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Vorrichtung zum Antreiben von Schienenfahrzeugen Die Erfindung bezieht
sich auf eine Vorrichtung zum Antreiben von Schienenfahrzeugen, durch die es ermöglicht
wird, daß Schienenfahrzeuge auch größere Steigungen überwinden können. Werden nur
die Räder der Schienenfahrzeuge oder der sie ziehenden Lokomotive angetrieben, so
wird durch den Reibwiderstand, den die betreffenden Räder auf den Schienen finden,
bestimmt, welche Steigungen befahren werden können. Die Möglichkeiten, mittels eines
in eine Zahnschiene eingreifenden Zahnrades größere Steigungen zu überwinden, sind
beschränkt, weil mit Steigerung der in Förderrichtung bzw. entgegen der Förderrichtung
wirkenden, zur Abstützung des Schienenfahrzeuges an der Zahnschiene benötigten Kraftkomponente
notwendigerweise jeweils auch diejenige Kraftkomponente wächst, die das Zahnrad
aus der Zahnschiene herauszuheben sucht. Die Verwendung einer Haspel oder ähnlicher
Einrichtungen führt zu Schwierigkeiten, sobald in der ansteigenden Strecke größere
Kurven und Weichen zu durchfahren sind.
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Es ist deshalb bereits bekanntgeworden, das Schienenfahrzeug mit Gleisketten
zu versehen, die mit einer ihnen zugeordneten Fahrbahn durch einen über in Gleislängsrichtung
hintereinander angeordnete, vorzugsweise als Permanentmagnete ausgebildete Magnete
hergestellten Kraftschluß verbunden sind. Die Erfindung betrifft eine solche Antriebsvorrichtung.
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Als Fahrbahn der Gleisketten dienen nach dieser bekannten Vorrichtung
die Schienen selbst. Nachteilig ist, daß die Schienen zu schmal sind, um ohne übermäßige
Verlängerung der Gleiskette einen genügenden magnetischen Kraftschluß zwischen Gleiskette
und Fahrbahn zu gewährleisten, und daß ein gleichmäßiger magnetischer Kraftschluß
nur aufrechtzuerhalten ist, wenn die Entstehung von Luftspalten, die den Kraftschluß
erheblich beeinträchtigen, durch einen elastischen Anpreßdruck der Magnete gegen
ihre Berührungs- oder Auflageflächen vermieden wird.
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Um dem abzuhelfen, ist nach der Erfindung die Fahrbahn für das Untertrum
der Gleiskette zwischen den Schienen angeordnet, wobei die Magnete elastisch gegen
ihre Auflagefläche gedrückt werden. Es wird darauf hingewiesen, daß bei einer Lokomotive,
die eine Variante der Zahnradlokomotiven darstellt, es bekannt ist, an Stelle des
Zahnrades auch schon eine endlose Kette vorzusehen, deren Untertrum mit der zwischen
den Schienen angeordneten Zahnschiene im Eingriff steht. Ohne einen elastischen
Anpreßdruck der Magnete ergeben sich aber aus unvermeidlichen Unebenheiten der Fahrbahn
oder aus mangelnder Übereinstimmung zwischen der Fahrbahn der Räder einerseits und
der Fahrbahn der Gleiskette andererseits Luftspalten zwischen den Magneten und ihren
Haftflächen. Dabei genügen schon geringe Federkräfte, um die Höhenlage und Einstellung
der einzelnen Magnete hinreichend zu beeinflussen. Eine grobe Verschmutzung der
Fahrbahn kann durch die an sich bekannte Verwendung von Räumvorrichtungen vermieden
werden, die den Gleisketten vorgeschaltet werden.
