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Sturmsicherung für Schienenfahrzeuge Zur Sturmsicherung für Schienenfahrzeuge
werden Schienenzangen verwendet, bei denen die Backen von beiden Seiten gegen den
Kopf der Schiene, auf der das Schienenfahrzeug steht, gepreßt werden. Wenn das Schienenfahrzeug
fahren soll, wird die Schienenzange geöffnet und angehoben.
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Es ist eine Schienenzange bekannt, bei der durch eine gewichtsbelastete
Handhabe die Backen angepreßt, geöffnet bzw. geschlossen und angehoben bzw. gesenkt
werden können. Beim Schließen der Zange wird diese Handhabe in einer Richtung geschwenkt.
Im ersten Wegstück dieser Schwenkbewegung werden die geöffneten Backen mit kleiner
Untersetzung abgesenkt, und im zweiten Wegstück werden die abgesenkten Backen mit
großer Untersetzung geschlossen und angepreßt. Das Öffnen der Zange erfolgt durch
die umgekehrte Schwenkbewegung in entsprechender Weise.
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Bei dieser bekannten Schienenzange erfolgt das Öffnen bzw. Schließen
sowie das Ansetzen bzw. Absetzen der Anpreßkraft aufeinanderfolgend, aber mit der
gleichen Untersetzung.
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Beim Absetzen jeder Schienenzange müssen zwei Arbeitsgrößen (Kraft
- Weg) aufgebracht werden, und zwar erstens die Arbeit zum Entlasten der Anpreßkraft
der Zange und zweitens die Arbeit zum Öffnen und gegebenenfalls auch zum Anheben
der Zange.
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Bei der Arbeit zum Entlasten der Anpreßkraft ist die Kraft sehr groß,
der Weg dagegen sehr klein. Bei der Arbeit zum Öffnen und zum Anheben der Zange
ist es umgekehrt. Der Weg ist groß und die Kraft ist klein. Wenn man für diese Arbeiten
einen einzigen Antrieb vorsieht, der beim Absetzen der Zange zunächst gegen die
Anpreßkraft wirkt, dann die Zange öffnet und dann die Zange anhebt, so muß dieser
Antrieb für die große Gegenkraft, die für die Anpreßkraft erforderlich ist, ausgelegt
sein und dabei einen Hub ausüben, der so groß ist wie die Summe der Hübe aller Arbeitsgrößen.
Die Folge wäre, daß dieser Antrieb insgesamt eine unnötig große Arbeit leisten muß.
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Diesem Umstand kann man durch ein entsprechendes Getriebe, das dem
Antrieb nachgeschaltet ist, entgegenwirken. Aber ein solches Getriebe ist ziemlich
aufwendig.
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Die Erfindung betrifft aus diesem Grunde eine Sturmsicherung, bei
der die Backen einer Schienenzange im geschlossenen Zustand durch eine besondere
Belastungseinrichtung, die unabhängig von Mitteln zum Öffnen und Anheben der Schienenzange
ansetzbar ist, von beiden Seiten gegen den Kopf einer Schiene gepreßt werden. Bei
einer bekannten Sturmsicherung dieser Art ist eine exzentrisch an einem Zangenhebel
gelagerte Scheibe vorgesehen, die mit ihrem Umfang bei geschlossener Schienenzange
gegenüber einer an einem zweiten Zangenhebel angeordneten Backe am Schienenkopf
anliegt. Wird das Schienenfahrzeug bei geschlossener Schienenzange, z. B. durch
Windeinwirkung bewegt dann rollt die exzentrisch gelagerte Scheibe am Schienenkopf
entlang. Dadurch geraten Umfangsteile der Scheibe, die zunehmend größeren Radius
haben, mit den- Schienenkopf in Eingriff. Da die Zangenhebel festgelegt sind und
nicht zurückweichen können, wird der Schienenkopf auf diese Weise zwischen den Backen
verkeilt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, -eine Sturmsicherung der obengenannten
Art, die beispielsweise bei Verladebrücken und Kränen eingesetzt werden kann, so
auszugestalten, daß die Backen jederzeit bei geschlossener Schienenzange belastet
werden können, ohne daß dazu das Schienenfahrzeug bewegt werden muß. Zu diesem Zweck
ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Belastungseinrichtung eine Druckfeder aufweist,
die sich in an sich bekannter Weise auf Elementen abstützt, die mit hydraulischen
Mitteln gegen die Kraft der Druckfeder verschoben werden können, so daß die Druckfeder
zusammengedrückt wird und die Belastungseinrichtung in eine Stellung außer Eingriff
mit der Schienenzange gebracht werden kann. Es genügt dann, die hydraulischen Mittel
abzuschalten, um die Druckfeder auf die Backen einwirken zu lassen. Dies kann jederzeit
bei geschlossener Schienenzange geschehen, also auch vorsorglich, wenn Windeinwirkungen
noch nicht bestehen, aber erwartet werden.
