DE102008047716B3 - Verfahren und Drehkipper zum Entleeren von oben offenen Eisenbahnwaggons - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Entleeren von oben offenen Eisenbahnwaggons, die vorzugsweise mit Schüttgut beladen sind, mit Hilfe eines Drehkippers (1), wobei - der Waggon (2) auf eine außermittig im Drehkipper (1) angeordnete Plattform (4) mit einer waagerechten, in Waggonlängsrichtung verlaufenden Drehachse (S3) verfahren wird, - die Plattform (4) in der Grundstellung vor Beginn der Schwenkung des Drehkippers einerseits mit einem selbstzentrierenden Element (14) auf einer stationär mit dem Fundament (5) verbundenen Auflage (14a) und andererseits mit einer Stützrolle (13) auf einer stationär mit dem Fundament (5) verbundenen Aufrichtkurve (12) ruht, - der Drehkipper (1) mit Hilfe von Antriebsringen bzw. Antriebsringsegmenten (8) und Antrieb (9a) um eine zentrale waagerechte Drehachse (S1) geschwenkt wird und sich dabei auf mindestens vier stationär gelagerten Rollen (9) abwälzt, - die Plattform (4) während eines kurzen ersten Abschnittes des Schwenkvorganges einerseits von der Auflage (14a) abgehoben wird und andererseits mit der Stützrolle (13) auf der Aufrichtkurve (12) abrollt, wobei der Waggon (2) durch diese Zwangsführung der Plattform (4) mit einer Seitenwand an einem Anschlag (15) des Drehkippers (1) zur Anlage kommt und anschließend in dieser Position innerhalb des Drehkippers fixiert wird, - anschließend Drehkipper (1) und Waggon (2) synchron weitergeschwenkt werden, bis der Inhalt des Waggons in einen unter dem Drehkipper (1) ...

