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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum gedämpften Abbremsen und Anhalten von schienengebundenen Objekten in Bergwerken oder anderen Industrieanlagen an einer definierten Position einer Fahrstrecke, wie durch den Oberbegriff des unabhängigen Anspruches 1 beschrieben.
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Bei der Beladung von Förderkörben mit Wagen in einem Bergwerk ist es notwendig anrollende Wagen bzw. Wagenkolonen an definierten Stellen der Schienenstrecke zu stoppen. Das Anhalten der Wagen muss gedämpft erfolgen, um das Entgleisen und das Beschädigen der Wagen zu vermeiden.
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Zu diesem Zwecke sind Sperrelemente bekannt, die an der Fahrstrecke an geeigneten Positionen montiert werden und mittels geeigneter, vorzugsweise mechanischer, Mittel über die Ebene der Fahrstrecke hinaus bewegt werden können, um ein Objekt bzw. ein Fahrzeug auf der Fahrstrecke gedämpft abzubremsen und anzuhalten.
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Zudem wird verhindert, dass Wagen unkontrolliert in einen Schacht rollen können. Aus diesem Grund ist ein entsprechendes Sperrelement ein sicherheitsrelevantes Element.
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Bekannte Vorrichtungen sehen einen Hebemechanismus in Form einer Hebelkinematik vor, mit deren Hilfe das Sperrelement über die Ebene der Fahrstrecke hinaus angehoben und wieder unter dieselbe abgesenkt werden kann.
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Derartige Hebelmechanismen haben allerdings einen hohen Platzbedarf, welcher tiefere Fundamentaushebungen unter der Fahrstrecke voraussetzen, welche wiederum mit einem hohen Aufwand und damit verbundenen hohen Kosten verbunden sind.
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Die Erfindung hat daher zur Aufgabe, eine möglichst kompakte Vorrichtung der gattungsgemäßen Art vorzusehen, welche einfach und mit wenig Platzbedarf unter der Fahrstrecke montierbar ist und die sich möglichst einfach und wartungsarm betreiben lässt.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruches 1 gelöst, wobei zweckmäßige Ausführungsformen durch die Merkmale der Unteransprüche beschrieben sind.
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Vorgesehen ist dabei eine Vorrichtung zum gedämpften Abbremsen und Anhalten von schienengebundenen Objekten an einer definierten Position einer Fahrstrecke, mit einem mittels einer Mechanik über die Ebene der Fahrstrecke ausfahrbaren Sperrelement zum Eingriff mit einem Fahrzeug auf der Fahrstrecke, wobei die Mechanik nach Maßgabe der Erfindung ein durch einen Linearaktuator betätigter Zugmitteltrieb ist. Der Zugmitteltrieb weist einen deutlich geringeren Raumbedarf auf, als ein Hebeltrieb. Durch das Vorsehen des Zugmitteltriebes entfällt das Vorsehen eines Tieffundamentes und spart damit Aufwand und Kosten für das Vorsehen einer gattungsgemäßen Vorrichtung an einer Fahrstrecke. Die mit dem Vorsehen des Zugmitteltriebes einhergehende Verringerung des für die Installation notwendigen Bauraumes erleichtert auch die Nachrüstung bestehender Fahrstrecken mit der Vorrichtung.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Vorrichtung derart ausgestaltet sein, dass das ausfahrbare Sperrelement eine über die Ebene der Fahrstrecke hinausklappbare Hakensperre ist, die im ausgeklappten Zustand in Eingriff mit einem Objekt oder einem Fahrzeug auf der Fahrstrecke gebracht werden kann, um dieses abzubremsen oder festzusetzen, wobei der Drehpunkt der Hakensperre, um den geschwenkt wird, unterhalb der Ebene der Fahrstrecke liegt. Ein klappbares Hakenelement hat gegenüber einem Schiebelement o.ä. den großen Vorteil, dass es weniger störanfällig in widrigen Betriebsumgebungen, wie sie in Bergwerken herrschen, ist.
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Weiterhin bevorzugt kann die Vorrichtung derart ausgestaltet sein, dass der Zugmitteltrieb eine auf das Sperrelement wirkende Hebel- oder Nockenwelle umschlingt, wodurch eine tangentiale Kraft auf die Welle wirkt, um dieselbe in eine definierte und begrenzte Rotation versetzen zu können. Die Hebel- oder Nockenwelle dient zum Heben der Sperrelemente. Das Senken der Sperrelemente erfolgt Schwerkraft bedingt gegen die Hebel- oder Nockenwelle. Diese Realisierung der Betätigung bietet eine ausfallsichere, einfach zu montierende und gut handhabbare Lösung zum Aus- und Einfahren des Sperrelementes.
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Vorzugsweise wird die eingebrachte Bewegungsenergie zum Ausfahren und Einfahren des Sperrelementes durch mechanische, elektrische, hydraulische, pneumatische oder sonstige Vorrichtungen bereitgestellt.
