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Selbsttätige Nachspannvorrichtung für Fahrleitungen elektrischer Bahnen
Zum Nachspannen von Fahrdrähten oder anderen Leitungsteilen elektrischer Bahnen
werden Hebel, drehbare Rollen verschiedenen Durchmessers oder andere Spannvorrichtungen
verwendet. Man hat dabei diese Anordnungen mit Fangvorrichtungen ausgerüstet, die
bei einem unzulässigen Nachlassen der Leitungsspannung, insbesondere bei Bruch eines
Leitungsteiles, das absinkende Nachspanngewicht fangen. Damit soll die durch den
ungehemmten Abfall des Gewichtes hervorgerufene Auswirkung der Massekräfte auf den
Ausleger bzw. Mast verhütet werden.
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Diese bekannten Sperrvorrichtungen arbeiten jedoch nicht einwandfrei.
Der Spannhebel bzw. das Radspannwerk ist hier drehbar an einem Gelenk am Nächspannmast
aufgehängt. Der Spanner wird also durch den Zug der Leitung im Betriebe vom Mast
weggezogen und um das Gelenk gedreht. Die Begrenzung, der Drehbewegung kann dabei
in bekannter Weise durch Langlöcher oder ähnliches erfolgen. Sobald bei Seilbruch
die Nachspannzugkraft fortfällt, schwingt der Spanner um das Aufhängegelenk am Mast
und soll dadurch die Sperrvorrichtung in Tätigkeit treten lassen. Die Sperrstellung
wird jedoch nicht immer mit Sicherheit erreicht und erhalten. Es hat sich mitunter
ereignet, daß die bereits eingerastete Sperrvorrichtung, sobald der Seilbruch in
weiterer Entfernung vom Spanner eingetreten war, aus der Sperrstellung herausgerissen
wird. Die Zugkraft des Seiles ist dann durch den Bruch nicht vollkommen verschwunden,
sondern es bleibt eine Restkraft bestehen, deren Größe unter anderem abhängig von
der Schräglage der Hänger ist. Da der Seilbruch häufig eine Schwingung hervörrüft,
überlagert sich am Spanner die oft nicht@unerhebliche Schwingungsenergie zu der
Restkraft, so daß für einen bestimmten Zeitpunkt die Zugkraft auf den Spänner die
Größenordnung des normalen Seilzuges im Betriebe übersteigen kann. Die Sperrvorrichtung
wird also wieder entrastet.
Jedoch auch schon bei einer geringeren
Zugkraft, die etwa 45 bis 5o % der des normalen Seilzuges im Betriebe betragen
kann, tritt ohne -die zusätzliche Wirkung eines Schwingungsimpulses ein Entrasten
der bekannten Spanner infolge ihrer ungünstigen Momentenverhältnisse auf. An Hand
einer Momentenungleichung seien die Verhältnisse veranschaulicht.
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Bei Annähme eines Übersetzungsverhältnisses von i : 2 würde der Seilzug
gleich dem doppelten Nachspanngewicht Zs = 2 G. Der Hebelarm, mit dem der Seilzug
angreift, sei mit a . bezeichnet. Dem Moment 111s - ZS # a wird zunächst ein anderes
Moment MG entgegenwirken, das sich aus dem Nachspanngewicht G und dem betreffenden
Hebelarm bi bildet. Ferner tritt noch das Moment aus dem Schwergewicht S der Nachspannvorrichtung
und dem zugehörigen Abstand b2 vom Drehpunkt auf.
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Nach den praktischen Erfahrungen beträgt dieses Moment bei den bekannten
Spannern etwa 40 % des Momentes illo aus Nachspanngewicht G und Abstand b1.
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Damit läßt sich folgende Umgleichung aufstellen: Zs#a>G#bl+S.bz>I,4G#bl.
Hieraus ist zu schließen, daß der Hebelarm b1 etwa gleich 1,5 # a sein muß. An Hand
der nachstehenden Tabelle sei nun bei verschieden großen Bruchrestkräften das Momentenverhältnis
und seine Einwirkung auf den Rastzustand veranschaulicht. Die bekannten Spanner
werden also bei einem Übersetzungsverhältnis von i : 2 bereits bei einer Restkraft,
die etwa 45 bis 5o °Jo der normalen Seilzugspannung entspricht, wieder entrastet
werden. Wird das Übersetzungsverhältnis größer gewählt, also beispielsweise z :
4, so sind die Momentenverhältnzsse noch ungünstiger, und es genügt eine kleinere
Restkraft, um ein Entrasten der Sperrvorrichtung herbeizuführen. Die bekannten Radspanner,
die das letztgenannte Übersetzungsverhältnis aufweisen, sind mithin noch ungünstiger
in ihrer Sperrwirkung.
