DE19601016A1 - Spurausgleichsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spurausgleich bei Kurvenfahrt von schienengebundenen Fahrzeugen, insbesondere Kränen und dgl. gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist im Zusammenhang mit schienengebundenen Fahrzeugen, die einen Rahmen aufweisen, an dem Schienenfahrwerke zumindest in Form eines Dreiecks angeordnet sind, bekannt, daß diese beim Durchfahren von Kurven eine virtuelle Spurvergrößerung davontragen. Daher ist es bei derartigen Fahrzeugen notwendig, einen Spurausgleich vorzunehmen. Fahrzeuge mit relativ kleinen Radständen oder solche Fahrzeuge, die auf relativ großen Radien verkehren, benötigen in der Regel lediglich ausreichend "Luft" zwischen den Spurkränzen der Schienenräder und den Schienen, um diesen Spurausgleich durchführen zu können. Jedoch finden sich auch Fahrzeuge, wie beispielsweise Portalkräne und dgl., die häufig sehr große Radstände besitzen und/oder auf vergleichsweise kleinen Schienenradien verfahren werden. Bei derartigen Fahrzeugen reicht die vorstehend geschilderte Lösung hinsichtlich ausreichender "Luft", zwischen den Spurkränzen der Schienenräder und den Schienen nicht mehr aus.

In der Praxis ist eine Vorrichtung zum Spurausgleich bei Kurvenfahrt für ein schienengebundenes Fahrzeug bekannt geworden, bei der ein kurbelartiges Zwischenstück zwischen dem Fahrzeugrahmen und dem Schienenfahrwerk vorgesehen ist. Jedoch gestattet die kurbelartige Ausgestaltung des Zwischen­ stücks keine Querkrafteinleitung an dieser Stelle. Ebenfalls zählen doppelte Scharniergelenke in den Wippen der Fahrwerke zum Stand der Technik, die diese Nachteile der fehlenden Querkrafteinleitung mit den Kurbelelementen teilen. Daher müssen sämtliche Querkräfte bei diesen bekannten Vorrichtungen von den Schienenfahrwerken übernommen werden, die keine derartigen Spur-Ausgleichsein­ richtungen aufweisen. Hierdurch ist es notwendig, die Rahmenseite dieser Schienenfahrwerke zu verstärken. Solche kurbelartigen oder scharnierartigen Zwischenstücke sowie die Verstärkungsmaßnahmen zum einseitigen Einleiten der Querkräfte führen zu erheblichen Kostensteigerungen bei derartigen Fahrzeugen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die trotz der Möglichkeit eines Spurausgleichs während der Kurvenfahrt eines schienengebundenen Fahrzeugs die Einleitung von Querkräften gestattet.

Die vorstehende Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Zwangsführung ermöglicht einerseits, daß zwischen dem Schienenfahrwerk und dem Fahrzeugrahmen eine Relativbewegung zum Spurausgleich während der Kurvenfahrt des schienengebundenen Fahrzeugs auftreten kann, andererseits aber zu jedem Zeitpunkt, d. h. während der Geradeausfahrt und während der Kurvenfahrt Querkräfte dort eingeleitet bzw. übernommen werden können.

Die Zwangsführung kann ganz unterschiedlich ausgestaltet sein. Grundsätzlich besteht jedoch die Möglichkeit, die Zwangsführung sowohl passiv als auch aktiv wirkend zu gestalten.

Beispielsweise kann die Zwangsführung eine am Schienenfahrwerk vorgesehene, fahrwerksseitige Führungseinrichtung und eine mit dem Rahmen verbundene, rahmenseitige Führungseinrichtung, die sich gegenseitig berühren und eine Bewegungsbahn für die Relativbewegung zwischen dem Rahmen und dem Schienenfahrwerk definieren, sowie eine die Relativbewegung zwischen dem Rahmen und dem Schienenfahrzeug ermöglichende Lagerungseinrichtung für die Drehachse aufweisen. Dabei kann die fahrwerksseitige Führungseinrichtung durch eine am Schienenfahrwerk angebrachte Horizontalplatte bzw. horizontale Sattelplatte gebildet sein, die an ihren beiden, im wesentlichen parallel zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs verlaufenden Seiten mit gegenüber dem Mittelpunkt der horizontalen Sattelplatte exzentrisch verlaufenden Bogenkanten versehen ist, welche jeweils an den die rahmenseitige Führungseinrichtung bildenden Vertikal­ platten bzw. vertikalen Schubknaggen anliegen.