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Die Vorrichtung nach Maßgabe der vorliegenden Erfindung kann auch dadurch gekennzeichnet sein, dass der Zugmitteltrieb vorgespannt ist und das Sperrelement bei Ausfall des Linearaktuators in einer definierten Endposition hält, wobei der Zugmitteltrieb weiterhin bevorzugt durch mechanische, hydraulische, pneumatische oder andere Federsysteme vorgespannt ist, wobei die definiert Endposition bevorzugt die Sperrposition ist.
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Die Vorrichtung nach Maßgabe der Erfindung ist weiterhin bevorzugt derart ausgestaltet, dass Sperrelemente, Zugmitteltrieb, Schwenkachsen, Hebel- oder Nockenwellen und Federsysteme in einer Baugruppe zusammengefasst sind, die an einer Fahrstrecke montierbar ist. Auf diese Weise lassen sich auch bestehende Bergwerke und oder Fahrstrecken einfach und effizient nachrüsten, indem die Baugruppe als Einheit angeliefert und montiert wird. Die Baugruppe kann dabei einen Rahmen zur vormontierten Aufnahme der Elemente der Vorrichtung umfassen, wobei der Rahmen mit der Fahrstrecke stoff-, form- und/oder kraftschlüssig verbunden wird.
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Die Baugruppe ist weiterhin bevorzugt derart ausgestaltet, dass sie mit linear wirkenden Dämpfern ausgestattet ist, welche in Richtung der Fahrstrecke orientiert sind, welche zur Umwandlung der durch ein Objekt auf das Sperrelement übertragenen Bewegungsenergie dienen.
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Schließlich kann sich die Vorrichtung nach Maßgabe der Erfindung auch dadurch auszeichnen, dass die Vorrichtung mit einer Einrichtung zur Positionsbestimmung eines Objekts relativ zur Fahrstrecke vorgesehen ist, durch welche es möglich ist die genaue Position des angehaltenen Objektes zu bestimmen.
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Mit einer sinnvollen Kombination von mehreren Vorrichtungen von Sperrelementen auf einer Fahrstecke lassen sich Wagenkolonen auf einer Fahrstrecke portionieren. Hierzu werden Vorrichtungen nach Maßgabe der Erfindung an geeigneten, definierten Orten der Fahrstrecke montiert. Soweit Einrichtungen zur Positionsbestimmung eines Fahrzeuges oder Objektes relativ zu den Vorrichtungen vorgesehen sind, was denkbar ist, und diese kommunikativ miteinander verbunden sind, lässt sich eine entsprechend automatisierte Steuerung über dann vorzusehende Kontrolleinrichtungen für die Fahrstrecke realisieren. Ansonsten ist ein manueller Betrieb notwendig.
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Weitere Eigenschaften und Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen; darin zeigt:
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1 die schematische Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung in einer Position der Streckensperrung
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2 die schematische Seitenansicht der Vorrichtung nach 2 in einer Position der freien Fahrstrecke,
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3 die Seitenansicht einer konkreten Ausführungsform der Vorrichtung;
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4 die Draufsicht auf die Ausführungsform nach 3.
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Die 1 zeigt die Ansicht einer bevorzugten Ausführung der Vorrichtung, mit einem Rahmen 10 und darin angeordneter, um eine Schwenkachse 9 schwenkbaren Hakensperren 1 in einer Position der Streckensperrung. Die 2 zeigt die Anordnung nach 1, jedoch in einer Position, in der die Fahrstrecke freigegeben ist.
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Wie in 1 und 2 zu erkennen ist, ist der Hubmechanismus der Sperrklinken bzw. Hakensperren 1 über einen Linearaktuator 3 und einen Zugmitteltrieb 5 realisiert. Das eine Ende des Zugmitteltriebs 5 ist dabei am linearbeweglichen Teil des Linearaktuators 3 befestigt, um die Zugkraft zu übertragen. Der Zugmitteltrieb 5 wird über eine am Rahmen 10 gelagerte Umlenkscheibe 6 umgelenkt. Das andere Ende des Zugmitteltriebs 5 ist an einem Federelement 4 befestigt.
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Die Umlenkung mit der Umlenkscheibe 6 ist so gestaltet, dass eine tangentiale Kraftübertragung vom Zugmitteltrieb 5 auf die Umlenkscheibe 6 erfolgt. Dabei wird die lineare Bewegung des Linearaktuators 3 in eine rotierende Bewegung in der Achse der Umlenkscheibe 6 umgewandelt. Die rotierende Bewegung einer mit der Umlenkscheibe 6 verbundenen Welle hebt oder senkt einen Hebel 2, welcher wiederum die die Sperrklinke 1 hebt oder senkt.
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Anstelle der Welle mit Hebel 2 ist auch eine Nockenwelle denkbar.
