DE19812993A1 - Einschienenhängebahn - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einschienenhängebahn, umfassend eine Fahrschiene und einen entlang dieser über einen Antrieb beweglichen Wagen mit einer daran befestigten Tragvorrichtung.

Einschienenhängebahnen des vorgenannten Typs werden vorwiegend zum Transport von Stückgütern oder mit entsprechender Zusatzausstattung auch von Schüttgütern über festgelegte Strecken genutzt. Insbesondere für den Transport innerhalb von Produktionsanlagen sind Einschienenhängebahnen gut geeignet, da die Schienenverläufe mitsamt den hängenden Lasten in eine Fahrebene oberhalb des Bodens verlegt werden können und somit keine kostbare Produktionsfläche in Anspruch nehmen. Nur in definierten Haltepunkten wird die Streckenführung mittels Aufzügen auf den Boden in menschliche Zugriffshöhe geleitet. Speziell in Bereichen mit nicht dauerhaftem, aber örtlich hohem Transportaufkommen bei großen Lasten, wie z. B. in der Holzindustrie oder bei der Gewinnung von Steinen und Erden im Tagebau, haben sich Einschienenhängebahnen als leicht veränderbare Transportsysteme bewährt.

Einschienenhängebahnen ohne Antrieb werden unter Ausnutzung eines Hanggefälles zum Transport betrieben, wobei die Transportwagen oder -schlitten entweder auf der gleichen Bahn, die auch zum Transport benutzt wird, in ihre Ausgangsposition zurückgezogen werden, oder die Bahn kreisförmig geschlossen angeordnet ist, so daß ein umlaufender Betrieb möglich ist.

Sinngemäß ist der Betrieb einer Einschienenhängebahn mit angetriebenen Wagen oder Schlitten möglich, wobei der Antrieb entweder über einen Seilzug erfolgt oder die Wagen bzw. Schlitten autonom, z. B. elektrisch oder mittels eines Verbrennungsmotors, angetrieben sein können.

Gemeinsam ist diesen beschriebenen Anwendungen, daß die Fahrzeuge aufgrund der Anordnung keine oder nur geringe senkrecht zur Streckenführung von der Last ausgehende Momente aufnehmen können.

In der FR 2050538 wird eine Einschienenhängebahn beschrieben, bei der ein beweglicher Wagen mittels eines Linearantriebs vorwärts getrieben wird. Der Linearantrieb nutzt einen feststehenden Langstator sowie einen länglichen am Wagen angebrachten Anker. Zwischen Langstator und Anker verbleibt ein Luftspalt. In der Schrift werden verschiedenartige Ausführungsformen von Wagen und Fahrschiene vorgestellt, wobei allen Ausführungsformen gemeinsam ist, daß keine besonderen Maßnahmen zum Schutz der Langstatorwicklung getroffen werden. Ebenso werden keine Aussagen über die Anordnung des Fahrschienenweges getroffen.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Einschienenhängebahn zu schaffen, die einen kontinuierlichen Betrieb bei möglichst geringer überbauter Fläche ermöglicht.

Dieses Problem wird durch eine Einschienenhängebahn mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Fahrschiene an mindestens einer Stelle als in der Vertikalen aus dem Fahrweg verschiebbare Weiche ausgebildet ist. Auf diese Weise können Wagen, die z. B. zu Reparaturzwecken dem Fahrschienensystem entnommen werden müssen, leicht aus diesem herausgenommen werden ohne den Betrieb zu unterbrechen. Die Weiche ist in einer bevorzugten Ausführungsform als nicht flexibles Weichenteilstück ausgebildet, welches über ein flexibles Weichengelenk beweglich im Fahrschienensystem angeordnet ist. Bei aus dem Fahrschienensystem herausgeschwenkter Weiche wird an dessen Ende vorteilhaft eine Möglichkeit zur Entnahme der Wagen vorgesehen, z. B. in Form eines weiteren Fahrschienenstücks oder in Form eines Kranes oder dergleichen.

