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15. Trenner nach einem der Ansprüche 10 bis 14, gekennzeichnet durch
Anschlußbolzen (26), die durch den Boden (24) des Gehäuses (23) hindurch in dieses
eingeführt sind, sich bis in die Höhe des am Gehäuse (23) befestigten Stators des
elektromagnetischen Antriebs (33) erstrecken und mit den Polen des Schalters (27)
und/oder den Erregerspulenanschlüssen elektrisch leitend verbunden sind.
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Die Erfindung betrifft einen Trenner für den Fahrdraht einer Oberleitung,
welcher die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruches 1 aufweist.
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Trenner für den Fahrdraht einer Oberleitung, und zwar sowohl Streckentrenner
als auch Phasentrenner, sind üblicherweise so ausgebildet, daß dann, wenn vor dem
Überfahren nicht bereits das Fahrzeug, das Strom aus dem Fahrdraht entnimmt, die
Stromentnahme unterbrochen hat, beim Überfahren ein Lichtbogen entsteht. Um diesen
Lichtbogen zu löschen, ist es nicht nur bekannt, Lichtbogenhörner vorzusehen, die
so ausgebildet sind, daß ein auftretender Lichtbogen bis zum Erlöschen auseinandergezogen
wird. Es ist auch bekannt (DE-PS 2345386, DE-OS 2548 986), einen parallel zur Lichtbogenstrecke
liegenden Schalter, vorzugsweise Vakuumschalter, vorzusehen und diesen Schalter
dann, wenn ein Lichtbogen brennt, kurzzeitig zu schließen, um durch einen Potentialausgleich
zwischen den Fußpunkten des Lichtbogens letzteren zu löschen. Zur Aktivierung des
Antriebs dieser Schalter ist * jedoch entweder die vom Lichtbogen erzeugte thermische
Energie erforderlich (DE-PS 2345 386) oder, bei Verwendung eines elektromagnetischen
Antriebs, der Lichtbogenstrom oder ein Teil desselben. Mit diesen bekannten Trennern
läßt sich deshalb nur die Brenndauer eines Lichtbogens zeitlich begrenzen, nicht
hingegen das Auftreten eines Lichtbogens mit dem dabei auftretenden Abbrand und
der Gefährdung thermisch empfindlicher Teile, insbesondere des Isolators oder der
Isolatoren vermeiden. Letzteres ist vor allem dann besonders störend, wenn Kunststoffisolatoren
zum Einsatz kommen sollen.
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Es ist zwar auch bekannt (DE-OS 23 31 859), mit Hilfe eines mechanisch
betätigbaren Vakuumschalters bei einem Streckentrenner die beiden durch ihn miteinander
verbundenen Fahrdrahtabschnitte während der Zeit des Überfahrens elektrisch leitend
zu verbinden, um dadurch das Auftreten eines Lichtbogens beim Überfahren zu verhindern.
Die mechanische Betätigung des Vakuumschalters, die vom Stromabnehmer zu betätigende,
bewegliche Teile am Streckentrenner erforderlich macht, ist jedoch störanfällig
und kann beispielsweise bei Rauhreif und Eisbehang vollständig versagen. Vor allem
ist aber nachteilig, daß die vom Stromabnehmer zu bewegenden Teile auf ersteren
beim Überfahren eine Kraft im Sinne des Abhebens des Stromabnehmers ausüben, so
daß ein solcher Streckentrenner hohe Fahrgeschwindigkeiten nicht erlaubt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Trenner für den Fahrdraht
einer Oberleitung zu schaffen, der ohne vorherige Stromabschaltung lichtbogenfrei
überfahren werden kann, und zwar auch bei ungünstigen äußeren Bedingungen und mit
Geschwindigkeiten, die höher als die heute üblichen Geschwindigkeiten sind.
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Diese Aufgabe löst ein Trenner mit den Merkmalen des Anspruches 1.
Da der Antrieb des Schalters nicht mechanisch, sondern elektromagnetisch erfolgt,
sind keine störanfällige Mechanik vorhanden, die im Störfall ein Betätigen des Schalters
verhindern könnte. Außerdem verursacht der Schalterantrieb auch keine Kräfte, die
auf den Stromabnehmer im Sinne eines Abhebens einwirken könnten. Da die erfindungsgemäße
Lösung außerdem eine gewichtsarme Bauweise des Trenners ermöglicht, lassen sich
sehr hohe Überfahrgeschwindigkeiten erreichen. Die Entstehung eines Lichtbogens
beim Überfahren des Trenners wird mit Sicherheit ausgeschlossen, weil der Schalter
geschlossen wird, ehe
eine Unterbrechung des mittels des Stromabnehmers der Oberleitung
entnommenen Stromes auftreten kann.