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Eine andere bekannte selbsttätige Nachspannung für Fahrleitungen elektrischer
Bahnen läßt die Sperrung des Hebels oder der Gewichte durch Verlagerung der Aufhängevorrichtung
oder des Hebels erfolgen, oder es wird seine Sperrklinke durch eine zwangsläufig
wirkende Einrichtung zum Eingriff gebracht. Der Drehpunkt des Spannsystems mit Ausleger
ruht bei dieser bekannten Anordnung im freien Ende eines drehbar am Spanner gelagerten
Schwinghebels. Wie bei den bereits geschilderten Spannern würde aber auch hier bei
Auftreten einer Restkraft, die etwa der halben Seilspannung entspricht, ein Entrasten
der Sperrvorrichtung eintreten. Hinzu kommt bei .allen- bekannten Nachspannvorrichtungen
ein weiterer Nachteil. Er ist darin zu erblicken, daß die Spanner mit
| Ms, |
| ms MG MG Rastzustand |
| in °/n |
| Betriebszustand ...........................
ZS # a G # b1 203 entrastet |
| Bruchrestkraft o ........................... o # a G
# b1 o eingerastet |
| Bruchrestkraft 6o% v # Zs ..................
o,6 # Zs # a G . bi 122 entrastet |
| Bruchrestkraft ............................
0,4 Zs . a G # b1 82 eingerastet |
einem Drehgelenk am Mast befestigt sind und ihre zugehörige Sperre am Mast angebracht
ist. Den Schwingungen des Mastes muß daher die Sperre folgen, während die Spanner
infolge der Massenwirkung die schnelleren Bewegungen nicht mitzumachen vermögen.
Auf diese Weise kann also ebenfalls eine eingetretene Sperrung gelöst werden. In
besonders hohem Maße besteht diese Gefahr bei Masten, die eine verhältnismäßig große
Durchbiegung haben, also beispielsweise 'bei Abfangmasten von Fahrleitungen auf
freier Strecke.
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Die- Erfindung hat nun eine selbsttätige Nachspannvorrichtung für
Fahrleitungen elektrischer Bahnen zum Gegenstand, bei denen mit Fangeinrichtungen
versehene Hebel, drehbare Rollen verschiedenen Durchmessers öder andere Spannvorrichtungen
verwendet werden, die das Nachspanngewicht bei Fortfall oder unzulässigem Nachlassen
der Fahrleitungsspannung in seiner jeweiligen. Lage festhalten, und bei denen der
Drehpunkt des Spannsystems am Ausleger im freien Ende eines drehbar am Spanner gelagerten
Schwinghebels. ruht. -Erfindungsgemäß liegt der Drehpunkt des Spannsystems am Ausleger
in- der-Betriebsstellung unterhalb des Schwinghebeldrehpunktes am Spanner, derart,
daß bei Fortfall oder. unzulässigem Nachlassen der Fahrleitungsspannung
der
Hebelarm, mit dem diese. im Drehpunkt angreift, verkürzt und die Restkraft von auf
Druck beanspruchten Stützen des Auslegers aufgenommen wird. Dabei' ist die Drehbewegung
des Schwinghebels sowohl in der Richtung des Fahrleitungszuges als auch in der dazu
entgegengesetzten Richtung durch Anschlagstücke, Stifte o. dgl. begrenzt und verstellbar.