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Sturmsicherungen nach der Erfindung sind auch von Betriebsstörungen
weitgehend unabhängig, weil zur Sicherung nur die Druckfeder, die Betriebsstörungen
kaum unterliegt, wirksam ist, die hydraulischen Mittel dagegen nicht mitwirken.
Bei der oben
beschriebenen bekannten Vorrichtung ist die Funktion
der Sicherung von der einwandfreien Arbeitsweise der exzentrischen Scheibe abhängig.
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Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß die Belastungseinrichtung einen Zylinder, in dem die Druckfeder sich auf einer
Deckfläche und einer längsbeweglich im Zylinder angeordneten Kolbenstange abstützend
angeordnet ist, einen mit der Kolbenstange zusammenwirkenden Kolben, der einen an
eine Druckmittelleitung anschließbaren Druckraum an der anderen Deckfläche einschließt,
und je ein auf je einen Zangenhebel einwirkendes Druckelement am aus dem Zylinder
herausragenden Ende der Kolbenstange und außen an der gegenüberliegenden Deckfläche
aufweist. Hierdurch ist es mit einfachen Mitteln möglich, eine sehr kräftige Druckfeder
zusammenzudrücken und außer Eingriff mit der Schienenzange zu bringen. Außerdem
kann die aus Zylinder, Kolbenstange und Druckfeder bestehende Belastungseinrichtung
leicht aus der Schienenzange herausgenommen und gegen eine andere solche Einrichtung
ausgetauscht werden, wenn Schäden dies erforderlich machen oder wenn ein größerer
oder kleinerer Anpreßdruck ausgeübt werden soll.
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Da die Anpreßkraft der Druckfeder durch hydraulische Mittel auf die
Schienenzange angesetzt wird, ist es möglich, durch entsprechende Steuerung der
Druckmittelzufuhr die Anpreßkraft langsam zu verändern, damit Stöße vermieden werden.
Zu dem gleichen Zweck ist in einer bevorzugten Ausführungsform der Sturmsicherung
nach der Erfindung an der Kolbenstange eine Ringschulter angeordnet, auf deren einer
Seite sich die Druckfeder abstützt und auf deren anderer Seite sich der Kolben,
der auf der Kolbenstange längsbeweglich ist, unter Zwischenschaltung einer Elastizität
abstützt. Die Einwirkungen der hydraulischen Mittel werden dann durch die zwischengeschaltete
Elastizität abgefedert, wodurch die Änderung der Anpreßkraft weiter verlangsamt
wird. Bei geeigneter Dimensionierung ändert sich die Anpreßkraft dann so langsam,
daß ein fahrendes Schienenfahrzeug, beispielsweise eine Verladebrücke, ohne zu starke
Verzögerung, die zu Beschädigungen führen würde, mit der Schienenzange abgebremst
werden kann. Auf diese Weise kann ein Schienenfahrzeug zum Stehen gebracht werden,
wenn die Fahrwerkbremse bei starkem Sturm dazu nicht mehr ausreicht.
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Als Elastizität für die Abstützung des Kolbens kann eine zweite Druckfeder,
die vorzugsweise etwa genauso stark wie die erste Druckfeder ist, aber zweckmäßig
eine steilere Kennlinie als die erste Druckfeder hat, oder ein entsprechend bemessenes
Gaspolster vorgesehen sein.