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Der elektromagnetische Antrieb des Schalters wird nämlich bereits
aktiviert, wenn der Stromabnehmer die elektrisch leitende Spur im ersten Abschnitt
der von den Isolatorstäben gebildeten Gleitbahn kontaktiert. Sofern anschließend
eine Stromunterbrechung erforderlich ist, erfolgt diese mittels des Schalters. Weder
die Isolatorstäbe noch andere Teile des Trenners sind deshalb einer Gefährdung oder
gar Beschädigung durch Lichtbögen ausgesetzt, was sowohl sehr große Wartungsintervalle
als auch ein sehr geringes Gewicht, wie es für hohe Überfahrgeschwindigkeiten anzustreben
ist, erreichen läßt, wobei zur Erzielung eines geringen Gewichtes beiträgt, daß
der Schalter mechanisch getrennt am Tragwerk befestigt werden kann, da er nur über
Verbindungsleitungen mit den leitenden Spuren in Verbindung zu stehen braucht.
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Sofern der erfindungsgemäße Trenner als Streckentrenner Einsatz finden
soll, welcher nur in einer Richtung überfahren wird, benötigt der elektromagnetische
Antrieb nur eine einzige Erregerspule, da der Schalter nur solange geschlossen gehalten
werden muß, wie der Stromabnehmer die elektrisch leitende Spur im ersten und zweiten
Abschnitt kontaktiert. Beim Verlassen dieser leitenden Spur kann der über den Stromabnehmer
abfließende Strom mittels des Schalters unterbrochen werden. Weist der elektromagnetische
Antrieb zusätzlich zu einer ersten Erregerspule eine gleichwirkende zweite Erregerspule
auf, die in dem von der elektrisch leitenden Spur im dritten Abschnitt zum zweiten
Pol des Schalters führenden Strompfad liegt und ebenso wie die erste Erregerspule
einen niedrigen elektrischen Widerstand hat, dann kann der Trenner auch als in beiden
Richtungen überfahrbarer Streckentrenner eingesetzt werden. Der'Schalter wird nämlich
auch dann geschlossen, wenn ein Stromabnehmer zunächst die elektrisch leitende Spur
im dritten Abschnitt kontaktiert. Eine solche Ausbildung eines Trenners ist aber
auch von Vorteil, wenn er nur in einer Richtung überfahren wird. Das Überfahren
des Streckentrenners kann in diesem Falle nämlich ohne Stromunterbrechung erfolgen.
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Schließt sich an das eine Ende des Trenners ein gleich ausgebildeter
zweiter Trenner mit gleicher oder umgekehrter Reihenfolge des ersten bis dritten
Abschnitts der zweispurigen Gleitbahn an, dann steht ein Phasentrenner zur Verfügung,
der die oben erwähnten Vorteile aufweist. Da das Überfahren eines Streckentrenners
in jedem Falle eine Stromunterbrechung erforderlich macht, wird es in der Regel
ausreichend sein, den elektromagnetischen Antrieb der beiden Schalter mit nur einer
Erregerspule auszurüsten.
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Sowohl im Hinblick auf ein möglichst geringes Gewicht des Trenners
als auch auf eine möglichst einfache Konstruktion der beiden Isolatorstäbe weisen
letztere bei einer bevorzugten Ausführungsform einen Kern aus glasfaserverstärktem
Kunststoff mit einer rohrförmigen Umhüllung auf, die in dem die elektrisch leitende
Spur bildenden Abschnitt aus einem elektrisch leitenden Material, beispielsweise
Kupfer, und in dem die elektrisch isolierende Spur bildenden Abschnitt aus einem
Isoliermaterial, beispielsweise Polytetrafluoräthylen, besteht. Zur Bildung der
elektrisch leitenden Spur braucht also nur auf dem Kern ein elektrisch leitendes
Rohr angeordnet zu werden, dessen Außendurchmesser an den Außendurchmesser der elektrisch
isolierenden Umhüllung im Bereich der Gleitbahn
angepaßt ist. Hierdurch
läßt sich in einfacher Weise ein stoßfreies Überfahren der durch die Isolatorstäbe
gebildeten Gleitbahn sowie ein guter Kontakt und ein einfacher Anschluß des Schalters
an den elektrisch leitenden Teil der Gleitbahn erreichen.