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Entleeren von oben offenen Eisenbahnwaggons gemäß Patentanspruch 1 und einen Drehkipper gemäß Patentanspruch 5.
• Beim Entleeren von Schüttgut aus oben offenen Eisenbahnwaggons werden die Waggons in einer Kippvorrichtung festgeklemmt und um ihre Längsachse soweit geschwenkt, dass das Schüttgut in einen zugehörigen Bunker geschüttet wird. Der Waggon steht dabei mit seinem Fahrwerk auf einer Plattform.
• Bei bekannten Vorrichtungen zum Entleeren wird der Waggon vor dem eigentlichen Schwenken in der Vorrichtung dadurch fixiert, dass entweder seitlich und/oder von oben Halteelemente gegen Seitenflächen und/oder obere Kanten des Waggons gepresst werden.
• Bekannt ist auch bereits, dass die Plattform auf der der Waggon steht, außermittig gelagert ist, so dass der Waggon sich unter Eigengewicht seitlich gegen Stützelemente neigt und dann in dieser Stellung fixiert wird. Derartige Kippvorrichtungen, bei denen eine Schwenkbewegung um eine ortsfeste Achse parallel zur Waggonlängsrichtung ausgeführt wird, sind z. B. bekannt aus US 4,043,467 A ; US 3,463,333 A ; US 5,017,077 A ; US 3,993,203 A .
• In der GB 1 420 621 A ist eine Entleervorrichtung für oben offene Waggons in der Art eines Drehkippers beschrieben, wobei der Waggon auf eine außermittig im Drehkipper angeordnete Plattform mit einer waagerechten, in Waggonlängsrichtung verlaufenden Drehachse verfahren wird und die Plattform in der Grundstellung vor Beginn der Schwenkung des Drehkippers mit einem selbst zentrierenden Element auf einer stationär mit dem Fundament verbundenen Auflage ruht. Der Drehkipper wird dabei mit Hilfe von Antriebsringen und Antrieben um ein zentrale waagerechte Drehachse geschwenkt. Während des Schwenkvorganges kommt der Waggon mit einer Seitenwand an einem Anschlag des Drehkippers zur Anlage und wird anschließend durch sich auf den oberen Rand des Waggons auflegende Einrichtungen in dieser Position fixiert. Beim Zurückschwenken des Drehkippers wird vor einem kurzen letzten Abschnitt des Schwenkvorganges die Fixierung des Waggons gelöst.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein möglichst einfaches Verfahren zum Entleeren von oben offenen Eisenbahnwaggons und einen entsprechenden Drehkipper vorzuschlagen.
• Die Lösung dieser Aufgabe ist in den Patentansprüchen 1 und 5 angegeben. Die Unteransprüche 2–4 und 6–14 enthalten vorteilhafte Verfahrensvorschläge und Ausgestaltungen dazu.
• Bei dem Erfindungsgegenstand wird ein Drehkipper benutzt, der mit Hilfe von großen Antriebsringen gedreht wird. Im Gegensatz zu den bekannten Kippern, die sich um eine seitlich der Plattform angeordnete feste Achse drehen, rollt sich dieser Kipper auf unter den Antriebsringen angeordneten Rollen ab. Der Kipper dreht sich dabei um eine imaginäre, waagerechte und in Waggonlängsrichtung verlaufende Drehachse. Innerhalb dieser Antriebsringe ist eine Plattform mit Schienen angeordnet, auf denen der zu schwenkende Waggon vor dem Schwenkvorgang positioniert wird.
• Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Plattform mit dem darauf stehenden Waggon nicht starr mit den beiden Antriebsringen verbunden ist, sondern um eine waagrechte, in Waggonlängsrichtung verlaufende, außermittig angeordnete Drehachse schwenken kann. Durch die außermittige Anordnung des Drehpunktes neigt sich die Plattform während der Drehbewegung des Kippers bis sich der Waggon seitlich gegen die Sützelemente legt und dann in dieser Stellung fixiert wird. Dabei wird die Plattform mit dem darauf stehenden Waggon bei dem Schwenken des Drehkippers einerseits von einem in der Drehachse der Plattform angreifenden Bolzen geführt wird, welcher an einem Antriebsring gelagert ist und sich auf einem Kreisbogen um die Drehachse des Drehkippers bewegt und dabei die Plattform einseitig anhebt, und andererseits die Plattform durch eine an ihr angeordnete Stützrolle, die auf einer stationären Aufrichtkurve abrollt, zwangsgeführt wird. Der auf der Plattform angeordnete Waggon kann damit zwangsweise sich in gewünschter Weise langsam nach innen neigen bis er an einem Anschlag des Drehkippers zur Anlage kommt und damit auf Grund seines Eigengewichtes fixiert ist. Beim weiteren Schwenken des Drehkippers wird die Stützrolle von der Aufrichtkurve abgehoben und der Waggon schwenkt synchron mit dem Drehkipper bis in die Entleerungsposition.
• Außerdem ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass nach Anliegen des Waggons an dem Anschlag mit Hilfe von vorzugsweise L-förmig ausgebildeten Haltearmen ein Haltebalken auf die Oberkante des Waggons abgesenkt wird.
• Beim Zurückschwenken des Drehkippers wird die Plattform durch Abrollen der Stützrolle auf der stationären Aufrichtkurve wieder in eine im Wesentlichen horizontale Lage gebracht.
• Es hat sich erfindungsgemäß als günstig erwiesen, Antriebsring und Plattform nicht nur über einen Bolzen gelenkig miteinander zu verbinden, sondern auch noch diesen Bolzen in einem in der Plattform angeordneten, sich zu einer Seite hin in seiner Weite vergrößernden Langloch zu führen. Dieses Langloch hat eine doppelte Funktion. Zum einen ist es damit nicht erforderlich die Antriebsringe beim Rückwärtsdrehen millimetergenau in die Grundstellung zu fahren, um Zwangskräfte in der Konstruktion zu vermeiden, weil der Bolzen eine bestimmte Beweglichkeit im Bereich des Langloches besitzt. Zum anderen ermöglicht das Langloch den Einbau z. B. einer Wiegeeinrichtung unterhalb der Plattform, da Plattform und übriger Drehkipper in der Grundstellung nicht fest miteinander verbunden sind und somit keine zusätzlichen äußeren Kräfte in die Plattform eingeleitet werden.
• Die Erfindung erlaubt den Bau eines konstruktiv sehr unkomplizierten, robusten Drehkippers mit geringstmöglichem Platzbedarf und erlaubt einen beschädigungsarmen und erschütterungsfreien Betrieb.
• Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figur beispielsweise näher erläutert. Die Figur zeigt im Querschnitt den erfindungsgemäßen Drehkipper 1 mit einem darin angeordneten Waggon 2, der mit seinen Rädern 3 auf den Schienen einer Plattform 4 steht. Der Drehkipper 1 befindet sich über einem Bunker 6 und besitzt im Bereich des vorderen und hinteren Endes des Waggons 2 jeweils mindestens einen Antriebsring 8, der aus einem geschlossenen Ring oder aus einem c-förmig ausgebildeten, seitlich offenen Ringsegment bestehen kann.
• Am äußeren Umfang des Antriebsringes 8 befinden sich Rollen 9, 9a für die Führung und den Antrieb des Antriebsringes 8 in Drehrichtung 7. Zumindest die Rollen 9 sind auf einem festen Fundament 5 an den beiden Seiten des Bunkers 6 angeordnet. Der Antriebsring 8 ist mit dem Radius r₁ um die Drehachse S1 drehbar. Auf der Innenseite des Antriebsringes 8 ist ein Bolzenhalter 10 befestigt, an dem über den Bolzen 10a die Plattform 4 gelenkig gelagert ist. Die Plattform 4 besitzt ein Langloch 11, in der der Bolzen 10a auf dem Radius r₃ um die Drehachse S1 bewegbar ist. Die Plattform 4 besitzt auf der einen Seite ein selbstzentrierendes Element 14, das in der Grundstellung auf einem entsprechenden Fixpunkt des Fundamentes 5 zur Auflage kommt. Auf der anderen Seite ist an der Plattform 4 eine Stützrolle 13 angeordnet, die während der ersten Phase des Drehens des Drehkippers 1 auf einer Aufrichtkurve 12 abrollt. Der Radius r₂ dieser Aufrichtkurve 12 ist in jedem Fall größer als der Radius r₃. Die Aufrichtkurve 12 kann auch konvex gekrümmt oder gerade sein. Vorzugsweise ist diese Aufrichtkurve 12 nach oben geneigt.
