eb Elektrische Bahnen, Heft 12, 2009

Aufgabenstellung
Der schienengebundene Nahverkehr vieler Städte fährt in immer kürzeren Taktzeiten und verzweigt sich immer stärker. Das heißt, dass für die Energieeinspeisung und die Trennung einzelner Streckenabschnitte oft bis zu drei Trennschalter pro Mast montiert werden müssen. Diese beeinträchtigen die Ansicht im öffentlichen Straßenraum erheblich und verengen darüber hinaus Gehwege und erhöhen das Lichtraumprofil des Mastes. Mit diesen Schwierigkeiten waren auch die Leipziger Verkehrsbetriebe (LV8) konfrontiert. So entstand die Idee, neue Schalterantriebe mit mehreren Funktionseinheiten zu entwickeln. Mit der Firma HANNING & KAHL GmbH & Co. KG fand man einen Partner für die Lösung des Problems. Der kompakte Schalterantrieb HSA 200 steuert bis zu drei Trennschalter mit nur einer Bedieneinheit.

Lösungsansatz
Herkömmliche Konstruktionen funktionieren über ein außen am Mast geführtes Antriebsgestänge und sind handbetrieben oder elektrisch betätigt. Sie beeinträchtigen das Stadtbild und sind anfällig für Vandalismus. Um die Ansicht zu verbessern wurden die Betätigungselemente in den Mast verlagert. Nachteilig ist hier, dass die für die Bedienelemente erforderlichen Öffnungen im Mast dessen Statik schwächen und die ausgeglichen werden muss. Deshalb wurde das hydraulische Prinzip einer vorhandenen Antriebseinheit abgewandelt. Die Antriebs- und Steuereinheit im Mast wurde verkleinert und der Arbeitszylinder direkt zum Trennschalter verlagert. Eine dünne Hydraulikleitung zwischen dem Aggregat und dem Arbeitszylinder, die im Mast geführt wird, sollte das sonst vorhandene störanfällige Gestänge ersetzen und die Montage- und Einbauöffnungen deutlich verkleinern. Für das neue Konzept wurden betreiberseitig zahlreiche Grundanforderungen gestellt: Es sollten zum Beispiel Hydraulikaggregat und Arbeitszylinder räumlich getrennt sein und der Arbeitszylinder sollte konstruktiv mit dem Schnellöffner zu einer Einheit verbunden werden. Das Ergebnis ist der elektrohydraulische Schalterantrieb HSA 200, der mit einer neuartigen Trennung der Fahrleitungsspannung für erhebliche Verbesserungen in der Fahrleitungstechnik sorgt (Bild 1).

Aufbau
Der HSA 200 steht für einfaches, effizientes Handling der Fahrleitungstechnik im Nahverkehr und verbessert auch das Stadtbild. Der netzwerkfähige Schalterantrieb ist so kompakt konstruiert, dass er platzsparend im Oberleitungsmast montiert werden kann, Ein wesentliches Merkmal Ist die Bedieneinheit zur Steuerung von bis zu drei Trennschaltern. Der HSA 200 besteht aus drei separaten Funktionseinheiten; der Bedieneinheit, der Aktoreinheit und der Überwachungseinheit. Die kompakte Bedieneinheit wird auf Bedienhöhe montiert (Bilder 2 und 3). Sie umfasst alle für einen Stellvorgang notwendigen mechanischen und elektrischen Bedienelemente. Damit lässt sich der Schalterantrieb wahlweise vor Ort bedienen oder elektrisch fernsteuern. Hubzylinder und Schnellöffner bilden die Aktoreinheit, die direkt am Trennschalter installiert ist. Da alle beweglichen Teile in der Aktoreinheit integriert sind, befinden sie sich außerhalb des Sicht- und Berührungsfeldes. Die Überwachungseinheit steuert alle Aktionen des Schalterantriebs und ist ebenfalls direkt am Trennschalter montiert. Berührungslose Sicherheitsschalter erfassen die Lage und zeigen den Schaltzustand des relevanten Bauteils an. Diese Information wird von der Ansteuereinheit verarbeitet und an den hydraulischen Antrieb weitergegeben. Eine Falschmeldung, wie sie bei anderen Anlagen beispielsweise bei Gestängebruch auftreten kann, ist beim HSA 200 von vorneherein ausgeschlossen. In Leipzig werden bereits mehr als 400 elektrische Schalterantriebe anderer Bauart eingesetzt. Etwa genauso viele Einheiten werden noch benötigt. Viele der Standorte erfordern Doppelantriebe und kommen nun mit je einer Steuereinheit aus.

Anwendung Isolierstoßüberbrückung
Eine Variante der Standardausführung des HSA 200 wird bereits in Bielefeld eingesetzt. Hier setzen die Verkehrsbetriebe moBiel den Schalterantrieb als Isolierstoßüberbrückung ein. Sie dient zur elektrischen Trennung und Kopplung der Gleise des Betriebshofes Sieker an das Streckennetz der Bielefelder Stadtbahn. Der Betriebshof ist normalerweise vom Streckennetz getrennt und wird nur ausnahmsweise vom angrenzenden Streckenunterwerk gespeist. In diesem Fall ist es notwendig, die lsolierstöße der Schiene zu überbrücken und die Fahrleitung über den Hörnerschalter zu koppeln. Dazu dienen zwei separate Trennschalter: Das Trennmesser im Schaltschrank überbrückt die Schienen, der Hörnerschalter am Mastkopf schaltet die Oberleitung zusammen. Bislang mussten beide Schalter separat hintereinander geschaltet werden. Dank des modifizierten HSA 200 lässt sich jetzt mit einem Knopfdruck die komplette Trennung oder Kopplung vollziehen. Diese erste Sonderanwendung zeigt die Möglichkeit des Schalterantriebskonzepts.

Info:
Leipziger Verkehrsbetriebe (LVB) GmbH,
Geschäftsbereichsleiter Technische Dienste, Dipl.-lng. Eberhard Nickel, Karl-Liebknecht-Straße 12, 04107 Leipzig, Deutschland,
Fon +49 341 492-1200, Fax: -1203;
E-Mail: eberhard-nickel@ivb.de;
HANNING & KAHL GmbH & Co. KG, Geschäftsbereich Nahverkehr,
Produktmanager Schalterantrieb, Dipl.-Ing. Hans-Joachim Pütsch,
Rudolf-Diesel-Straße 6, 33813 Oerlinghausen, Deutschland,
Fon +49 5202 707-812, Fax: -629;
E-Mail: hans-joachimpuetsch@hanning-kahl.com