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Da die Isolatorstäbe infolge der von ihnen gebildeten, elektrisch
leitenden Spur nur auf einen Teil ihrer Länge als Längsisolatoren wirken und eine
möglichst geringe Länge der Isolatorstäbe erwünscht ist, hat vorteilhafterweise
die Umhüllung in den beiden Endabschnitten nach außen offene Ringnuten. Die Unterseite
dieser Endabschnitte liegt höher als die Unterseite der im Bereich dieser Abschnitte
durch Kufen gebildeten, elektrisch leitenden Gleitbahn, damit der Stromabnehmer
nicht über den genuteten Abschnitt gleitet. Dies gewährleistet einen ruhigen Lauf
des Stromabnehmers und verhindert Ablagerungen infolge Abriebs, die zur Bildung
von Kriechstrombrücken beitragen könnten. Da der mit Ringnuten versehene Abschnitt
der Umhüllung nicht mit dem Stromabnehmer in Berührung kommt, ist als Material neben
Polytetrafluoräthylen auch Silikonkautschuk gut geeignet.
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Der Schalter hat vorzugsweise eine Anhängevorrichtung für eine hängende
Befestigung am Tragwerk der Oberleitung. Ferner ist er vorzugsweise als Vakuumschalter
ausgebildet. Um eine möglichst kompakte und wartungsfreie Konstruktion zu erhalten,
weist er bei einer bevorzugten Ausführungsform ein zumindest teilweise mit Isolieröl
gefülltes und mittels eines Deckels verschließbares Gehäuse auf, welches eine Vakuumschaltröhre
enthält, mit deren Betätigungsstange über einen Isolator der translatorisch bewegbare
Teil eines elektromagnetischen Antriebs gekuppelt ist. Dieser translatorisch bewegbare
Teil weist vorzugsweise einen gleichachsig mit der Betätigungsstange angeordneten
Verbindungsbolzen auf, der durch einen zentralen Kanal des als Topfmagnet ausgebildeten
Stators des elektromagnetischen Antriebs hindurchgeführt und an seinem dem Isolator
abgekehrten Ende mit dem Anker des Topfmagneten verbunden ist. Der Topfmagnet ist
also hier unmittelbar über der Schaltröhre angeordnet und mit dieser mechanisch
direkt gekuppelt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Schalters ist die Außenwand
des den magnetisch aktiven Teil des zylindrischen Stators bildenden Topfes in Umfangsrichtung
des Stators mit Unterbrechungen versehen, durch die die Zuleitungen für die Erregerspule
oder die Erregerspulen hindurchgeführt werden können. Im Hinblick auf symmetrische
magnetische Verhältnisse ist es zweckmäßig, die Unterbrechungen an diametral liegenden
Stellen anzuordnen.
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Um einerseits einen konstruktiv möglichst einfachen und raumsparenden
Aufbau des Elektromagneten zu ermöglichen und andererseits in einfacher Weise die
notwendige Isolation der Erregerspule oder Erregerspulen verwirklichen zu können,
ist vorteilhafterweise auf die hohlzylindrische Innenwand des den magnetisch aktiven
Teil des Stators bildenden Topfes ein vorzugsweise einstückig ausgebildeter Spulenkörper
aufgesteckt, der an beiden Enden mit je einem Flansch und zwischen den Flanschen
mit einer zu diesen parallelen Zwischenwand versehen ist, welche die Außenwand des
Topfes zentrieren.
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Für die Herstellung der Verbindung mit den Polen des Schalters und
der Erregerspule oder den Erregerspulen sind bei einer bevorzugten Ausführungsform
Anschlußbolzen vorgesehen, die durch den Boden des Gehäuses hindurchgeführt sind
und sich bis zu einer Höhe des am
Gehäuse befestigten Stators des elektromagnetischen
Antriebs erstrecken.
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Im folgenden ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine schematisch dargestellte
Draufsicht mit schematisch dargestellter Schaltung eines ersten Ausführungsbeispiels,
F i g 2 einen unvollständig dargestellten Längsschnitt eines Isolatorstabes des
ersten Ausführungsbeispiels, F i g. 3 einen Längsschnitt des Schalters des ersten
Ausführungsbeispiels, F i g. 4 einen Querschnitt nach der Linie IV-IV der Fig.3,
F i g. 5 eine schematisch dargestellte Draufsicht mit einer schematisch dargestellten
Schaltung eines zweiten Ausführungsbeispiels.
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Bei dem in den Fig.1 bis 4 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel
handelt es sich um einen in beiden Richtungen überfahrbaren Streckentrenner. Die
beiden Fahrdrahtabschnitte 1 und 2, die der Streckentrenner mechanisch fest, aber
elektrisch isolierend miteinander verbindet werden von je einer ersten Fahrdrahtklemme
3 festgeklemmt, welche zwischen je zwei Traversen 4 angeordnet sind und die vom
Fahrdrahtabschnitt auf sie ausgeübte Zugkraft auf die eine der beiden Traversen
übertragen.