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Zur Abfederung der hydraulischen Mittel kann auch ein Gaspolster im
Ölkreislauf angeordnet sein, z. B. in der Art der bekannten Hydraulikspeicher mit
Stickstoffblase.
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Zum Öffnen und Schließen sowie zum Anheben und Absenken der Schienenzange
ist es bekannt, eine sich senkrecht erstreckende, durch eine hydraulische Hubvorrichtung
längsbewegbare Zugstange oberhalb der Backen vorzusehen, an deren unterem Ende zwei,
einen zu den Backen geöffneten stumpfen Winkel einschließende Kniehebelpaare um
eine horizontale Achse schwenkbar angelenkt sind, und zwei Zangenhebel anzuordnen,
die mit ihrem einen Ende an den freien Enden je eines der Kniehebelpaare um eine
zu der horizontalen Achse parallele Achse schwenkbar angelenkt sind und an deren
freien Enden die Backen angeordnet sind und die dicht oberhalb der Backen um eine
zu der horizontalen Achse parallele Achse gegeneinander schwenkbar miteinander verbunden
sind. Bei einer derartig ausgebildeten Sturmsicherung wird dann zweckmäßigerweise
der Zylinder der Belastungseinrichtung zwischen den gelenkigen Verbindungen der
Zangenhebel mit den Kniehebelpaaren derart angeordnet, daß als Druckpfannen ausgebildete
Druckelemente bei geschlossener Schienenzange in Richtung auf eine Vergrößerung
des Abstandes der Verbindungen gegen diese gepreßt werden.
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Wenn Sturmsicherungen nach der Erfindung vom Schienenkopf gelöst werden
sollen, dann muß zunächst die Schienenzange von der Druckfeder entlastet werden.
Ist dies geschehen, dann kann die Schienenzange geöffnet und angehoben werden. Damit
diese beiden Vorgänge nacheinander ablaufen, ist zweckmäßigerweise ein Ventil in
der Druckmittelleitung vorgesehen, das mindestens mittelbar von der Kolbenstange
der Belastungseinrichtung betätigt wird, wenn die Kolbenstange in den Zylinder zurückweicht,
und dann die Druckmittelzufuhr für den Zylinder abschaltet und die Druckmittelzufuhr
für die hydraulische Hubvorrichtung für die Zugstange einschaltet.
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Zum Schließen der Zange ist zweckmäßigerweise ein weiteres Ventil
in dem für den Druckmittelabfluß aus dem Druckraum vorgesehenen Leitungsabschnitt
angeordnet, das mindestens mittelbar von der hydrauliehen Hubvorrichtung für die
Zugstange geöffnet wird, wenn die Zugstange in die Stellung zurückweicht, die sie
bei geschlossener Schienenzange innehat. Es genügt dann zum Schließen der Zange,
das Druckmittel aus der hydraulischen Hubvorrichtung für die Zugstange abfließen
zu lassen. Die Schienenzange weicht dadurch in ihre Schließstellungen zurück und
wird von der Druckfeder belastet, sobald sie die Schließstellung erreicht hat.
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Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel
dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 die Schienenzange einer Sturmsicherung
nach der Erfindung in Schließstellung in Richtung quer zur Schiene gesehen, F i
g. 2 einen Schnitt nach Linie A-B in F i g. 1, F i g. 3 die Schienenzange geöffnet
in der gleichen Ansicht wie in F i g. 1, F i g. 4 die Schienenzange geöffnet in
der gleichen Ansicht wie in F i g. 2, F i g. 5 die Mittel zur Belastung der Backen,
vergrößert im Schnitt, in belastender Stellung, F i g. 6 die Mittel zur Belastung
in wirkungsloser Stellung und F i g. 7 ein Schaltschema für die hydraulischen Mittel
zur Betätigung der Schienenzange.