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Das angeschlossene Federelement 4 hält das Zugmitteltrieb 5 konstant auf Spannung und dient zur automatischen Anhebung der Sperrklinke 1 bei einem Ausfall des Linearaktuators 3. Um die Sicherheit jeder Zeit zu gewährleisten muss die Fahrstrecke 12 bei Energieausfall der Anlage automatisch gesperrt werden.
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Die Sperrklinken 1 sind in Bewegungsrichtung der anzuhaltenden Fahrzeuge bzw. Objekte auf der Fahrstrecke 12 linear beweglich und mit Hilfe von Führungsrollen (nicht dargestellt) im Rahmen 10 geführt. Die lineare Bewegung der Sperrklinken 1 wird mit den Dämpfern 7 beaufschlagt. Mit den Dämpfern 7 wird die Bewegungsenergie der Fahrzeuge bzw. Objekte auf der Fahrstrecke 12 abgebaut und ein „sanftes" Anhalten ermöglicht.
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Die Vorrichtung mit der Sperrklinke 1 ist unter der Fahrstrecke positioniert, nur die Sperrklinken 1 ragen über die Schienen hinaus um die Wagen aufzunehmen. Die Platzierung der Vorrichtung mit den Sperrklinken 1 unter der Fahrstrecke 12 hat den Vorteil, dass keine störenden Bauteile oberhalb der Fahrstrecke 12 vorhanden sind.
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Eine lineare Beweglichkeit zwischen den Hebeln 2 und den Sperrklinken 1 ist zum Heben und Senken sowie der linearen Bewegung in Fahrtrichtung der Sperrklinke 1 notwendig. Zu diesem Zweck laufen die Sperrklinken 1 auf Rollen 8, die sich am Ende der Hebel 2 befinden.
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Die Hakensperren 1 können in der dargestellten Ausführungsform mit einer Sensorik (nicht dargestellt) ausgerüstet sein, um nach dem Anhalten des Fahrzeuges bzw. Objektes, die genaue Halteposition auf der Fahrstrecke zu ermitteln. Die Halteposition kann aufgrund von variierendem Gewicht des Fahrzeuges bzw. Objektes oder anderen Einflussparameter im Bewegungsbereich der Dämpfungselemente 7 variieren. Die genaue Halteposition kann jedoch wichtig für den nachfolgenden Prozess sein, aber auch Rückschlüsse über das Gewicht oder die Geschwindigkeit des Fahrzeuges bzw. Objektes geben.
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Die 3 und 4 zeigen eine konkrete Ausführungsform der Vorrichtung wie schematisch in den 1 und 2 gezeigt. Gleiche Elemente in beiden Figuren sind dabei auch mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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So ist in den 3 und 4 ein Rahmen 32 zu erkennen mit zwei Längsträgern 34 und 36 sowie zwei Querträgern 38 und 40, die jeweils mit Schraubelementen 42 und 44 versehen sind, zur längsbeweglichen Führung an Schienen 46 bzw. einer Stahlbaukonstruktion 48, auf der die Schienen 46 montiert sind.
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An dem Rahmen 32 sind zwei Dämpfungselemente 50 und 52 fixiert, die an ihrem vom Rahmen 32 abgewandten Ende mit in einem L-Profiles geführt sind, welches mit der Schraubenverbindung 56 am Stahlbau 48 befestigt ist.
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Auf der einen Außenseite des Rahmens 32 ist eine Umlenkscheibe 58 montiert, die mit einer im Rahmen 32 gelagerten Welle 60 verbunden ist. Die Umlenkscheibe 58 ist von einem Zugmitteltrieb 62 teilweise umschlungen, dessen eines Ende mit einem Federelement 64 verbunden ist und dessen anderes Ende mit einem Linearaktuator 66 verbunden ist. Im Betrieb versetzt die Linearbewegung des Linearaktuators 66 den Zugmitteltrieb 62 in Bewegung, welcher diese Bewegung gegen die Rückstellkraft des Federelementes 64 auf die Umlenkscheibe 58 überträgt, welche wiederum die Welle 60 in Rotation versetzt.
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In dem Rahmen 32 sind darüber hinaus zwei um eine Welle 68 vertikal über die Schienen 46 hinaus verschwenkbare Sperrhaken 70 vorgesehen, die sich in Eingriff mit auf den Schienen fahrenden Fahrzeugen bringen lassen, um diese Abzubremsen oder stationär zu halten.
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Die Welle 60 ist in der Art einer Hebel- oder Nockenwelle ausgebildet, wobei an der Welle 60 radiale Hebel 72 vorgesehen sind, an deren Enden Rollen 74 montiert sind. An den Unterseiten der Sperrhaken 70 sind, wie in der 3 zu erkennen, Laufflächen 76 vorgesehen, auf denen die Rollen 74 laufen. Durch die Betätigung des Linearaktuators 66, rotiert die Welle 60 und die Hebel 72 werden derart über die Laufflächen 76 geführt, dass die Sperrhaken 70 über die Schienen 46 angehoben werden.