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Mit den beiden Traversenpaaren sind auch die Enden von zwei parallel
und im Abstand nebeneinander angeordneten, als Ganzes mit 5 bezeichneten Isolatorstäben
sowie je zwei metallische Kufen 6 fest verbunden. Die paarweise und symmetrisch
zum Fahrdrahtabschnitt 1 bzw. 2 angeordneten Kufen 6 bilden je eine elektrisch leitende
Gleitbahn, welche die den Streckentrenner überfahrenden Stromabnehmer stoßfrei vom
Fahrdraht auf die von den beiden Isolatorstäben 5 gebildete Gleitbahn oder von dieser
Gleitbahn auf den Fahrdrahtabschnitt überführen. Die Unterseite der metallischen
Kufen 6 liegt daher auf der gleichen Höhe wie die Unterseite der Fahrdrahtabschnitte
1 und 2 sowie die Unterseite der von den Isolatorstäben 5 gebildeten, zweispurigen
Gleitbahn.
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Wie F i g. 1 zeigt, vergrößert sich der Abstand der beiden am selben
Traversenpaar befestigten Kufen 6 vom Traversenpaar aus gegen dasjenige Ende hin,
zwischen dem die Isolatorstäbe 5 liegen, während sie sich gegen das andere Ende
hin dem zugehörigen Fahrdrahtabschnitt nähern und mittels je einer zweiten Fahrdrahtklemme
7 mit diesem Fahrdrahtabschnitt verbunden sind.
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Die beiden Isolatorstäbe 5 weisen, wie F i g. 2 zeigt, je einen zylindrischen
Kern 8 aus glasfaserverstärktem Kunststoff auf, dessen beide Enden in einem metallischen
Verbindungsrohr 9 festgelegt sind. Das Verbindungsrohr 9 wird hierzu in seinem Durchmesser
bleibend so weit verformt, bis eine ausreichende Klemmkraft auf den Kern 8 ausgeübt
wird. Das freie Ende der Verbindungsrohre 9 ist mit derjenigen der beiden Traversen
4 verschraubt, auf die die erste Fahrdrahtklemme die vom Fahrdrahtabschnitt ausgeübte
Zugkraft überträgt. Diese Zugkraft wird durch die Schraubverbindung formschlüssig
auf die Verbindungsrohre 9 übertragen.
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An dasjenige Verbindungsrohr 9, das den in F i g. 1 oben dargestellten
Isolatorstab mit den links dargestellten Traversen 4 bzw. den anderen Isolatorstab
3 mit den in Fig 1 rechts dargestellten Traversen 4 verbindet, schließt sich eine
den Kern 8 konzentrisch und unter
Bildung eines hohlzylindrischen
Zwischenraums umgebende Hülse 10 an, die aus Polytetrafluoräthylen besteht. Für
die Hülse 10 könnte aber auch beispielsweise Silikonkautschuk verwendet werden.
Allerdings würde man in diesem Falle die Hülse unmittelbar am Kern anliegen lassen.
Die Hülsen 10 sind mit in ihrer Längsrichtung im Abstand voneinander angeordneten,
nach außen offenen Ringnuten 11 versehen, um die Längsisolationsfähigkeit zu erhöhen
und insbesondere die Bildung von Kriechstrombrücken zu verhindern.
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Der mit diesen Ringnuten 9 versehene Abschnitt endet innerhalb desjenigen
Bereichs, der zwischen den Kufen 6 liegt, und seine Unterseite liegt etwas höher
als die Unterseite der Kufen 6, damit ein Stromabnehmer nicht in Berührung mit den
Hülsen 10 kommen kann.
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Wie Fig. 2 zeigt, schließt sich an den genuteten Abschnitt der Hülse
10 an dem dem Verbindungsrohr 9 abgekehrten Ende ein im Durchmesser abgesetzter
Endabschnitt 12 an, auf den das eine Ende eines ebenfalls den Kern 8 konzentrisch
und im Abstand umgebenden Metallrohres 13 aufgesteckt ist. Dieses Rohrende liegt,
wie Fig. 1 zeigt, noch zwischen den beiden Kufen 6. Außerdem ist der Außendurchmesser
des Metallrohres 13, der größer ist als der Außendurchmesser der Hülse 10, so gewählt,
daß die Rohrunterseite in der Ebene der durch die Kufen 6 gebildeten Gleitbahn liegt
Eine Dichtpaste zwischen der Außenmantelfläche des Endabschnittes 12 und der Innenmantelfläche
des Rohres 13 verhindert dauerhaft das Eindringen von Feuchtigkeit.