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Zwei Zangenhebel 1 und 2 sind an Querteilen 3 und 4 und Kniehebeln
5 bis 8 angelenkt. Die Kniehebel sind paarweise an den beiden Schenkeln einer U-förmigen,
durch Gewichte 9 und 10 belasteten Zugstange 11 angelenkt. Die Zugstange
11 ist unter Zwischenschaltung einer hydraulischen Hubvorrichtung 12 auf einer Schiene
13 abgestützt, die an einem Rahmen 14 befestigt ist, der an dem Schienenfahrzeug
montiert ist. Am Rahmen 14 sind Auflagen 15,16 für Bolzen 17,18 angeordnet, die
die Absenkbewegengen
der Schienenzange 1 bis 4 nach
unten begrenzen. Unten an den Zangenhebeln 1 und 2 sind Backen 49, 50 angeordnet,
die bei geschlossener Zange am Kopf einer Schiene .40 anliegen.
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Zwischen Bolzen 19 und 20 ist ein Zylinder 21 auf einer
Wippe 22 gelagert. Die Wippe 22 ist an dem Rahmen 14 schwenkbar um einen Bolzen
23 gelagert. Oberhalb der Wippe 22 ist an der Zugstange 11 ein Betätigungshebel
24 für die Wippe 22 befestigt. An der einen Deckfläche des Zylinders 21 ist eine
Druckpfanne 25 befestigt, und an der gegenüberliegenden Deckfläche ist eine Kolbenstange
26, an deren Ende eine zweite Druckpfanne 27 befestigt ist, längsverschieblich
gelagert.
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Wie aus F i g. 5 und 6 ersichtlich ist, ist im Innern des Zylinders
21 eine Druckfeder 28 angeordnet, die sich auf der einen Deckfläche des Zylinders
und auf einer Ringschulter 29 an der Kolbenstange 26 abstützt. 1m
Innern des Zylinders 21 ist längsverschieblich ein Kolben 30 angeordnet,
der einen Druckraum 31, der über einen Anschluß 32 an eine Druckölleitung anschließbar
ist, einschließt. Im Zylinder 21 ist außerdem noch eine Druckfeder 33 angeordnet,
die sich auf dem Kolben 30 und der Ringschulter 29 abstützt. Diese Druckfeder
33 ist etwa genauso stark wie die Druckfeder 28, hat aber eine steilere Kennlinie.
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Die Wirkungsweise der Anordnung wird nun an Hand des in der F i g.
7 dargestellten Schaltschemas erläutert.
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Wenn das gesicherte Schienenfahrzeug verfahren werden soll, dann wird
ein zweipoliger elektrischer Schalter 35 eingeschaltet. Hierdurch wird ein
Antriebsmotor 36 für eine Ölpumpe 37 an die Stromversorgung angeschlossen,
und Drucköl wird aus einem Vorratsbehälter 38 über eine Leitung 39 in den Druckraum
31 des Zylinders 21 gefördert. Der Kolben 30 weicht hierdurch
in die in F i g. 6 dargestellte Lage zurück, spannt dabei die Druckfeder 33, die
auf die Ringschulter 29 einwirkt und die Druckfeder 28 zusammenpreßt. Die Kolbenstange
26 weicht demzufolge ein Stück in den Zylinder zurück, so daß die Druckpfannen 25
und 27 von den Bolzen 19 und 20 zurückweichen. Die Backen 49 und 50 werden
auf diese Weise entlastet.
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Ein an der Druckpfanne 27 befestigter Betätigungshebel 41 betätigt,
wenn die Backen entlastet sind, einen elektrischen Schalter 42, der ein elektromagnetisch
betätigtes Ventil 43 in die in F i g. 7 strichpunktiert eingezeichnete Schaltstellung
umschaltet. In dieser Schaltstellung ist der Druckraum 31 von der Druckölzufuhr
abgeschaltet, und die hydraulische Hubvorrichtung 12 ist an die Druckölzufuhr
angeschlossen. Infolgedessen wird die Zugstange 11
nach oben bewegt, und die
Schienenzange 1 bis 4
wird durch die Kniehebelpaare 5 bis 8 geöffnet.