Weiterhin soll die Einschienenhängebahn vorzugsweise einen leistungsfähigen und wartungsarmen Antrieb besitzen, wobei die beweglichen Wagen möglichst wenige Elemente des Antriebs aufnehmen sollen. Die Anordnung soll vorzugsweise in der Lage sein, beim Beladen und beim Transport entstehende Momente quer zur Längsrichtung der Schiene aufzunehmen. Solche Momente können entstehen durch eine asymmetrische Verteilung der Last mit einem Schwerpunkt außerhalb der gedachten Mittellinie der Schiene. Schließlich soll die Einschienenhängebahn vorzugsweise leicht aufzubauen sein, sowie aus möglichst wenigen möglichst gleichartigen Modulen bestehen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß zwei Fahrschienen übereinander angeordnet sind, die jeweils vom gleichen Traggerüst gehalten werden, wobei die untere Fahrschiene zum Transport von Lasten dient, die obere Fahrschiene zur Rückfahrt der Wagen ohne Last genutzt wird. Die Anordnung der Fahrschienen übereinander bietet den Vorteil, daß bei einem geschlossenen Bahnsystem nur die Hälfte der sonst üblichen überbauten Fläche benötigt wird. Durch die Zusammenfassung von Hin- und Rückweg wird weiterhin der Aufbau vereinfacht, da Hin- und Rückweg gleichzeitig montiert werden können.

Der Wechsel von der unteren zur oberen Fahrschiene bzw. umgekehrt erfolgt jeweils an den Wegenden mittels schwenkbarer Weichen. Diese sind bevorzugt als gerades Fahrschienenteilstück ausgeführt, das an der den Fahrschienen gegenüberliegenden Seite drehbar gelagert ist. Die Fahrschienen weisen vorteilhaft gebogene Enden auf, so daß ein Übergang zwischen Fahrschiene und Weiche mit einem relativ großen Kurvenradius entsteht.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Einschienenhängebahn sieht vor, daß die Fahrschiene einen Langstator zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wanderfeldes U-förmig dreiseitig umschließt und daß der Wagen mit einem Anker versehen ist. Linearantriebe bieten den Vorteil, daß keine beweglichen Antriebselemente vorzusehen sind, die naturgemäß einem Verschleiß unterliegen. Weiterhin ist es durch entsprechende Gestaltung der Stator- und Ankerwicklungen möglich, eine hohe Antriebskraft bei der gleichzeitigen Möglichkeit hoher Geschwindigkeiten des Wagens zu erreichen. Zusätzlich wirken die Anziehungskräfte des Magnetfeldes in der vorgeschlagenen Anordnung vermindernd auf die Gewichtskräfte des Fahrzeuges und somit auch vermindernd auf die durch die Rollreibung erforderlichen Antriebskräfte. Bei entsprechender Auslegung kann in bestimmten Phasen ein schwebeähnlicher Zustand mit sehr geringer Antriebsenergie erzielt werden. Die U-förmige Umschließung des Langstators schützt diesen sowohl vor mechanischer Beschädigung als auch vor Verschmutzung.

Ein zwischen Langstator und Anker vorzugsweise vorgesehener Luftspalt ist so ausgelegt, daß zum einen eine Beschädigung der Stator- und Ankerwicklung bei Verschmutzung einer der beiden Wicklungen vermieden wird, zum anderen der Abstand so gering bleibt, daß das magnetische Streufeld keine zu hohen Verluste mit sich bringt.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn innerhalb des U-förmigen Bereichs der Fahrschiene zwischen den Wandungen der Fahrschiene und dem Langstator und dem Langstator Platz vorgesehen wird, der zur Aufnahme der elektrischen Schalt- und Steuerelemente für die Ansteuerung des Stators und die dazugehörende Verkabelung genutzt werden kann. Eine derartige integrierte Schiene ermöglicht eine kostengünstige Herstellung und Montage.

Die Fahrschiene wird vorzugsweise aus gleichartigen Fahrschienensegmenten zusammengesetzt, wobei neben Segmenten für gerade Teilstücke Segmente verschiedener Kurvenradien vorzusehen sind. Segmente zur Gestaltung von Kurvenradien können entweder als langgezogene gekrümmte Fahrschienensegmente vorgesehen sein oder als Adapterstück zwischen zwei geraden Segmenten mit einem dann im Bereich des Adapterstücks sehr geringen Kurvenradius.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Fahrschiene und einen Fahrwerksrahmen;

Fig. 2 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Einschienenhängebahn;

Fig. 3 eine Seitenansicht einer im Fahrweg angeordneten Weiche;

Fig. 4 eine Seitenansicht einer am Fahrwegsende angeordneten Verbindungsweiche.

Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen. Eine im Querschnitt U-förmige Fahrschiene 1 trägt zwischen den zum Erdboden hinweisenden Schenkeln des U einen Langstator 3. Die Fahrschiene 1 und der Langstator 3 sind zusammen an einem Tragrahmen 2 hängend befestigt. Zwischen Langstator 3 und den Schenkeln der U-förmigen Fahrschiene 1 sind jeweils Kabelkanäle 9 angeordnet. Diese nehmen die zur Ansteuerung benötigten elektrischen Schalt- und Steuerelemente und die dazugehörige Verkabelung auf. Die Fahrschiene 1 verfügt an ihrer Oberseite an beiden Seiten über je eine Fase 11.

Unterhalb der Fahrschiene 1 und entlang dieser fahrbar ist ein Wagen 4 angeordnet. Dieser besteht im wesentlichen aus einem im Querschnitt U-förmigen Fahrwerksrahmen 41, wobei die Schenkel des U in entgegengesetzter Orientierung zu den Schenkeln der Fahrschiene 1 angeordnet sind, und die Abmaße so ausgelegt sind, daß der Fahrwerksrahmen 41 die Fahrschiene 1 umfaßt. Im oberen Bereich des Fahrwerksrahmens 41 sind im vorderen und im hinteren Bereich auf jeder Seite je eine Laufrolle 42, insgesamt also 4 Laufrollen, angeordnet. In etwa mittig zwischen den beiden Schenkeln des U-förmigen Fahrwerksrahmens 41 ist an dessen Grundfläche ein Anker 5 angebracht. Dieser ist so am Fahrwerksrahmen 41 angeordnet, daß ein Luftspalt 6 zwischen Anker 5 und Langstator 3 verbleibt.

Die Laufrollen 42 verfügen an ihrer im Einbau außen gelegenen Seite über einen Begrenzungsteller 422, der in etwa im 45° Winkel kegelförmig gegenüber der Drehachse ausgebildet ist. Eine Lauffläche 421 liegt an der Oberseite der Fahrschiene 1 an.

In etwa mittig am Fahrwerksrahmen 41 ist mindestens eine Tragevorrichtung 43 angeordnet.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht einer Einschienenhängebahn mit zwei übereinander angeordneten Fahrschienen 1. Eine obere Fahrschiene 10 ist an einem Tragrahmen 2 aufgehangen, eine untere Fahrschiene 11 ist entsprechend an einem Tragrahmen 2 darunter angeordnet. Der Abstand zwischen oberer Fahrschiene 10 und unterer Fahrschiene 11 beziehungsweise des dazugehörige Tragrahmens 2 ist so gewählt, daß ein an der oberen Fahrschiene 10 fahrender Wagen 4 nicht mit dem Tragrahmen 2 der unteren Fahrschiene 11 in Berührung kommt.

Die Tragrahmen 2 können zum Beispiel als Stabfachwerk beispielsweise aus Holz oder Metall ausgeführt sein.

Sowohl die obere Fahrschiene 10 als auch die untere Fahrschiene 11 mit ihren dazugehörigen Tragrahmen werden aus einzelnen vorgefertigten gleichartigen Fahrschienensegmenten 20 zusammengesetzt. Die Fahrschienensegmente 20 verfügen an ihren beiden Enden über Kabelverbindungen, mit denen die durch die Kabelkanäle 9 verlegten Stromversorgungs- und Steuerungskabel untereinander verbunden werden. An den Verbindungsstellen zweier Segmente ist jeweils ein Tragmast 12 angeordnet, welcher vorzugsweise als bockförmiges Gerüst beiderseits der Fahrschienen 10, 11 ausgelegt ist. Bei Bedarf können auch der zu erwartenden Transportlast angepaßt zwischen einzelnen Segmentverbindungsstellen ein oder mehrere zusätzliche Tragmaste 12 angeordnet werden.