• Mit dem Beginn der Drehbewegung des Antriebsringes 8 wird zunächst der Bolzen 10a innerhalb des Langloches 11 bis zu seinem linken Anschlag bewegt. Anschließend schwenkt der Waggon 2 durch den Bolzen 10a und die Stützrolle 13 zwangsgeführt langsam nach rechts bis er mit der Seitenwand an dem Anschlag 15 zur Anlage kommt. Bei diesem Abschnitt der Bewegung handelt es sich um eine kombinierte Schwenkung um die Drehachsen S1 und S3 sowie die zum Radius r₂ gehörende Momentendrehachse. Für die weitere Schwenkbewegung ist der Waggon 2 dann zwangsgeführt und dreht sich synchron mit dem Antriebsring 8 um die Drehachse S1.
• Nach Anliegen des Waggons 2 an dem Anschlag 15 wird mit Hilfe der Höhenverstellung 20 und der unterschiedlich langen Bügel 17 und 18 ein Haltebalken 16 senkrecht auf die Oberkante des Waggons 2 abgesenkt. Die Haltevorrichtung ist mit zwei Bügeln 17 und 18 ausgerüstet, die über den Waggon 2 greifen und den Haltebalken 16, unterstützt durch die Feder 19, auf der Seitenwand, die der Kippseite gegenüber liegt, auflegen. Durch unterschiedliche Waggonbreiten ist der Neigungswinkel der Waggons 2 bei Anlage der Seitenwand an dem Anschlag 15 verschieden. Dadurch ist auch die Höhendifferenz zwischen innerer und äußerer Waggonoberkante in dieser Phase unterschiedlich. Um dennoch eine sichere Auflage der inneren und äußeren Haltebalken 16 zu gewährleisten, sind die äußeren Haltebalken 16 federnd gelagert. Eine in die hydraulische Steuerung der Höhenverstellung 20 eingebaute Druckentlastung ermöglicht es, dass sich die Waggonfedern während des Kippvorganges teilweise entspannen können, wodurch die Haltekräfte verringert werden. Dies hat sowohl positive Auswirkungen auf den Waggonaufbau als auch auf die Kipperstruktur.
• Der durchgehende, sich etwa über die gesamte Länge eines Waggons erstreckende Haltebalken 16 kann insbesondere auf der Kippseite mit einem Gelenk ausgerüstet sein. Zum einen wird dadurch ein Verkanten der Haltevorrichtung während des Ein- bzw. Ausfahrens des Haltebalkens 16 vermieden und zum anderen wird eine aufwändige hydraulische Synchronisation der beiden im vorderen und hinterem Bereich des Waggons angeordneten Höhenverstellungen 20 überflüssig.
• Die in der Figur dargestellte C-förmig ausgebildete offene Version des Antriebsringes 8 hat den Vorteil, dass die Waggons 2 mit Hilfe eines nicht dargestellten sog. Seitenarmvorziehers problemlos in den Drehkipper ein- und ausgeschoben werden können. Der Drehkipper 1 ist konstruktionsbedingt speziell für Waggons 2 vorgesehen, die nicht mit Drehkupplungen ausgerüstet sind und zum Entleeren vom restlichen Zug abgekoppelt werden müssen. Dadurch ist es möglich, durch eine optimierte Anordnung der Plattform 4 in Bezug auf den horizontalen sowie vertikalen Versatz zur Drehachse S1, den Schwerpunkt des Gesamtsystems bzw. den Schwerpunkt S2 des Waggons 2 möglichst nahe an den Drehpunkt S1 des Drehkippers 1 zu bringen, wodurch die Antriebsmomente des Drehkippers 1 reduziert werden können.