Weiterhin kann die Lagerungseinrichtung der Drehachse durch eine an dem Rahmen befestigte Horizontalplatte bzw. horizontale Sattelplatte gebildet sein, die eine im wesentlichen rechteckförmige Ausnehmung bzw. Kulisse aufweist, in welcher ein Kulissenstein in einer Richtung im wesentlichen quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges verschiebbar aufgenommen ist, wobei der Kulissenstein die Drehachse lagert, die in der horizontalen Sattelplatte des Fahrwerks drehbar aber unbeweglich gehalten ist. Dabei kann die rechteckförmige Ausnehmung bzw. Kulisse so ausgestaltet sein, daß bei Geradeausfahrt links oder rechts von dem Kulissenstein Raum für eine Verschiebebewegung des Kulissensteins bei Kurvenfahrt vorgesehen ist.

Ebenso besteht die Möglichkeit, daß die Horizontalplatte im wesentlichen herzförmig ist und die rechteckförmige Ausnehmung für den Kulissenstein so gestaltet ist, daß bei Geradeausfahrt des Schienenfahrwerks links und rechts des Kulissensteins Raum für eine Verschiebebewegung quer zur Fahrtrichtung des Schienenfahrwerks bei Kurvenfahrt vorhanden ist. Hierbei kann die Anordnung des "Herzes" so erfolgen, daß die Herzspitze an der einen Vertikalplatte anliegt, wogegen das Oberteil des Herzes an der anderen Vertikalplatte anliegt.

Die Zwangsführung kann auch durch ein an der Drehachse konzentrisch angebrach­ tes Zahnrad gebildet sein, welches in Eingriff mit einer fahrwerksseitigen Zahnstange steht. Die Zahnstange bzw. das Zahnrad können dabei reibungsarm gestaltet sein.

Ebenso kann die Zwangsführung durch ein Hebelgetriebe gebildet sein.

Es ist zu bemerken, daß der Rahmen des schienengebundenen Fahrzeuges beliebig ausgestaltet sein kann. Die jeweiligen Schienenfahrwerke können auch so an dem Rahmen befestigt sein, daß der Rahmen das von dem Schienenfahrwerk aufge­ spannte, gedachte geometrische Gebilde weit überragt oder von dessen Kontur abweicht. Beispielsweise kann bei einer Anordnung der Schienenfahrwerke in einer gedachten Dreiecksform der Rahmen selbst rechteckförmig ausgestaltet sein.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Rahmen rechteckförmig ist und an jeder Ecke des Rechtecks wenigstens ein Schienenfahrwerk vorgesehen ist.

Wie bereits vorstehend darauf hingewiesen worden ist, kann die Zwangsführung auch aktiv wirkend ausgestaltet sein. In einem solchen Fall kann die Zwangsführung durch eine hydraulische Verstelleinrichtung gebildet sein. Alternativ besteht die Möglichkeit, daß die Zwangsführung durch kraftbetriebene Aktuatoren, wie beispielsweise elektrische Motorspindeln und dgl. gebildet wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sowie ein Ausführungsbeispiel werden nachstehend anhand der Zeichnungsfiguren erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf einen Portalkran als ein Beispiel für ein die erfindungsgemäße Spurausgleichsvorrichtung aufweisendes Fahrzeug;

Fig. 2 eine teilweise Seitenansicht eines Schienenfahrwerks des Portal­ krans;

Fig. 3 eine schematische, vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie III-III in Fig. 2; und

Fig. 4 eine Draufsicht in Richtung des Pfeiles IV in Fig. 3.