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Das metallische Rohr 13, das vorzugsweise aus dem gleichen Material
wie der Fahrdraht besteht, aber auch aus einem anderen, nichtrostenden Metall mit
ausreichender elektrischer Leitfähigkeit bestehen könnte, erstreckt sich, wie Fig.
1 zeigt, bis über die halbe Länge des Kernes 8 hinaus. Daher überlappen sich die
beiden vom Rohr 13 des einen Isolatorstabes bzw. vom Rohr 13 des anderen Isolatorstabes
gebildeten, elektrisch leitenden Spuren im Mittelabschnitt der beiden Isolatorstäbe.
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An das im Mittelabschnitt der Isolatorstäbe 5 liegende Ende des metallischen
Rohres 13 schließt sich ein elektrisch isolierendes Rohr 14 an, das sich im Ausführungsbeispiel
bis zu dem zweiten Verbindungsrohr 9 erstreckt, da es aus Polytetrafluoräthylen
besteht.
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Sein Außendurchmesser ist vom metallischen Rohr 13 an bis zu einer
zwischen den Kufen 6 liegenden Stelle, an der ein genuteter Endabschnitt beginnt,
an den Außendurchmesser des metallischen Rohres 13 angepaßt. Daher liegt die Unterseite
des isolierenden Rohres 14 bis zum Beginn des genuteten Endabschnittes ebenfalls
in der durch-die Kufen 6 definierten Ebene.
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Der Außendurchmesser des genuteten Endabschnittes, dessen Ringnuten
15 die gleiche Form und Anordnung haben wie die Ringnuten 11, ist hingegen kleiner,
damit zwischen ihm und einem Stromabnehmer keine Berührung auftreten kann. Die Länge
des genuteten Endabschnittes ist die gleiche wie die des genuteten Abschnitts der
Hülse 10. Der hohlzylindrische Raum zwischen dem Kern 8 und seiner aus der Hülse
10, dem metallischen Rohr 13 und dem elektrisch isolierenden Rohr 14 bestehenden
Umhüllung ist mit einem dauerelastischen Harz 16 vollständig ausgefüllt.
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Würde man das isolierende Rohr 14 dort enden lassen, wo im Ausführungsbeispiel
der genutete Endabschnitt beginnt, dann könnte letzterer wie die Hülse 10 auch beispielsweise
aus Silikonkautschuk bestehen.
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Weder an den Enden der beiden Fahrdrahtabschnitte
1 und 2 noch an
den freien Enden der Kufen 6 sind Lichtbogenhörner vorgesehen, weil der Streckentrenner
auch dann ohne die Entstehung eines Lichtbogens von einem Stromabnehmer überfahren
werden kann, wenn nicht zuvor die Stromabnahme aus der Oberleitung über den Stromabnehmer
unterbrochen worden ist. Der bisher beschriebene Teil des Streckentrenner wird nämlich
durch einen als Ganzes mit 20 bezeichneten Schalter ergänzt, der im montierten Zustand
an ein Tragseil 21 des Tragwerkes der Oberleitung angehängt ist. Dieser Schalter
20 weist ein mittels eines Deckels 22 verschließbares, topfartiges Gehäuse 23 auf,
das, wie F i g. 4 zeigt, eine Querschnittsform in der Art eines Quadrates mit abgerundeten
Ecken hat und aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff besteht. In den vier
Eckbereichen des Bodens 24 des Gehäuses 23 sind zylindrische Füße 25 angeformt,
durch die hindurch in das Gehäuse Anschlußbolzen 26 eingeführt sind. Jeder der Füße
25 bildet zusammen- mit dem über ihn nach außen überstehenden Ende des Anschlußbolzens
26 einen von vier Hochspannungsanschlüssen.
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Im Inneren des Gehäuses 23 ist im Zentrum des Bodens 24 an diesem
das eine Ende einer Vakuumschaltröhre 27 festgelegt. Von dem an dieser Stirnseite
der Schaltröhre 27 austretenden Anschlußzapfen, der die Verbindung zum feststehenden
Kontaktstück des Schalters herstellt, führt eine Verbindungsleitung zu einem der
Anschlußbolzen 26.
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Durch die nach oben weisende, also dem Deckel 22 zugekehrte Stirnseite
der Schaltröhre 27, ist ein relativ zu ihr längsverschiebbarer Betätigungsstab 28
herausgeführt, der bei einer Bewegung in die Schaltröhre hinein den Schalter schließt
und außerdem die elektrische Verbindung zum beweglichen Kontaktstück herstellt.
Daher führt ein flexibles Leiterband 29 vom Betätigungsstab 28 zu einem der Anschlußbolzen
26.
