahrdraht von der Führungsrolle bzw. den Führungsrollen auf die Verriegelung gehoben, mit der daraufhin der Fahrdrahtes stufenlos in der erforderlichen Höhe befestigt werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Ausführungsbeispiele der 1 und 2 näher erläutert. Die Figuren zeigen in

1, eine Führungsrolle mit der Bügelkonstruktion und der Verriegelung während des Ziehens und Abspannens des Fahrdrahtes,

2 die Führungsrolle mit der Bügelkonstruktion und der Verriegelung während der Höhenregulierung des Fahrdrahtes.

In 1 ist eine Führungsrolle (1) mit der Bügelkonstruktion (2), der höhenverstellbaren Verriegelung (5) und der Klemmvorrichtung während des Ziehens und Abspannens des Fahrdrahtes (6) sowie in 2 während der Höhenregulierung des Fahrdrahtes (8) dargestellt. Hierbei bewegt sich der Fahrdraht senkrecht zur Zeichnungsebene. Die Montage des Fahrdrahtes der Oberleitung an dem Tragseil (9) mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt folgendermaßen:

  • 1. Die Stellen der Oberleitung, an denen die Hänger eingebaut werden sollen werden markiert.
  • 2. Für die jeweilige Stelle wird die Bügelkonstruktion (2) mit der entsprechenden Gesamtlänge ausgewählt und mit dem Beta-Haken (3) der Bügelkonstruktion in das Tragseil (9) eingehängt. Dabei verhindert die Rutschsicherung (4) ein selbstständiges Rutschen der Hakenkonstruktion auf dem Tragseil während der Ziehens und Abspannens.
  • 3. Besteht die Gefahr des selbstständigen Aushängens des Beta-Hakens bei möglichen Schwingungen des Tragseils, so wird der Beta-Haken von Hand nachgebogen.
  • 4. Die Verriegelung (5) wird geöffnet, indem die Klemmvorrichtung der Verriegelung (5) mit der Stellschraube (9) geöffnet wird, die Verriegelung nach oben geschoben und zur Seite gedreht wird.
  • 5. Daraufhin wird der Fahrdraht auf die Führungsrolle (1) in die Position (1) während des Ziehens und Abspannens gelegt und die Verriegelung (5) wieder geschlossen.
  • 6. Nachdem der Fahrdraht in alle relevanten Vorrichtungen eingelegt worden ist, wird der Fahrdraht an seinen beiden Enden abgespannt.
  • 7. Hat der Fahrdraht seine, von der Oberbauart abhängige Betriebszugkraft erreicht, wird die Verriegelung (5) der Bügelkonstruktion entsprechend Punkt 4 geöffnet, und die Verriegelung entsprechend 2 an der Bügelkonstruktion mit der Stellschraube der Klemmvorrichtung befestigt.
  • 8. Der Fahrdraht wird von der Führungsrolle auf die Verriegelung (5) in die Position (8) während der Höhenregulierung gehoben.
  • 9. Die Höhenregulierung des Fahrdrahtes (8) erfolgt, indem der entsprechende Abstand zwischen Fahrdraht und Tragseil (9) ermittelt und mit der Verriegelung (5) eingestellt wird.
  • 10. Nun erfolgt der Einbau der Hänger, woraufhin der Bügelkonstruktion wieder entfernt werden kann.

1Führungsrolle 2Bügelkonstruktion 3Beta-Haken 4Rutschsicherung 5Verriegelung 6Position des Fahrdrahtes während des Ziehens und Abspannens des Fahrdrahtes 7Drehachse für die Führungsrolle 8Position des Fahrdrahtes während der Höhenregulierung des Fahrdrahtes 9Stellschraube

Anspruch[de]
  1. Vorrichtung zum Halten eines Fahrdrahtes einer Oberleitung an einem Tragseil während eines Ziehens und Abspannens des Fahrdrahtes, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrdraht während eines Ziehens und Abspannens

    – über mindestens eine in Zieh- und Abspannrichtung drehbare Führungsrolle geführt ist,

    – die an einer Bügelkonstruktion befestigt ist, wobei die Bügelkonstruktion am Tragseil eingehängt ist,

    – der über die Führungsrolle bzw. die Führungsrollen laufende Fahrdraht mit Hilfe einer Verriegelung gegen ein mögliches Herausfallen gesichert ist, die stufenlos höhenverstellbar an der Bügelkonstruktion befestigt ist und eine Klemmvorrichtung aufweist, die die Verriegelung an der Bügelkonstruktion arretiert wenn die Verriegelung in ihrer endgültigen Lage angebracht ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Führungsrollen aus einem weicheren Material als dem Material des Fahrdrahtes gefertigt ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Führungsrollen aus Messing gefertigt ist.
  4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Führungsrollen zylindrisch geformt ist.
  5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Führungsrollen zylindrisch geformt ist und eine Vertiefung in Umlaufrichtung der Führungsrolle zur Führung des Fahrdrahtes in Querrichtung der Führungsrolle aufweist.
  6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Führungsrollen in hyperboloider oder paraboloider Form ausgebildet ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Ende der Bügelkonstruktion als Haken zum Einhängen in das Tragseil ausgeformt ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Haken als Beta-Haken ausgebildet ist, indem sich an den – isobesondere halbrund geformter – Hacken ein gerader, schräg nach unten gerichtetes Schenkel der Bügelkonstruktion anschließt.
  9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Haken eine Rutschsicherung angebracht ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rutschsicherung aus Kunststoff ausgeführt ist.
  11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bügelkonstruktion aus Rundstahl gefertigt ist.
  12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtlänge der Bügelkonstruktion an den Abstand zwischen Tragseil und Fahrdraht angepasst ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bügelkonstruktion in eine Gesamtlänge von entweder 800 mm oder 1350 mm oder 1800 mm aufweist.
  14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die stufenlos höhenverstellbare Verriegelung mit Klemmvorrichtung der Bügelkonstruktion als Bügelkonstruktion zur Aufnahme des Fahrdrahtes gefertigt ist.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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