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Schienenfahrzeug mit nach beiden Seiten kippbarer Lademulde Die Erfindung
bezieht sich auf ein Schienenfahrzeug mit nach beiden Seiten kippbarer Lademulde,
an deren Stirnseiten je ein Zahnbogen angeordnet ist, der zum Kippen auf einer mit
dem Fahrzeugrahmen verbundenen Zahnstange abrollt.
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Es sind bereits Muldenkippwagen bekannt, bei denen die an der Stirnseite
der Lademulde vorgesehenen Bogenverzahnungen als halbkreisförmige Zahnbögen ausgebildet
und die zugehörigen, auf dem Fahrzeuggestell befindlichen Lager als Zahnstangen
ausgebildet sind. Die Zahnbögen stützen sich dabei jeweils über ihre im Eingriff
mit der Zahnstange stehenden Zähne auf letzterer ab und beschreiben während der
Kippbewegung der Lademulde eine entsprechende Abroll- bzw. Abwälzbewegung, bei welcher
der Schwerpunkt der Lademulde sich horizontal zur Kippseite hin bewegt. Der wesentliche
Nachteil dies-er eser bekannten Kippmulden-Lagerung besteht darin, daß die Kippmulde
weder in ihrer Normalstellung noch in ihren Kippstellungen sicher gehalten wird,
da sie sich dabei jeweils in einer indifferenten Gleichgewichtslage befindet. Bei
allen diesen Lagerungen der Kippmulde ist es daher erforderlich, letztere in den
vorerwähnten Stellungen durch besondere Verriegelungsmittel festzulegen. Diese Mittel
müssen, insbesondere bei größeren Muldenkippern, entsprechend solide ausgebildet
sein und erfordern daher einen entsprechenden Material- und Platzaufwand.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schienenfahrzeug der
eingangs genannten Art in der Weise auszubilden, daß sich die Lademulden sowohl
in ihrer Mittelstellung als auch in ihren Kippstellungen jeweils in einer stabilen
Gleichgewichtslage befindet und daß zudem die Lagerungs- und auch die Antriebsmittel
bei einer gedrängten Anordnung so wenig wie möglich beansprucht werden und Unstimmigkeiten
im Bewegungsablauf der Lademulde völlig ausschließen. Das wird gemäß der Erfindung
dadurch erreicht, daß die Zahnstange aus nebeneinanderliegenden Lagerrollen besteht,
auf denen der zu einem Lagerstern ausgebildete Zahnbogen, mit dem Zahngrund sich
darauf abstützend, unter einer zur jeweiligen Lagerrolle konzentrischen Wälzbewegung
abrollt. Die Zahnstange besteht dabei vorteilhaft aus einer geradzahligen Anzahl
von Lagerrollen, vorzugsweise aus vier Lagerrollen, die symmetrisch zur senkrechten
Mittelebene der Lademulde, in der auch der Lagerstern befestigt ist, angeordnet
sind. Auf diese Weise ergeben sich die folgenden Vorteile: Die Lademulde wird sowohl
in ihrer mittleren Normalstellung als auch in ihren Kippstellungen jeweils in einer
stabilen Gleichgewichtslage gehalten, da der Lagerstern dabei jeweils mit dem beidseitig
des im Eingriff stehenden Zahnes befindlichen Zahngrund auf den entsprechenden Lagerrollen
aufliegt. Der Schwerpunkt der Lademulde bzw. deren Lagerzapfen befinden sich dabei
jeweils in einer Tieflage. Soll die Lademulde aus ihrer Mittelin eine ihrer Kippstellungen
übergeführt werden, so beschreiben die Lagerzapfen eine kreisbogenförmige Bewegung
um die Drehachse der zugehörigen Lagerrollen, was mit einem leichten Anheben der
Mulde verbunden ist. Da die Lagersterne stets mit einer vergleichsweise großen Auflagefläche
auf den zugehörigen Lagerrollen aufliegen, ergibt sich zudem eine entsprechend verbesserte
Lastverteilung an den Auflagestellen. Dadurch werden zugleich die Lagerbeanspruchungen
weitgehend herabgesetzt. Außerdem treten zwischen den in gegenseitigem Eingriff
stehenden Lagerflächen während der Kippbewegung der Lademulde keinerlei Gleitbeanspruchungen
auf, da die zahnstangenartige Abwälzfiäche als Rollfläche ausgebildet ist. Schließlich
werden durch die erfindungsgemäße Lagerung der Lademulde Unstimmigkeiten im Ablauf
der Kippbewegung mit Sicherheit ausgeschlossen, weil die an den Muldenenden befindlichen
Lagersterne sich bei der Kippbewegung auf den einzelnen Lagerrollen unter Ausführung
einer Schreitbewegung nacheinander abwälzen, mithin eine
durch die
Anordnung der Lagerrollen und die entsprechende Ausbildung der Lagersterne eindeutig
festgelegte Kipp- bzw. Querbewegung in bezug auf den Fahrzeugrahmen ausführen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt,
und zwar zeigt Fig. 1 ein mit den Muldenkipp- und Lagereinrichtungen ausgerüstetes
Zwei-Behälter-Schienenfahrzeug in teilweise geschnittener Seitenansicht, Fig. 2
den Querschnitt nach der Linie II-11 der Fig. 1, Fig. 3 den Querschnitt nach der
Linie III-III der Fig. 1, mit in Kippstellung befindlicher Lademulde und Fig. 4
den Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 1. Auf den beiden Drehgestellen 1, die
je zwei Achsen 2 aufweisen, ruht mittels Drehzapfen 3 der Fahrzeugrahmen 4, der
sowohl an den Enden als auch in der Mitte hochragende Aufbauten 5, 6 und 7 aufweist,
in denen die beiden Lademulden 8 und 9 kippbar gelagert sind. Diese Mulden haben
an ihren entsprechend versteiften Stirnwänden 8' bzw. 9' Lagerzapfen 10, an deren
freien Enden je ein Lagerstern 11 befestigt ist. Der Lagerstern hat die in den Fig.