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Das flexible Leiterband 29 ist zwischen dem Betätigungsstab 28 und
der einen Stirnseite eines Kunststoffisolators 30 eingeklemmt, in den das ein Gewinde
tragende Ende des Betätigungsstabes 28 eingeschraubt ist.
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In das andere Ende des mit Ringnuten versehenen Kunststoffisolators
30 ist ein gleichachsig zum Betätigungsstab 28 angeordneter Verbindungsbolzen 31
eingeschraubt, dessen anderes Ende fest mit einem ringscheibenförmigen Anker 32
eines als Ganzes mit 33 bezeichneten elektromagnetischen Antriebs des Schalters
20 fest verbunden ist.
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Der magnetisch aktive Teil des Stators des- als Topfmagnet ausgebildeten
Antriebs 33 besteht aus einer an der nach oben weisenden Stirnseite des Kunststoffisolators
30 anliegenden und mit diesem fest verbundenen, zylindrischen Bodenplatte 34 einer
hohlzylindrischen, den Verbindungsbolzen 31 umgebenden Innenwand 35 sowie einer
zu letzterer konzentrisch verlaufenden und bündig mit dem äußeren Rand der Bodenplatte
34 abschließenden Außenwand 36. Wie Fig. 4 zeigt, weist die Außenwand 36 diametral
liegende und sich im Ausführungsbeispiel über etwa 909 in Umfangsrichtung erstreckende
Unterbrechungen 37 auf. Daher wird die Außenwand 36 nur durch zwei diametral angeordnete
Segmente einer Zylinderwand gebildet.
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Auf den die Innenwand 35 bildenden Zylinder ist ein aus elektrisch
isolierendem Kunststoff bestehender Spulenkörper 39 aufgesteckt, der an beiden Enden
je einen ringscheibenförmigen Flansch und zwischen diesen beiden Flanschen eine
ebenfalls ringscheibenförmige Trennwand aufweist. Die Flansche und die
Trennwand
erstrecken sich bis zur Außenwand 36 und zentrieren diese oberhalb der Bodenplatte
34. Wie Fig.3 zeigt, ragen sowohl die Innenwand 35 als auch die Außenwand 36 nach
oben über den Spulenkörper 39 hinaus, damit ein ringförmiger Vorsprung an der Unterseite
des Ankers 32 zwischen die Innenwand und die Außenwand eindringen kann.
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In den beiden axial nebeneinander liegenden Kammern des Spulenkörpers
39 liegen eine erste Erregerwicklung 41 bzw. eine zweite Erregerwicklung 42. Beide
Erregerwicklungen haben einen sehr niedrigen ohmschen Widerstand und wirken gleichsinnig.
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Der Stator des Topfmagneten ist über Verbindungslaschen oder eine
andere Verbindung im Gehäuse 23 festgelegt. Eine Erregung des Topfmagneten hat daher
eine Bewegung des Ankers 32 nach unten zur Folge.
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Durch diese Bewegung, die vom Verbindungsbolzen 31 und dem Kunststoffisolator
30 auf den Betätigungsstab 28 übertragen wird, wird letzterer in die Vakuumschaltröhre
27 hineinbewegt, wodurch der Schalter geschlossen wird. Da bei dieser Bewegung des
Betätigungsstabes 28 eine ihm umgebende, als Schraubendruckfeder ausgebildete Rückstellfeder
40 gespannt wird, wird der Schalter wieder geöffnet, sobald der Topfmagnet wieder
abgeschaltet wird. Wie F i g. 4 zeigt, können die vier Zuleitungen 44 zu den beiden
Erregerwicklungen 41 und 42 durch die Unterbrechungen 37 hindurch zu den vier Anschlußbolzen
26 geführt werden, welche sich bis in die Höhe des Spulenkörpers 39 erstrecken.
Das Gehäuse 23 ist so weit mit einem Isolieröl 45 gefüllt, daß alle Spannung führenden
Teile einschließlich der beiden Erregerwicklungen 41 und 42 vollständig in das Isolieröl
eingetaucht sind. Der Anker 32 befindet sich, wie F i g. 3 zeigt, außerhalb des
Isolieröls 45, um bei seiner Tätigkeit einen möglichst geringen Strömungswiderstand
überwinden zu müssen. Daher ist er auch im Bereich seines ringförmigen Vorsprungs
mit Durchgangsbohrungen 46 versehen.