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Sollten bei starr angeordneten Magneten Fremdkörper zwischen einzelne
Magnete und ihre Haftflächen gelangen, so wird nicht nur der unmittelbar über dem
Fremdkörper befindliche Magnet von der mit ihm zusammenwirkenden Haftfläche gelöst,
sondern auch eine mehr oder weniger große Zahl von benachbarten Magneten (theoretisch
sämtliche Magnete bis auf jeweils einen einzigen, so lange die Gleiskette über diesen
Fremdkörper fährt). Werden die Magnete aber elastisch, z. B. durch Federn, gegen
ihre Haftfläche gedrückt, so weicht zwar jeweils der Magnet, der über den Fremdkörper
fährt, aus, alle anderen Magnete aber kommen zur vollen Anlage.
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Bei verschmutzter Fahrbahn ergeben sich, da der Schmutz praktisch
niemals völlig gleichmäßig über die ganze Fläche verteilt ist, nach den vorliegenden
Erfahrungen folgende Wirkungen: An der verschmutzten Stelle steht jeder der Barüberfahrenden
Magnete etwas schräg. Da gleichzeitig jeder Magnet auch etwas Schlupf hat - so gering
die Schrägstellung einerseits und der Schlupf andererseits auch sein mögen -, wird
dieser Schmutz allmählich zur Seite hin verdrängt, so daß die Fahrbahn dank der
elastischen Anordnung der Magnete durch die Barüberfahrenden Gleisketten selbst
gesäubert wird.
Das vorzugsweise Anwendungsgebiet der Erfindung
sind Bahnanlagen des Abraumbetriebes. Bei Anlagen, die eine hohe Verkehrsdichte
und auf verhältnismäßig kurzen Strecken eine starke Steigung aufweisen, ist es durchaus
berechtigt, die Fahrbahn selbst mit Magneten bzw. Magnetgruppen zu bestücken, während
die Gleiskette selbst eine breite Auflagefläche aus ferromagnetischem Material aufweist.
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Bei auf den Laschen der Kette befestigten, aus in Kettenlängsrichtung
angeordneten Permanentmagnet und Polschuhen bestehenden Magnetgruppen bilden nach
einem weiteren Merkmal der Erfindung je zwei Polschuhe Teil eines die Magnetgruppe
umschließenden Gehäuses, das an seinem vorderen und rückwärtigen Ende je eine sich
in Richtung auf die Kette erstreckende Verlängerung aufweist und unter dem elastischen
Druck einer Vorrichtung steht, die das Gehäuse entlang einer an den zugeordneten
Kettenlaschen angeordneten, von diesen Verlängerungen gabelartig umgriffenen vertikalen
Führungsleiste verschiebt. Dies ermöglicht eine besonders stabile Verbindung zwischen
der Laschenkette einerseits und den Magnetgruppen andererseits. Außerdem können
wegen der vertikal angeordneten Führungsleisten sich die mit ihren Verlängerungsteilen
diese Führungsleiste umgreifenden Polschuhe beiderseits an der vollen Länge dieser
Führungsleiste abstützen, wenn die Magnetgruppen der Gleiskette in der Kettenkehre
sich von der Haftfläche der Fahrbahn lösen. Eine bestimmte Verschieblichkeit der
Magnetgruppen in vertikaler Richtung, wie sie für die bestmögliche magnetische Haftwirkung
jeder einzelnen Magnetgruppe an der Fahrbahn erwünscht ist, wird durch diese Abstützung
nicht beeinträchtigt. Die Absenkbarkeit der betreffenden Polschuhe bzw. des Gehäuses
und damit der gesamten Magnetgruppe wird dabei durch eine sich an der zugeordneten
Lasche abstützende Feder ermöglicht und durch das Anschlagen einer die Enden der
gabelartigen Verlängerungen verbindenden Brücke gegen einen an der Führungsleiste
zu befestigenden Anschlag begrenzt.