In Fig. 1 ist als ein Beispiel für ein schienengebundenes Fahrzeug, das die erfindungsgemäß Spurausgleichsvorrichtung aufweist, ein Portalkran P schematisch in Draufsicht wiedergegeben. Der Portalkran P weist einen Rahmen 10 auf, dessen Außenkanten einen gedachten Quader umschließen. Der obere, horizontal verlaufende, rechteckförmige Abschnitt 11 des Rahmens 10 ist mit seinen Konturen in Fig. 1 skizzenhaft angedeutet. An den vier Ecken 12-15 des rechteckförmigen Rahmenabschnitts 11 ist jeweils ein vertikal verlaufender Stiel 16 angebracht (vgl. die symbolhafte Darstellung in Fig. 2). Am unteren Ende eines in Fahrtrichtung L oder R hintereinander angeordneten Paares Stiele 16 ist ein die Stiele 16 dieses Paares verbindender, horizontal verlaufender Fahrwerksbalken 17 vorgesehen, der jeweils im wesentlichen parallel zur Fahrtrichtung L oder R verläuft und an dessen Unterseite zwei Schienenfahrwerke 20 vorgesehen sind, mittels denen der Portalkran P auf Schienen S verfahrbar ist. Weiterhin ist an dem oberen, recht­ eckförmigen Rahmenabschnitt 11 ein Ausleger 18 gehaltert, der quer zu den Schienen S und damit quer zur möglichen Fahrtrichtung L oder R des Portalkrans P verläuft. Entlang des Auslegers 18 ist eine nicht weiter dargestellte Laufkatze zum Aufnehmen, Transportieren und Absetzen von umzuschlagenden Gütern verfahrbar. Außerdem können an dem Ausleger 18 verschiedene Häuser für die Antriebe des Portalkrans P sowie eine Kabine für den Kranführer vorgesehen sein, die ebenfalls nicht dargestellt sind.

In Fig. 2 ist ein Schienenfahrwerk 20 an einer der Ecken 12-15 dargestellt. Wie aus der Fig. 2 hervorgeht, weist jedes Schienenfahrwerk 20 eine Hauptwippe 22 auf, die um einen horizontal verlaufenden Schwenkbolzen 24 in einer Vertikalebene schwenkbar ist. An der Hauptwippe 22 sind jeweils zwei Zwischenwippen 26 gelagert, die ebenfalls über horizontal verlaufende Schwenkbolzen 28 in einer Vertikalebene schwenkbar sind. Jede Zwischenwippe 26 weist wiederum jeweils zwei Radwippen 26a mit zwei Paaren an in Fahrtrichtung L oder R des Portalkrans P hintereinander angeordneten Schienenräder 29 auf, die auf den Schienen S laufen.

Weiterhin sind die Hauptwippe 22 als auch die beiden Zwischenwippen 26 jeweils um eine vertikal verlaufende Drehachse in einer Horizontalebene drehbar. Die Drehachse der Hauptwippe 22 verläuft in Fig. 2 innerhalb der Schnittebene III-III. Eine erfindungsgemäße Spurausgleichsvorrichtung 30 ist in diesem Bereich an der Hauptwippe 22 bzw. dem Fahrwerksbalken 17 vorgesehen.

In den Fig. 3 und 4 ist die erfindungsgemäße Spurausgleichsvorrichtung 30 im Schnitt und in Draufsicht wiedergegeben. Die Spurausgleichsvorrichtung 30 weist eine Zwangsführung 40 auf, die eine Relativbewegung zwischen dem Schienenfahr­ werk 20 und dem Rahmen 10 des Portalkrans P gestattet. Diese Zwangsführung 40 enthält ein an dem Schienenfahrwerk 20 oberhalb des Schwenkbolzens 24 angebrachte, fahrwerkseitige Horizontalplatte bzw. horizontale Sattelplatte 42, die in ihrer Mitte mit einem Durchgangszapfen 44 versehen ist, in der die vertikal verlaufende Drehachse 46 drehbar, aber quer zu ihrer Achsrichtung unverschieblich gehalten ist.