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Wie Fig. 1 zeigt, hängt der Schalter 20 im Ausführungsbeispiel etwa
über dem Mittelabschnitt der beiden Isolatorstäbe 5 am Tragseil 21, wozu in den
Deckel 22, der mittels nicht dargestellter Schrauben fest mit dem Gehäuse 23 verbunden
ist, eine Tragöse 47 od. dgl. eingeschraubt ist. Der Schalter 20 könnte aber auch
nach der einen oder anderen Seite versetzt angehängt sein. Zweckmäßigerweise wird
er jedoch an denjenigen Abschnitt des Tragseiles 21 angehängt, der durch zwei Isolatoren
48 elektrisch gegenüber den die gleiche Spannung wie die Fahrdrahtabschnitte 1 bzw.
2 führenden Abschnitten isoliert ist.
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Wie Fig. 1 zeigt, ist der eine Pol des Schalters über einen flexiblen
Leiter 49 mit dem einen unter Spannung stehenden Abschnitt des Tragseiles 21 und
der andere Pol mittels eines flexiblen Leiters 50 mit dem anderen Spannung führenden
Abschnitt des Tragseils 21 verbunden. Diese beiden flexiblen Leiter 49 und 50 sind
an die beiden in F i g. 3 sichtbaren Hochspannungsanschlüsse an der Unterseite des
Gehäuses 23 angeschlossen. Die im Ausführungsbeispiel für einen Strom von 300 A
ausgelegte Schaltröhre 27 verbindet deshalb im geschlossenen Zustand die beiden
durch den Steckentrenner normalerweise voneinander getrennten Strekkenabschnitte,
was bedeutet, daß die Fahrdrahtabschnitte 1 und 2 bei geschlossenem Schalter gleiches
Potential führen.
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Das eine Ende der ersten Erregerwicklung 41 ist über einen der Anschlußbolzen
26 im Inneren des Gehäuses mit dem einen Pol der Schaltröhre 27 verbunden. Ihr
anderes
Ende ist über eine flexible Verbindungsleitung 51 an das metallische Rohr 13 des
in F i g. 1 oben dargestellten Isolatorstabes 5 angeschlossen. Das eine Ende der
zweiten Erregerwicklung 42 ist im Inneren des Gehäuses 23 mit dem anderen Pol der
Schaltröhre 27 verbunden, und vom anderen Ende der Erregerwicklung 42 führt eine
flexible Verbindungsleitung 52 zum Metallrohr 13 des in F i g. 1 unten dargestellten
Isolatorstabes 5.
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Überfährt ein Stromabnehmer eines aus der Oberleitung gespeisten
Fahrzeuges den Streckentrenner von links nach rechts bei einer Blickrichtung gemäß
F i g. 1, ohne zuvor die Stromabnahme zu unterbrechen, dann erfolgt die Stromabnahme
zunächst von den leitend mit dem Fahrdrahtabschnitt 1 verbundenen Kufen 6 und dann
von dem eine elektrisch leitende Spur bildenden Metallrohr 13 des in F i g. 1 oben
dargestellten Isolatorstabes 5. Da dieses Metallrohr über die erste Erregerwicklung
41 mit dem Spannung führenden Abschnitt des Tragseils 21 verbunden ist, liegt es
auf dem gleichen Potential wie die Kufen 6. Wenn der Stromabnehmer letztere verläßt,
kann deshalb kein Lichtbogen auftreten. Dies wäre nur möglich, wenn eine die erforderliche
Brennspannung liefernde Spannungsdifferenz vorhanden ist. Spätestens dann, wenn
der Stromabnehmer die Kufen 6 verläßt, fließt über die erste Erregerwicklung 41
ein zum Schließen des Schalters ausreichender Erregerstrom. Das Schließen des Schalters
20 führt zum Ausgleich eines eventuell vorhandenen Potentialunterschiedes zwischen
den beiden metallischen Rohren 13. Ein eventuell auftretender Ausgleichsstrom fließt
deshalb nicht über den Stromabnehmer, wenn dieser in Kontakt mit dem in F i g. 1
unten dargestellten Rohr 13 kommt, und bei der Unterbrechung des Kontaktes mit dem
in F i g. 1 oben dargestellten Rohr 13 kann wegen der Potentialgleichheit kein Lichtbogen
auftreten. Da über die zweite Erregerwicklung 42 ein Erregerstrom fließt, der ausreicht,
um die Schaltröhre 27 zu schließen oder geschlossen zu halten, sobald ein Kontakt
zwischen dem Stromabnehmer und demjenigen Rohr 13 angeschlossen ist, mit dem die
zweite Erregerwicklung 42 verbunden ist, bleibt die Schaltröhre 27 weiterhin geschlossen.