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Sind die mit der Fahrbahn durch einen magnetischen Kraftschluß verbundenen
Gleisketten an einer Lokomotive angeordnet, so sind zweckmäßig die Lokomotivräder
und die Gleisketten unabhängig voneinander je mit einem lastabhängigen Antrieb ausgerüstet,
damit die Umdrehungsgeschwindigkeiten von Rädern und Gleisketten sich automatisch
richtig aufeinander einspielen.
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Lokomotivräder und Gleisketten können aber auch getrieblich miteinander
synchronisiert und dann mit dem gleichen Motor versehen sein. Fährt die Lokomotive
auf einer Strecke, die nur teilweise eine solche Steigung aufweist, daß die Gleisketten
zugeschaltet werden müssen, während im übrigen die Reibung der Lokomotivräder auf
den Schienen zur Fortbewegung des Zuges ausreicht, so wirkt dieser Motor zweckmäßig
auf die Lokomotivräder über ein Schaltgetriebe und auf die Gleisketten über eine
Schaltkupplung, die durch das Einschalten der niedrigeren Stufe des Schaltgetriebes
eingerückt und durch deren Ausschalten gelöst wird. Dadurch wird erreicht, daß die
Lokomotive auf den Streckenabschnitten, die eine Zuschaltung der Gleisketten nicht
erfordern und somit auch keine Fahrbahn für die Gleisketten aufweisen, schneller
fahren kann und daß die Gleisketten automatisch zugeschaltet werden, wenn die Geschwindigkeit
der Lokomotivräder heruntergeschaltet wird. Selbstverständlich ist es möglich, den
gesamten Zug in an sich bekannter Weise als Triebwagenzug auszubilden, wobei jeder
Wagen mit eigenem Antrieb seiner Räder und seiner Gleisketten ausgerüstet ist. Es
ist auch möglich, nur die Lokomotive mit angetriebenen Reibrädern und die Fahrzeuge
des Zuges nur mit angetriebenen Gleisketten auszurüsten.
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Die Fahrbahn für die Gleisketten ist zweckmäßig in einer etwas oberhalb
der Schienen verlaufenden Ebene angeordnet. Dadurch wird erreicht, daß die Bewegung
der Gleisketten im Bereich der Weichen durch die Schienen nicht behindert wird.
Die Fahrbahn für die Gleisketten wird dort jeweils nur kurz unterbrochen, was die
magnetische Haftwirkung während des Durchfahrens der Weichen nur in dem Verhältnis
beeinträchtigt, in dem die Länge der Gleisketten zur Länge dieser Unterbrechung
steht. Sind vor und hinter der Unterbrechung zusätzliche bzw. stärkere Magnete in
der Fahrbahn angeordnet, so kann eine Beeinträchtigung der magnetischen Haftwirkung
auch völlig vermieden werden. Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele der Erfindung.
Dabei veranschaulicht F i g. 1 eine Gleiskette, der eine mit Magneten bestückte
Fahrbahn zugeordnet ist, sowie das Zusammenwirken zwischen Gleisketten und Reibrädern,
F i g. 2 eine mit Magneten bestückte Gleiskette. In F i g. 1 ist zwischen den Schienen
die mit Magnetgruppen 2 bestückte Fahrbahn angeordnet. Die Magnetgruppen 2 bestehen
aus Permanentmagneten 2 a und Polschuhen N und S. Beide sind
gemäß der Zeichnung nebeneinander angeordnet, können aber auch hintereinanderliegen.
