Zugl.: Ulm, Univ., Diss., 2007

Der Kontakt Fahrdraht - Schleifleiste hat die Aufgabe, elektrischen Strom zwischen der Oberleitung und dem Stromabnehmer des Triebfahrzeuges mittels eines Gleitkontaktes zu übertragen. Das Kontaktverhalten und der dabei entstehende Verschleiß sind von einer Vielzahl von Parametern und Einflussfaktoren sowie deren Verknüpfungen abhängig. Der Verschleiß lässt sich in elektrischen und mechanischen Verschleiß unterteilen. Die vorliegende Arbeit beschreibt erstmals zusammenhängend und umfassend das Kontakt- und Verschleißverhalten von Fahrdraht und Schleifleiste. Daraus geht hervor, dass der Kontaktwiderstand eine herausragende Bedeutung für den elektrischen Verschleiß besitzt. Zur Berechnung des Kontaktwiderstandes existieren für einen stationären Kontakt mehrere Modelle, die jedoch auf einer Vielzahl von Annahmen und Vereinfachungen beruhen. Die Messung des Kontaktwiderstandes zwischen dem Fahrdraht und der Schleifleiste ist somit zwingend erforderlich. Dafür wurde an der TU Dresden ein Versuchsstand errichtet, mit dem der Kontaktwiderstand unter möglichst realen Bedingungen gemessen werden kann. Untersucht wurde die Kontaktpaarung Kupferfahrdraht und Kohlenstoffschleifleiste. Die durchgeführten Messungen des Kontaktwiderstandes und der Temperaturen von Fahrdraht und Schleifleiste im Stillstand und bei Fahrt werden beschrieben und ausgewertet. Dabei zeigt sich, dass die Kontaktkraft und der Kontaktstrom den größten Einfluss auf den Kontaktwiderstand besitzen. Der Kontaktwiderstand bzw. die Kontaktspannung bilden die Grundlage zur Berechnung der Erwärmung des Kontaktbereiches. Es wird ein Verfahren vorgestellt, mit welchem die maximalen Temperaturen in Fahrdraht und Schleifleiste ermittelt werden können. Die auf diese Weise ermittelten Temperaturen erlauben tendenzielle Aussagen zum elektrischen Verschleiß.

Die DB-Strecke 4950 (Heilbronn – Öhringen – Schwäbisch Hall – Crailsheim) ist gegenwärtig zu etwa zwei Drittel elektrifiziert. Auf dem mittleren Teilstück zwischen den Betriebsstellen Öhringen-Cappel (km 90,080) und Schwäbisch Hall-Hessental (km 57,667) existiert nach wie vor auf einer Strecke von rund 32 km keine Fahrleitung. Die vorliegende Studienarbeit hat das Ziel, den gegenwärtigen Zustand des nicht elektrifizierten Streckenabschnitts zu dokumentieren und zu bewerten, an welchen Stellen der Bestandsinfrastruktur für eine Elektrifizierung Anpassungsbedarf besteht. Erforderliche Baumaßnahmen zur Ertüchtigung der Strecke, im Einzelnen zur Herstellung der erforderlichen Lichträume bei Kunstbauten und zur Ertüchtigung des Unterbaus für die Herstellung der Mastfundamente, werden untersucht, bewertet und zweckmäßige Verfahrensweisen vorgeschlagen. Ferner wird der gegenwärtige sowie der für die kommenden Jahrzehnte prognostizierte Verkehrsbedarf (Personen- und Güterverkehr) der Strecke betrachtet, um daraus Vorschläge zum Betriebskonzept und zur Anpassung der Bahnanlagen auf der Strecke Heilbronn – Crailsheim zu machen und um Möglichkeiten zur Kapazitätserweiterung der Strecke in Zukunft offen zu halten.:1. Ausgangssituation und Einführung 2. Betriebskonzepte und Verkehrspolitik auf der Strecke 3. Bewertung des gegenwärtigen Zustands des zu elektrifizierenden Abschnitts 4. Erforderliche Baumaßnahmen 5. Fazit

Der Kontakt Fahrdraht - Schleifleiste hat die Aufgabe, elektrischen Strom zwischen der Oberleitung und dem Stromabnehmer des Triebfahrzeuges mittels eines Gleitkontaktes zu übertragen. Das Kontaktverhalten und der dabei entstehende Verschleiß sind von einer Vielzahl von Parametern und Einflussfaktoren sowie deren Verknüpfungen abhängig. Der Verschleiß lässt sich in elektrischen und mechanischen Verschleiß unterteilen. Die vorliegende Arbeit beschreibt erstmals zusammenhängend und umfassend das Kontakt- und Verschleißverhalten von Fahrdraht und Schleifleiste. Daraus geht hervor, dass der Kontaktwiderstand eine herausragende Bedeutung für den elektrischen Verschleiß besitzt. Zur Berechnung des Kontaktwiderstandes existieren für einen stationären Kontakt mehrere Modelle, die jedoch auf einer Vielzahl von Annahmen und Vereinfachungen beruhen. Die Messung des Kontaktwiderstandes zwischen dem Fahrdraht und der Schleifleiste ist somit zwingend erforderlich. Dafür wurde an der TU Dresden ein Versuchsstand errichtet, mit dem der Kontaktwiderstand unter möglichst realen Bedingungen gemessen werden kann. Untersucht wurde die Kontaktpaarung Kupferfahrdraht und Kohlenstoffschleifleiste. Die durchgeführten Messungen des Kontaktwiderstandes und der Temperaturen von Fahrdraht und Schleifleiste im Stillstand und bei Fahrt werden beschrieben und ausgewertet. Dabei zeigt sich, dass die Kontaktkraft und der Kontaktstrom den größten Einfluss auf den Kontaktwiderstand besitzen. Der Kontaktwiderstand bzw. die Kontaktspannung bilden die Grundlage zur Berechnung der Erwärmung des Kontaktbereiches. Es wird ein Verfahren vorgestellt, mit welchem die maximalen Temperaturen in Fahrdraht und Schleifleiste ermittelt werden können. Die auf diese Weise ermittelten Temperaturen erlauben tendenzielle Aussagen zum elektrischen Verschleiß.