1

Drehkipper

2

Waggon

3

Räder (von 2)

4

Plattform

5

Fundament

6

Bunker

7

Drehrichtung (von 1, 8)

8

Antriebsringsegment (von 1)

9

Rollen (für Führung und Antrieb von 8)

9a

Antriebsrollen

10

Bolzenhalter (an 8)

10a

Bolzen (an 10)

11

Langloch (in 4)

12

Aufrichtkurve (für 13, mit Radius r₂, stationär an 5)

13

Stützrolle (an 4)

14

selbstzentrierendes Element (an 4)

14a

Fixpunkt (stationär an 5)

15

Anschlag (für Seitenwand von 2)

16

Haltebalken

17

Bügel (lang)

18

Bügel (kurz)

19

Feder

20

Höhenverstellung (für 17)

S1

Drehachse (von 1)

S2

Schwerpunkt (von 2)

S3

Drehachse (von 4, außermittig, um 10a und mit 10a auf r₃ mitwandernd)

r₁

Radius (S1–8)

r₂

Radius (von 12)

r₃

Radius (S1–10a)

Claims (14)

1. Verfahren zum Entleeren von oben offenen Eisenbahnwaggons, die vorzugsweise mit Schüttgut beladen sind, mit Hilfe eines Drehkippers (1), wobei – der Waggon (2) auf eine außermittig im Drehkipper (1) angeordnete Plattform (4) mit einer waagerechten, in Waggonlängsrichtung verlaufenden Drehachse (S3) verfahren wird, – die Plattform (4) in der Grundstellung vor Beginn der Schwenkung des Drehkippers einerseits mit einem selbstzentrierenden Element (14) auf einer stationär mit dem Fundament (5) verbundenen Auflage (14a) und andererseits mit einer Stützrolle (13) auf einer stationär mit dem Fundament (5) verbundenen Aufrichtkurve (12) ruht, – der Drehkipper (1) mit Hilfe von Antriebsringsegmenten (8) und Antrieben (9) um eine zentrale waagerechte Drehachse (S1) geschwenkt wird, – die Plattform (4) während eines kurzen ersten Abschnittes des Schwenkvorganges einerseits von der Auflage (14a) abgehoben wird und andererseits mit der Stützrolle (13) auf der Aufrichtkurve (12) abrollt, wobei der Waggon (2) durch diese Zwangsführung der Plattform (4) mit einer Seitenwand an einem Anschlag (15) des Drehkippers (1) zur Anlage kommt und anschließend in dieser Position innerhalb des Drehkippers fixiert wird, – anschließend Drehkipper (1) und Waggon (2) synchron weitergeschwenkt werden, bis der Inhalt des Waggons in einen unter dem Drehkipper (1) angeordneten Bunker (6) entleert wird, – beim Zurückschwenken des Drehkippers (1) vor einem kurzen letzten Abschnitt des Schwenkvorganges die Fixierung des Waggons (2) gelöst wird und – während des kurzen letzten Abschnittes des Schwenkvorganges die Plattform (4) durch Abrollen der Stützrolle (13) auf der Aufrichtkurve (12) bis zum Aufsetzen des selbstzentrierenden Elementes (14) auf der Auflage (14a) wieder in ihre waagerechte oder nahezu waagerechte Ausgangsposition gebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattform (4) während des ersten kurzen Abschnittes des Schwenkvorganges durch einen in der Drehachse (S3) wirkenden Bolzen (10a) angetrieben und geführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehkipper (1) um bis zu 180° um seine Drehachse (S1) geschwenkt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach Anliegen des Waggons (2) an dem Anschlag (15) ein Haltebalken (16) mit Hilfe einer Höhenverstellung (20) auf die Oberkante des Waggons (2) abgesenkt wird.
5. Drehkipper zum Entleeren von oben offenen Eisenwaggons, vorzugsweise zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens mit – jeweils in Waggonlängsrichtung mindestens einem vorderen und einem hinteren Antriebsring oder Antriebs-Ringsegment (8), die an ihrem äußeren Mantel auf mindestens vier stationär gelagerten Rollen (9) um eine zentrale waagerechte Drehachse (S1) abwälzen, – einer auf der Innenseite der Antriebsringe oder Antriebs-Ringsegmente (8) außermittig gelagerten Plattform (4) zur Aufnahme des Waggons (2) mit einer in Waggonlängsrichtung verlaufenden, waagerechten Drehachse (S3), – einer an der Plattform (4) auf der der Drehachse (S3) abgewandten Seite angeordneten Stützrolle (13), die bei Drehung des Antriebsringes oder Antriebs-Ringsegmentes (8) auf einer stationär mit dem Fundament (5) verbundenen Aufrichtkurve (12) abrollt und – einem an der Plattform (4) auf der anderen Seite der Drehachse (S3) angeordneten, selbstzentrierenden Element (14), welches in der Grundstellung des Drehkippers (1) auf einer stationär mit dem Fundament (5) verbundenen Auflage (14a) ruht.
6. Drehkipper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius (r₂) der Aufrichtkurve (12) größer ist als der Radius (r₃), der sich von der Drehachse (S1) bis zur Drehachse (S3) erstreckt.
7. Drehkipper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufrichtkurve (12) eine Gerade oder konvex gekrümmt ist.
8. Drehkipper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Plattform (4) und Antriebsring (8) über einen Bolzen (10a) gelenkig verbunden sind, der in einem Langloch (11) in der Plattform (4) quer zur Bolzenachse beweglich geführt ist.
9. Drehkipper nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (10a) in dem Langloch (11) um die Drehachse (S1) des Antriebsringes (8) bewegbar ist.
10. Drehkipper nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen auf die Oberkante des Waggons (2) absenkbaren Haltebalken (16), der mit einer Höhenverstellung (20) verbunden ist.
11. Drehkipper nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltebalken (16) mit zwei unterschiedlich langen Bügeln (17, 18) verbunden ist, die den Waggon (2) quer übergreifen und den Haltebalken (16) auf der oberen Kante der Waggon-Seitenwände auflegen.
12. Drehkipper nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Bügeln (18 und 17) eine Feder (19) zur Anpressung des Haltebalkens (16) auf die Oberkante der Seitenwand angeordnet ist.
13. Drehkipper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsring (8) aus einem geschlossenen Ring oder aus einem c-förmig ausgebildeten offenen Ringsegment besteht.
14. Drehkipper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattform (4) auf eine Wiegeeinrichtung absetzbar ist.