Der Winkel, den die Kniehebelpaare 5 bis 8 einschließen, verkleinert sich dabei,
bis die Winkelstellung nach F i g. 4 erreicht ist, in der die Kniehebel
5 bis 8 an nicht dargestellten Anschlägen anliegen. Durch den weiteren
Hub der Zugstange 11 wird dann die Schienenzange 1 bis 4 angehoben.
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Bevor die Bolzen 19, 20 merklich aus ihrer Schließstellung weichen,
kommt die Wippe 22 von dem Betätigungshebel 24 frei und weicht unter dem
Gewicht des aufliegenden Zylinders 21 in die in F i g. 3 und 4 gezeichnete
Stellung zurück, in der die Druckpfannen 25, 27 das Öffnen der Zange nicht mehr
behindern können. Kurz vor Vollendung ihres Hubes betätigt die hydraulische Hubvorrichtung
12 mindestens mittelbar einen elektrischen Schalter 44 zur Einschaltung von Fahrmotoren
45 für das Schienenfahrzeug. Der Antriebsmotor 36 bleibt eingeschaltet, und die
Ölpumpe fördert weiter. Das überschüssige Öl kann dann über ein 1Uberdruckventil
51 abfließen.
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Soll das Schienenfahrzeug stillgesetzt werden, dann wird der zweipolige
Schalter 35 geöffnet. Die Fahrmotoren 45 und der Antriebsmotor 36 für die
Ölpumpe 37 werden hierdurch von der Stromversorgung abgeschaltet, Der Druck in der
Hubvorrichtung 12 bricht dann zusammen, und die Zugstange 11 weicht infolge
der Wirkung der Gewichte 9
und 10 in ihre in F i g. 1 und 2 gezeichnete
Lage zurück. Sobald dabei die Bolzen 17 und 18 auf den Auflagen 15 und 16 aufsetzen,
schließt sich die Schienenzange 1 bis 4, und die Backen
49 und 50 legen sich an den Kopf der Schiene 40 seitlich an.
Im letzten Bereich der Senkbewegung der Zugstange 11 wird von dem Betätigungshebel
24 die Wippe 22 betätigt und der Zylinder 21 wieder in die
in F i g. 1 und 2 dargestellte Lage geschwenkt.
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Sobald sich die Teile in dieser Lage befinden, wird mindestens mittelbar
von der Hubvorrichtung 12.. ein Ventil 46 betätigt, d. h. geöffnet, und gibt den
Ölabfluß aus dem Druckraum 31 frei. Die Druckfeder 33 verschiebt dann den
Kolben 30, bis sie sieh entspannt hat, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die vom
Ölabfluß abhängt. Die Kolbenstange 26 kann dabei unter der Wirkung der Druckfeder
28 wieder in die in F i g. 5 gezeichnete Lage ausweichen, in der die Druckpfannen
25 und 27, wie aus F i g. 2 ersichtlich, gegen die Bolzen 19 und
20 gepreßt werden und die Backen 49 und 50 belastet sind.
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Die volle Belastung wird erst wirksam, wenn sich die Druckfeder
33 ganz entspannt hat. Zur Regelung der Schnelligkeit des Anstiegs der Belastung
ist in der Abflußleitung, in der sich das Ventil 46 befindet, ein einstellbares
Drosselventil 47 angeordnet, mit dem die Geschwindigkeit des- Ölabflusses eingestellt
werden kann. Vorteilhaft wird dieses Drosselventil 47 so eingestellt, daß die Belastung
in etwa 3 bis 5 Sekunden auf den vollen Wert ansteigt. In entsprechender Weise kann
zur Regelung der Geschwindigkeit des Ölzuflusses in der Leitung 39 ebenfalls ein
einstellbares Drosselventil vorgesehen sein.
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Während die Kolbenstange 26 wieder in ihre in F i g. 5 dargestellte
Lage zurückweicht, gibt der Betätigungshebel 41 den elektrischen Schalter 42 frei,
wodurch das magnetische Ventil 43 wieder in die in F i g. 7 ausgezogen gezeichnete
Stellung geschaltet wird. Die Teile befinden sich nun -wieder in der Ausgangslage.