Die beiden äußeien Polschuhe, die mit seitlichen Ansätzen zur Befestigung der Magnetgruppe
an der Fahrbahn versehen sind, bilden zugleich Teile eines die gesamte Magnetgruppe
einschließenden Gehäuses. über die ganze Länge der Fahrbahn sind solche Magnetgruppen
2 in beliebiger Anzahl hintereinander angeordnet. Die Magnetgruppen 2 werden durch
Federn 3 elastisch gegen die aus ferromagnetischem Material bestehenden Auflageflächen
4 der Gleisketten 5 gedrückt. Die Gleisketten 5 mit ihren Auflageflächen 4 sind
nur im Untertrum und Obertrum, nicht aber in ihrem Kehrenbereich dargestellt. Der
gleichfalls nicht dargestellte Antrieb des Schienenfahrzeuges wirkt über ein Schaltgetriebe
6 auf die üblichen Treibräder 7, die auf den Schienen 1 abrollen. Bei Einschalten
der niedrigeren Geschwindigkeitsstufe des Schaltgetriebes 6 wird zugleich die Schaltkupplung
8 betätigt, wodurch das Kettenrad 9 der Gleiskette 5 angetrieben wird, so daß sich
die Auflageflächen 4 auf der Fahrbahn abwälzen. Ist das Ende der Steigung und damit
der mit Magnetgruppen 2 bestückten Fahrbahn erreicht, wird die Schaltkupplung 8
zwischen Antrieb und Gleisketten 5 wieder gelöst und damit automatisch die höhere
Geschwindigkeitsstufe des auf die Treibräder 7 wirkenden Schaltgetriebes 6 wieder
eingeschaltet.
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F i g. 2 zeigt in Seitenansicht eine mit Magnetgruppen 20 bestückte
Gleiskette, die sich mit ihrem Untertrum auf einer Fahrbahn aus ferromagnetischem
Material abwälzt. Die Gleiskette ist um das dem Kettenrad 9 in F i g. 1 entsprechende
Antriebsrad 10 und das Umkehrrad 11 geführt. Ihre Laschen 12 und 12' weisen vertikale
Führungsleisten 13 auf. Die auf den Laschen 12 und 12' befestigten Magnetgruppen
20 entsprechen in ihrem Querschnitt den Magnetgruppen
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nach F i g. 1, d. h., sie weisen parallel zur Kettenlängsrichtung angeordnete Permanentmagnete
und Polschuhe 14 in abwechselnder Folge auf. Die beiden äußeren Polschuhe 14 sind
nicht, wie in F i g. 1 dargestellt, mit einem seitlichen Ansatz, sondern an ihrem
vorderen und rückwärtigen Ende je mit einer in Richtung auf die Kettenlasche 12
bzw. 12' sich erstreckenden, parallel zu dieser verlaufenden Verlängerung 15 bzw.
15' versehen. Diese Verlängerungen legen sich an die von ihnen gabelartig umfaßte
Führungsleiste 13 an. Die Enden der Verlängerungen 15 und 15' sind durch eine auf
sie aufgesetzte und an ihnen befestigte Brücke 16 verbunden. Diese Brücke 16 stützt
sich an dem durch die Schraube 17 an der Führungsleiste 13 zu befestigenden Anschlag
18 ab, so daß die Polschuhe 14, die einen Teil des die Magnetgruppe 20 einschließenden
Gehäuses bilden, sich nach Befestigung des Anschlages 18 nicht mehr von den Kettenlaschen
12 und 12' abheben können. Durch diese Befestigung der Magnetgruppe 20 an den Kettenlaschen
12 und 12' werden gleichzeitig die Federn 19 vorgespannt, die sich an den Kettenlaschen
12 und 12' bzw. an ihren Führungsleisten 13 abstützen. Diese Federn 19 lassen sich
jedoch noch weiter zusammendrücken, so daß eine gewisse Beweglichkeit der Magnetgruppen
20 gegenüber den Kettenlaschen 12 und 12' erhalten bleibt und
die Magnetgruppen 20 sich in ihrer Lage dem jeweiligen Verlauf der Fahrbahn anpassen
können, ohne daß zwischen ihnen und der Fahrbahn ein Luftspalt entsteht. Zur Verdeutlichung
der Montage sind drei Kettenlaschen in F i g. 2 ohne die daran zu befestigenden
Magnetgruppen 20 gezeigt und die auf ein Laschenpaar aufzumontierenden Teile gesondert
dargestellt.