Wie aus Fig. 4 hervorgeht, weist die horizontale Sattelplatte 42 an ihren in Fahrtrichtung L oder R verlaufenden Seiten 42a jeweils eine konvex, oder doppel­ konvex verlaufende, gegenüber dem Mittelpunkt der horizontalen Sattelplatte 42 exzentrische Bogenkante 48 auf. Beide Bogenkanten 48 liegen an dem Rahmen 10 des Portalkrans P mittels fest angebrachter Vertikalplatten bzw. vertikal ver­ laufender Schubknaggen 50 an, wie dies auch aus der Fig. 3 hervorgeht. Durch die auch während einer Kurvenfahrt aufrechterhaltene Anlage zwischen der horizontalen Sattelplatte 42 und wenigstens einer der vertikalen Schubknaggen 50 besteht die Möglichkeit, Querkräfte von dem Rahmen 10 auf das Fahrwerk 20 bzw. umgekehrt auch während dieser Kurvenfahrt überleiten zu können.

Damit während der Kurvenfahrt eine Relativbewegung zwischen Schienenfahrwerk 20 und Rahmen 10 zum Spurausgleich möglich ist, ist weiterhin eine Lagerungs­ einrichtung 52 für die Drehachse 46 durch eine am Rahmen 10 fest angebrachte weitere, rahmenseitige horizontale Sattelplatte bzw. Horizontalplatte 54 gebildet, die in ihrer Mitte eine Ausnehmung bzw. Kulisse 56 aufweist, welche im wesentli­ chen rechteckförmig ist, wobei ihre Längsseite quer zur Fahrtrichtung L oder R des Portalkrans P verläuft. In der Ausnehmung bzw. Kulisse 56 ist ein entsprechend der Form der Ausnehmung bzw. Kulisse 56 ebenfalls rechteckförmiger Kulissenstein 58 aufgenommen, der aber quer zur Fahrtrichtung L oder R des Portalkrans P kürzer als die Ausnehmung bzw. Kulisse 56 ist. Hierdurch kann sich der Kulissenstein 58 in der Ausnehmung bzw. Kulisse 56 quer zur Fahrtrichtung L oder R des Portalkrans P geführt verschieben und zwar maximal um das Maß e. In Fig. 4 ist der Kulissenstein 58 an einer Seite anliegend in der Ausnehmung bzw. Kulisse 56 dargestellt (= Geradeausfahrt des Portalkrans P), d. h., daß der Kulissenstein 58 jeweils um das Maß e bei Kurvenfahrt nach links, bezogen auf die Fig. 4, verschiebbar ist. Weiterhin weist der Kulissenstein 58 eine Buchse 60 auf, in der die Drehachse 46 gelagert ist.

Bei einer Kurvenfahrt des Portalkrans P wird die fahrwerksseitige, horizontale Sattelplatte 42 durch die beiden vertikalen Schubknaggen 50 sowie ihre exzen­ trische Bogenkanten 48 zwangsgeführt. Da diese Bogenkanten 48 gegenüber dem Mittelpunkt der Horizontalplatte 42 exzentrisch verlaufen, erfolgt während der Kurvenfahrt eine Verschiebung der Drehachse 46 mittels des Kulissensteins 58 in der Ausnehmung 56 quer zur Fahrtrichtung L oder R des Portalkrans P. Hierdurch kann ein Spurausgleich stattfinden. Gleichzeitig wird durch die ständig in Berührung mit den vertikalen Schubknaggen 50 stehenden Bogenkanten 48 der fahrwerks­ seitigen horizontalen Sattelplatte 42 die Möglichkeit eröffnet, Querkräfte einzuleiten.

Es ist noch zu bemerken, daß die Exzentrizität der Bogenkanten 48 eine Bewe­ gungsbahn für die Drehachse 46 während der Kurvenfahrt definiert, wobei die Form und Exzentrizität der Bogenkanten 48 in Abhängigkeit der jeweiligen Gegebenheiten (z. B. Schienenradius, Radstand, Kurvenrichtung usw.) bestimmt wird.

Des weiteren ist noch zu bemerken, daß die erfindungsgemäße Spurausgleichsvor­ richtung auch an mehr als einem Schienenfahrwerk 20 des Portalkrans P vorgesehen sein kann, beispielsweise an den beiden auf einer gemeinsamen Schiene S aufstehenden Schienenfahrwerken 20.