Erreicht der Stromabnehmer die in F i g. 1 rechts dargestellten Kufen, dann kann
wegen deren Potentialgleichheit mit dem zwischen sie eingreifenden Rohr 13 ebenfalls
kein Lichtbogen auftreten. Sobald der Kontakt mit dem Rohr 13 unterbrochen wird,
wird der Schalter 20 geöffnet. Die Schaltröhre 27 unterbricht dann einen eventuell
fließenden Ausgleichsstrom.
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Infolge des symmetrischen Aufbaus des Streckentrenners gilt die vorstehend
beschriebene Funktionsweise entsprechend für ein Überfahren in der entgegengesetzten
Richtung. Der Streckentrenner kann deshalb auch in dieser Richtung ohne Stromunterbrechung
und ohne die Entstehung von Lichtbögen überfahren werden, und zwar wegen der stoßfreien
Ausbildung der Gleitbahn und der geringen Masse der die Gleitbahn bildenden Teile
ebenfalls mit sehr hoher Geschwindigkeit Sofern der Streckentrenner nur in einer
Richtung überfahren wird, beispielsweise bei einer Blickrichtung gemäß Fig.1 von
links nach rechts, ist die zweite Erregerspule 42 nicht erforderlich. Das in F i
g. 1 unten dargestellte Rohr 13 wird dann direkt mit dem in F i g 1 unten dargestellten
Pol der Schaltröhre 27 verbunden.
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Zwar wird bei einer derartigen Ausbildung des Streckentrenners der
Erregerstrom der ersten Erregerwicklung 41 unterbrochen, sobald der Stromabnehmer
das
in Fig. 1 oben dargestellte Rohr 13 verläßt. Da der Stromabnehmer jedoch zuvor schon
das in F i g. 1 unten dargestellte Rohr 13 kontaktiert hat, kann das Öffnen des
Schalters und eine damit eventuell auftretende Änderung des Potentials des nun noch
allein kontaktierten Rohres 13 nicht zu einem Lichtbogen führen.
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Wie Fig.5 zeigt, kann aus zwei der vorstehend beschriebenen Trennern
ein Phasentrenner gebildet werden. Die bei einem Phasentrenner erforderliche Unterbrechung
des der Oberleitung entnommenen Stromes, beispielsweise des Fahrstromes einer Lokomotive,
erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Phasentrenner mittels einer der beiden Schalter
und damit ebenfalls lichtbogenfrei. Wird der Phasentrenner beispielsweise von links
nach rechts bei einer Blickrichtung gemäß Fig.5 überfahren, dann kann die Stromabnahme
ununterbrochen erfolgen, bis nach dem Kontaktieren des zweiten Paares von Kufen
6 der Kontakt mit dem mit der zweiten Erregerwicklung 42 verbundenen Rohr 13 unterbrochen
wird. letzt erst öffnet der zugehörige Schalter und unterbricht dadurch die Stromeinspeisung
in den Mittelabschnitt 21' des Tragseils, mit dem der Mittelabschnitt des Phasentrenners,
also der aus einem Teilstück 53 des Fahrdrahtes und den beiden mit diesen verbundenen
Paaren von Kufen 6 über Hängeseile 54 leitend verbunden ist, wie sie auch zum Anhängen
der
beiden Enden des PSlasentrenners oder der beiden Enden des in den Fig. 1 bis
4 dargestellten Streckentrenners verwendet werden.
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Da, wie erwähnt, bei einem Phasentrenner eine Unterbrechung der Stromentnahme
aus !i@r ater Oberleitung während des Überfahrens des Phaseiitrenners unerläßlich
ist, und diese Stromunterbrechung bei dem erfindungsgemäßen Phasentrenner mittels
eines der beiden Schalter 20 erfolgt, können auch Schalter verwendet werden, die
nur die erste Erregerwicklung aufweisen. Die flexible Verbindungsleitung 52 führt
dann direkt zu demjenigen Pol der Vakuumröhre 27, der nicht mit der ersten Erregerwicklung
41 verbunden ist.
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Bei einem in dieser Weise abgewandelten Phasentrenner erfolgt die
Stromunterbrechung nach dem Einfach ren des Stromabnehmers in den Phasentrenner
dann, wenn der Kontakt mit demjenigen Rohr 13 unterbrochen wird, an das die Erregerspule
41 angeschlossen ist.
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Der Stromabnehnier kontaktiert zu diesem Zeitpunkt das direkt mit
dem einen Pol der Vakuumschaltröhre verbundene Rohr 13. Da eine Stromunterbrechung
stets in demjenigen Teil des Phasentrenners erfolgt, in den der Stromabnehmer einfährt,
kann der Phasentrenner mit Schaltern, die nur eine Erregerwicklung aufweisen, in
beiden Richtungen überfahren werden.
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