2 und 3 dargestelle Form und stützt sich auf in den Aufbauten 5, 6 und 7 vorgesehene
Lager, die nach Art einer Zahnstange in Abständen nebeneinander angeordnete Lagerrollen
12, 13, 14 und 15 aufweisen. In vorliegendem Fall sind für jeden Lagerstern 11 vier
derartige Lagerrollen 12 bis 15 vorgesehen, die symmetrisch zur senkrechten Mittelebene
16 der Mulde 8 bzw. 9 angeordnet sind. Es können aber bei entsprechender Ausbildung
des Lagersternes 11 auch mehr oder weniger Lagerrollen vorgesehen sein; wesentlich
ist jedoch eine geradzahlige Anzahl. Letzteres hat den Vorteil, daß sich die Mulde
8 bzw. 9 in ihrer Mittelstellung (Fig. 2) mit ihrem Lagerstern 11 auf den beiden
innersten Lagerrollen 13 und 14 abstützt, mithin hier eine stabile Gleichgewichtslage
einnimmt. Der Lagerstern 11 ist so ausgebildet, daß er nicht wie bei einer üblichen
Triebstockverzahnung lediglich mit seinen Zahnflanken 11', sondern seinem zwischen
den Zähnen liegenden Zahngrund 11" auf den Lagerrollen aufliegt und bei der Kippbewegung
des Behälters eine kreisbogenförmige Bewegung um die Drehachse der zugehörigen Lagerrolle
ausführt.
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Die Lagerrollen 12 bis 15 sowie der sich auf ihnen während der Kippbewegung
des Behälters abwälzende Lagerstern 11 sind in einem allseitig geschlossenen Gehäuse
17 der Fahrgestellaufbauten 5 bzw. 6 oder 7 untergebracht. In der der zugehörigen
Stirnwand 8' bzw. 9' des Ladebehälters zugekehrten Gehäusewand 18 ist ein Durchtrittsschlitz
19 für den Lagerzapfen 10 vorgesehen. Dieser Schlitz besteht aus mehreren der Anzahl
der Lagerrollen 12 bis 15 entsprechenden gekrümmten Schlitzabschnitten 19', deren
Krümmungsbogen der Schwenkbewegung des Zapfens 10 um die zugehörige Lagerrolle beim
Kippen des Behälters entspricht. Auf diese Weise sind die Lager praktisch vollständig
gekapselt in den Fahrgestellaufbauten 5, 6 und 7 untergebracht, mithin gegen Verschmutzen
weitgehend gesichert.
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Zum Antrieb der Kippbehälter 8 und 9 dient jeweils ein am Behälterumfang
vorgesehenes Zahnsegment 20, das mit einem am Fahrgestell 4 gelagerten Antriebsritzel21
in ständigem Eingriff steht. Das Zahnsegment besteht aus mehreren der Zahl der Lagerrollen
12 bis 15 entsprechenden Abschnitten 20', 20'", 20"' und 20"". Letztere haben eine
unterschiedliche Krümmung, die dem Abstand der ihnen zugeordneten Lagerrollen vom
Antriebsritzel21 entspricht. -Die .Zahnsegmentabschnitte 20" und 20'"' bilden also
Kreisbögen, die konzentrisch zu der Mittelachse der Lagerrollen 13 bzw. 14 angeordnet
sind und einen Krümmungsradius haben, der gleich ist dem Abstand der Achsen der
Rollen 13 und 14 von dem ihnen zugekehrt liegenden Zahnumfangsteil des Antriebsritzels
21. Demgegenüber bilden die Zahnsegmentabschnitte 20' und 20"" Kreisbögen, deren
Radius dem Abstand der Mittelachse der Rollen 12 bzw. 15 vom Antriebsritzel 21 gleich
ist und die konzentrisch zu einer Stelle 22 bzw. 22' des Kippbehälters verlaufen,
die bei der Drehbewegung des Behälters um die betreffende Lagerrolle 12 bzw. 15
mit deren Mittelachse bzw. Drehachse zur Deckung gelangt. Die am Behälterumfang
angeordneten, vorteilhaft aus Stahlguß bestehendenZahnsegmente20 sind mit über den
eigentlichen Zahnkranz vorspringenden Flanschen 23 versehen, die das am Fahrgestell
4 gelagerte Antriebsritzel 21 beidseitig übergreifen und daher zwischen dem Fahrgestell
und den Ladebehältern auftretende axiale Schubkräfte abfangen können.