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Mit der Erfindung wird also erreicht, daß durch die . Verlagerung
des Spannerdrehpunktes in einem am Ausleger drehbar angebrachten Schwinghebel die
Momentenverhälnisse den jeweiligen Bedingungen bei Betrieb öder bei Seilbruch angepaßt
sind. Das Senken des Spannsystems um >einige Zentimeter genügt bereits vollkommen,
,um den -wirksamen Hebelarm für das Moment der Restkraft so weit zu verkleinern,
:daß eine Restkraft unter 6o % des Fahrleitungszuges nicht mehr imstande ist, die
bereits hervorgerufene Sperrstellung zum Ausklinken zu bringen. Es ist sogar möglich,
den Hebelarm noch weiter zu verkürzen, so daß selbst bei einer Restkraft, die dem
normalen Fahrleitungszug entspricht, ein Entrasten der Sperrstellung sicher vermieden
werden kann. Diese sichere Wirkung der Sperrvorrichtung kann dabei erfindungsgemäß
auf jede beliebige Restkraft eingestellt werden.
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Gleichzeitig wird durch die Erfindung die oben geschilderte, infolge
der Mastschwingungen auftretende Relativbewegung zwischen Spanner und Sperrvorrichtung
vermieden. Ein Ausklinken kann daher aus diesem Grunde nicht mehr erfolgen.
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Erreicht wird dies erfindungsgemäß unter anderem dadurch, daß die
Fangeinrichtung aus am Ausleger befestigten. Sperranschlägen besteht, gegen die
sich bei Fahrleitungsbrueh oder unzulässigem Nachlassen der Fahrleitungsspannung
die Zähne bzw. Anschläge des Spanners legen.
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Bisher war man gezwungen, die Konsole, an der die Sperranschläge befestigt
wurden, derart stark auszuführen, daß die auftretenden, sehr erheblichen schlagartigen
Kräfte bei der Einrasterung biegungsfest aufgenommen werden konnten. Derartig schwere,Konstruktionen
waren nicht nur aus baulichen Erwägungen unerwünscht, sondern sie verlangten hohe
Kosten und einen großen Werkstoffaufwand. -An Hand der Zeichnung "sei die Erfindung
näher erläutert.
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Die Abb. i zeigt ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung an einem
Radspannwerk. Abb.z veranschaulicht eine derartige Anordnung am Hebelspanner, wobei
Abb. 3 die eingerasterte Sperrstellung bei Bruch eines Fahrleitungsteiles zeigt.
Wie aus Abb. i hervörgeft, ist der Spanner a in dem freien Ende eines Schwinghebels
b gelagert, der drehbar am Ausleger c -des Abspannmastes d befestigt ist.' Um an
Nachspanngewichten zu sparen, ist ein Übersetzungsverhältnis dadurch vorgesehen,
daß der Zug der Fahrleitungsteile, von der Rolle c kleinen Durchmessers aufgenommen
wird, während- das Nachspanngewicht f am Umfang des größeren Rades g angreift. Der
im Punkt h am Ausleger c gelenkig gelagerte Schwinghebel b erhält zur Begrenzung
seiner beidsinniken Drehrichtung, einen Ansatz i, dessen Anschlag k die Bewegungsrichtung
nach oben begrenzt, während eine Stellschraube l den gegensinnigen Begrenzungspunkt
einstellbar gestaltet.
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Auf dem Ausleger c sind die Anschlagstücke m vorgesehen, gegen welche
sich die Anschlägen an der Radaußenkante bei Bruch eines Fahrleitungsteiles schlagartig
anlegen. Um den Ausleger von dieser plötzlichen Beanspruchung zu entlasten, ist
eine Stütze o vorgesehen, die eine Verbindung des freien Auslegerendes mit dem Abspannmast
herstellt.
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Abb. a und 3 zeigen eine ähnliche Ausführung an Hebelspannern im Betriebe
bzw. bei Bruch eines Fahrleitungsteiles. Abweichend von der oben beschriebenen Anordnung
ist im Prinzip lediglich der Eingriff der Zähne des Zahnkranzes p in die Rast ausgebildet.
Deshalb können auch sinngemäß die gleichen Bezugszeichen den einzelnen Teilen des
Hebel-. Spanners zukommen.
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In beiden Ausführungsbeispielen wird bei Leitungsbruch der Schwinghebel
-b um den Punkt h_ schwingen, während sich die Anschläge n gegen die Stücke m legen.
In dieser Stellung (z. B. Abb. 3) ist der Hebelarm, mit dem die Fahrleitung auf
die Nachspannvorrichtung einwirken kann, um einen solchen Betrag verkleinert, daß
die Restkraft nicht imstande ist, die Nachspannvorrichtung. wieder aus, der Sperrstellung
heräuszuschwenken.