Fig. 3 zeigt eine im Fahrweg angeordnete Weiche. Die untere Fahrschiene 11 wird auf einem Weichenteilstück 13 beliebiger Länge, vorzugsweise etwa 8 bis 10 m, mittels eines Gelenkes 14 nach unten abklappbar ausgeführt. Das Gelenk 14 kann als Drehgelenk, oder aber zum Beispiel als flexibles Teilstück ausgelegt sein. Ein Weichenschloß 15 auf der dem Weichengelenk 14 gegenüberliegenden Seite der unteren Fahrschiene 11 ermöglicht eine Arretierung und Verriegelung des Weichenteilstücks 13. Eine Stellvorrichtung 18, zum Beispiel in Form eines oder mehrerer Hubzylinder, welche mittels eines zusätzlichen Tragmastes 12 gehalten werden, ermöglichen eine Verstellung des Weichenteilstücks 13 von einer oberen Fahrposition in eine untere Position. Soll ein Wagen 4 zum Beispiel aus Wartungs- oder Reparaturgründen aus der Fahrschiene entnommen werden, so wird das Weichenteilstück 13 sobald der entsprechende Wagen 4 auf diesem angelangt ist in eine untere Position verfahren, so daß der Wagen 4 an einer Entnahmestation 19 aus dem gesamten Fahrstrang zu entnehmen ist. Daraufhin wird das Weichenteilstück 13 wieder in seine obere Position gefahren, so daß der Fahrweg wieder geschlossen ist.

Fig. 4 zeigt eine am Fahrwegsende angeordnete Verbindungsweiche 16, welche an einem festgelegten Ende drehbar an einem Gelenk 17 gelagert ist. Mittels einer Stellvorrichtung 18, welche zum Beispiel an einem zusätzlichen Tragmast 12 angeordnet ist, kann die Verbindungsweiche 16 von einer oberen Stellung, in der diese mit der oberen Fahrschiene in Verbindung steht, bis zu einer unteren Stellung, in der diese mit der unteren Fahrschiene 11 in Verbindung steht, geschwenkt werden.

Erreicht ein Wagen 4 zum Beispiel auf der oberen Fahrschiene 10 das Fahrwegsende, so wird die Verbindungsweiche 16 in die obere Stellung gefahren und der Wagen 4 kann auf die Verbindungsweiche 16 auffahren. Sobald der Wagen 4 vollständig auf die Verbindungsweiche 16 aufgefahren ist, wird diese in die untere Position verfahren, so daß diese mit der unteren Fahrschiene 11 in Verbindung steht und der Wagen 4 nach Fahrtrichtungsumkehr auf die untere Fahrschiene 11 auffahren kann. Nach dem gleichen Prinzip können auch mehrere Wagen 4 gleichzeitig von der oberen Fahrschiene 10 zur unteren Fahrschiene 11 beziehungsweise umgekehrt gewechselt werden.

Claims (9)

1. Einschienenhängebahn umfassend eine Fahrschiene (1) und mindestens einen entlang dieser über einen Antrieb beweglichen Wagen (4) mit einer daran befestigten Tragvorrichtung (43), dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrschiene (1) an mindestens einer Stelle als in der Vertikalen aus dem Fahrweg verschiebbare Weiche (13) ausgebildet ist.

2. Einschienenhängebahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Weiche als nicht flexibles Weichenteilstück (13) mit einem flexiblen Weichengelenk (14) ausgeführt ist.

3. Einschienenhängebahn nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei aus dem Fahrweg herausgeschwenktem Weichenteilstück (13) Mittel (19) zur Entnahme der Wagen (4) vorgesehen sind.

4. Einschienenhängebahn nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Fahrschienen (10, 11) übereinander angeordnet sind.

5. Einschienenhängebahn nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Fahrwegsende Weichen (16) zur Verbindung der übereinander angeordneten Fahrschienen (10, 11) angeordnet sind.

6. Einschienenhängebahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrschiene (1) einen Langstator (3) zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wanderfeldes U-förmig dreiseitig umschließt und daß der Wagen (4) mit einem Anker (5) versehen ist.

7. Einschienenhängebahn nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Langstator (3) und Anker (5) durch einen Luftspalt (6) voneinander beabstandet sind.

8. Einschienenhängebahn nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die U-förmige Fahrschiene (1) Mittel (9) zur Aufnahme von Stromversorgungs- und Steuerungskabeln aufweist.

9. Einschienenhängebahn nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrschiene 1 aus gleichartigen gegenüber der Gesamtlänge kurzen Segmenten (20) zusammengefügt ist.