Schließlich ist noch zu bemerken, daß die Erfindung nicht auf den dargestellten Portalkran P beschränkt ist. Sie ist grundsätzlich für jedes schienengebundene Fahrzeug einsetzbar, das für Kurvenfahrten ausgelegt ist.

Claims (13)

1. Spurausgleichsvorrichtung für ein schienengebundenes, kurvenfahrfähiges Fahrzeug (P), welches einen Rahmen (10) aufweist, an dem zumindest drei Schienenfahrwerke (20) in der Form eines gedachten Dreiecks angeordnet sind, die gegenüber dem Rahmen (10) um eine im wesentlichen vertikal verlaufende Drehachse (46) drehbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß an wenigstens einem Schienenfahrwerk (20) eine Querkräfte aufnehmende Zwangsführung (42, 50, 52) zwischen Schienenfahrwerk (20) und Rahmen (10) vorgesehen ist, die während einer Kurvenfahrt des Fahrzeuges (P) eine Relativbewegung zwischen Rahmen (10) und Schienenfahrwerk (20) in einer Richtung im wesentlichen quer zur Fahrtrichtung (L oder R) des Fahrzeuges (P) ermöglicht.

2. Spurausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwangsführung (42, 50, 52) passiv erfolgt.

3. Spurausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwangsführung eine am Schienenfahrwerk (20) vorgesehene, fahrwerksseitige Führungseinrichtung (42) und eine mit dem Rahmen (10) verbundene, rahmenseitige Führungseinrichtung (50), die sich gegenseitig berühren und eine Bewegungsbahn für die Relativbewegung zwischen Rahmen (10) und Schienenfahrwerk (20) definieren, sowie eine die Relativbewegung zwischen Rahmen (10) und Schienenfahrwerk (20) ermöglichende Lagerungseinrichtung (52) für die Drehachse (46) aufweist.

4. Spurausgleichsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die fahrwerksseitige Führungseinrichtung durch eine am Schienenfahrwerk (20) angebrachte Horizontalplatte (42) gebildet ist, die an ihren beiden, im wesentlichen parallel zur Fahrtrichtung (L oder R) des Fahrzeugs (P) verlaufenden Seiten (42a) mit gegenüber dem Mittelpunkt der Horizontalplatte (42) exzentrisch verlaufenden Bogenkanten (48) versehen ist, die jeweils gegen die die rahmenseitige Führungseinrichtung bildenden Vertikalplatten (50) anliegen.

5. Spurausgleichsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bogenkanten (48) jeweils konvex oder doppelt konvex verlaufend ausgestaltet sind.

6. Spurausgleichsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerungseinrichtung (52) für die Drehachse (46) durch eine an dem Rahmen (10) befestigte Horizontalplatte (54) gebildet ist, die eine im wesentlichen rechteckförmige Ausnehmung (56) aufweist, in welcher ein Kulissenstein (58) in einer Richtung im wesentlichen quer zur Fahrtrichtung (L oder R) des Fahrzeuges (P) verschiebbar aufgenommen ist, wobei der Kulissenstein (58) die Drehachse (46) lagert, die in der Horizontalplatte (42) des Schienenfahrwerks (20) drehbar, aber quer zu ihrer Längsachse unbeweglich gehalten ist.

7. Spurausgleichsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwangsführung durch ein an der Drehachse (46) konzentrisch angebrachtes Zahnrad gebildet ist, welches in Eingriff mit einer fahrwerksseitigen Zahnstange steht.

8. Spurausgleichsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Zahnrad und Zahnstange reibungsarm ausgebildet sind.

9. Spurausgleichsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwangsführung durch ein Hebelgetriebe gebildet ist.

10. Spurausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwangsführung aktiv erfolgt.

11. Spurausgleichsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwangsführung durch eine hydraulische Verstelleinrichtung gebildet ist.

12. Spurausgleichsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwangsführung durch kraftbetriebene Aktuatoren, insbesondere elektrische Motorspindeln gebildet ist.

13. Spurausgleichsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (10) rechteckförmig ist und daß an jedem Eckpunkt (12-15) des Rahmens (10) jeweils wenigstens ein Schienenfahrwerk (20) angeordnet ist.