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Für den Kippantrieb der Lademulden 8 bzw. 9 kann für jeden Behälter
ein besonderer Elektromozcr vorgesehen werden, der über eine Rutschkupplung und
einen Schneckentrieb das mit dem Zahnsegment 20 in ständigem Eingriff stehende Antriebsritzel21
anzutreiben erlaubt. Zweckmäßiger ist es jedoch, für beide Behälter 8 und 9 einen
gemeinsamen Elektromotor 24 vorzusehen, der zusammen mit den Antriebsübertragungsmitteln
die in den Fig. 1 und 4 dargestellte Ausbildung und Anordnung hat. Danach ist der
Elektromotor 24 zusammen mit einem Differentialgetriebe 25 unterhalb des Fahrgestellzwischenaufbaues
6 angeordnet. Von dem Differentialgetriebe 25 führt je ein mit einer elektromagnetischen
Bremse 26, Kegelrädern 27, einem Schneckentrieb 28, einer Rutschkupplung 29 und
einem Ritzel 30 versehener Getriebezug zu den Antriebsritzeln 21 der beiden Ladebehälter
8 und 9. Die Schneckenwellen 31 der Schneckentriebe 28 sind dabei zweckmäßig beidseitig
bis an die Fahrzeugseitenkanten 32 und 33 herausgeführt, wo sie zum Aufsetzen eines
Handbetätigungshebels ausgebildet sind.
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Soll einer der beiden Behälter des Fahrzeuges, z. B. der Behälter
9, aus der in Fig. 2 dargestellten Mittel-bzw. Normallage in seine Kippstellung
gemäß Fig. 3 übergeführt werden, so wird durch Betätigen eines Schalters der Elektromotor
24 eingeschaltet und gleichzeitig damit die in den zum Behälter 9 führenden Getriebezug
eingebaute elektromagnetische Bremse 26 gelüftet. Durch das umlaufende Antriebsritzel
21 und den mit ihm im Eingriff stehenden Zahnsegmentabschnitt 20"' wird der Behälter
9 aus der in Fig. 2 ersichtlichen Stellung zunächst um die Lagerrolle 14 geschwenkt,
wobei sich der Lagerstern 11 auf der Rolle 14 abwälzt, unter gleichzeitigem leichtem
Anheben des Behälterschwerpunktes entsprechend der Schwenkbewegung seines Zapfens
10 um die Mittelachse der Lagerrolle 14. Sobald der am Lagerstern 11 vorgesehene
Zahn 11"' sich zwischen die Lagerrollen 14 und 15 gelegt hat, kommt der Zahnsegmentabschnitt
20"" in Eingriff mit dem Antriebsritzel 21, so daß nunmehr der Behälter 9 mit seinem
Lagerstern 11 um die Mittelachse der Lagerrolle 15 verschwenkt wird. Das geht so
weit, bis der Zahn
11"" des Lagersternes zwischen die Lagerrolle
15 und einen Endanschlag 34 tritt und der Behälter 9 die in Fig. 3 gezeichnete Kipp-Endstellung
angenommen hat. Durch einen Endschalter wird zweckmäßig kurz vor Erreichen dieser
Endstellung der Antrieb 24 abgeschaltet. Dadurch, daß der Kippbehälter sich auch
in der Endstellung mit seinem Lagerstern 11 auf zwei Lagern, nämlich der Lagerrolle
15 und dem Endanschlag 34 abstützt, befindet er sich auch hier in einer stabilen
Gleichgewichtslage, die ein unbeabsichtigtes Zurückkippen des Behälters 9 verhindert.
Hierzu ist es vielmehr erforderlich, den elektromotorischen Antrieb im gegengesetzten
Sinne wieder einzuschalten, wodurch der Behälter in seiner Mittelstellung nach Fig.
2 zurückgeschwenkt wird. Durch einen Zwischenschalter kann auch in diesem Fall der
Antrieb 24 selbsttätig abgeschaltet werden.
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Die vorerwähnte und in derZeichnung dargestellte Antriebsausbildung
mit einem für beide Behälter gemeinsamen elektromotorischen Antrieb und einem zwischengeschaltetenDifferentialgetriebe
ist vor allem deswegen von Vorteil, weil dadurch jeweils nur einer der beiden Behälter
in seine Kippstellung geschwenkt werden kann. Das ist deshalb von Bedeutung, weil
sonst bei gleichzeitigemKippen bzw.Entleeren beider Behälter eine zu starke Gewichtsverlagerung
eintreten könnte. Darüber hinaus hat man aber die Möglichkeit, durch entsprechendes
Handbetätigen der Schwenkwellen 31 die beiden Ladebehälter gegebenenfalls auch gleichzeitig,
und zwar sowohl gleich- als auch gegensinnig zu kippen.
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Die Unteransprüche haben nur Bedeutung im Zusammenhang mit dem Hauptanspruch.