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Die
Erfindung betrifft eine Einschienen-Hängebahn, insbesondere untertätige Einschienen-Hängebahn,
mit einer an einem Tragrahmen angeordneten Weiche mit zumindest
einer durch ein Stellorgan bewegbaren Weichenzunge, welche wenigstens
eine Einfahrtschiene mit einer von zumindest zwei Ausfahrtschienen
wahlweise verbindet.
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Einschienen-Hängebahnen
werden üblicherweise
aber nicht einschränkend
untertägig
im Berg- und/oder Tunnelbau für
die Materialförderung,
aber auch für
die Personenförderung
eingesetzt. Dabei kennt man sowohl über Seil angetriebene Einschienenhängebahnen,
wie auch solche, die mit Lokomotiven oder vergleichbaren Zugfahrzeugen
betrieben werden. Man spricht hier auch von sogenannten Laufkatzen.
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Die
Schienen der Einschienen-Hängebahn werden
im allgemeinen an Firsten aufgehängt,
und zwar vorzugsweise mit Hilfe von Ketten, so dass sich der aus
den Schienen bzw. Profillaufschienen aufgebaute Schienenstrang etwaigen
Verformungen infolge Gebirgsdruckes anpassen kann. Die einzelnen und
aus den Profillaufschienen zusammengesetzten Schienenstränge mögen dabei
Abbau- und Förderbereiche
sowie Materialumschlagplätze
miteinander verbinden. Dabei ist es an Streckenabzweigungen und
Kreuzungen teilweise erforderlich, von einem auf den anderen Schienenstrang
zu wechseln. Dazu sind Weichen notwendig, wie sie beispielsweise
in der
DE 82 24 120
U1 , der
DE
199 19 702 C1 oder auch der
DE 30 05 428 A1 beschrieben werden und die
Gattung bilden.
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Die
angesprochenen Weichen arbeiten allgemein in der Weise, dass die
(gerade) Weichenzunge zwischen den beiden Ausfahrtschienen mit Hilfe des Stellorganes
hin- und her verschwenkt wird. Dabei kann zusätzlich eine Kulissenführung vorgesehen werden,
wie sie die
DE 199
19 702 C1 beschreibt. Ebenso sind Verrastungen mit Hilfe
von Bolzen denkbar, die in
DE
30 05 428 A1 vorgestellt werden.
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Ganz
unabhängig
davon beschäftigt
sich die
DD 247 133
A3 mit einer Weiche für
eine Einschienen-Hängebahn,
bei welcher die Schienenanschlüsse
räumlich
und nicht in einer Ebene angeordnet sind. Das erfordert relativ
viel Bauraum unterhalb des Firstes, der oftmals nicht zur Verfügung steht.
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Im
Rahmen der
DE 34 23
423 A1 wird eine Einschienen-Hängebahnweiche vorgestellt,
bei welcher eine Weichenzunge realisiert ist, die gliederförmig ausgebildete
Teilstücke
aufweist. Dadurch soll die Betriebssicherheit erhöht werden
und das Durchfahren der Weiche sicherer gemacht werden. Der konstruktive
Aufwand hierfür
ist jedoch enorm.
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Der
Stand der Technik kann nicht in allen Punkten befriedigen. So sind
zwischen den jeweiligen Schienen und der verschwenkbaren Weichenzunge
bei der
DE 30 05 428
A1 , der
DE
199 19 702 C1 sowie der
DE 82 24 120 U1 unvermeidbare Knickstellen
und Spalte vorhanden. Diese stellen insbesondere für nicht
angetriebene Laufrollen von Waggons der Einschienen-Hängebahn
ein Problem beim Durchlauf dar und führen zu einem erhöhten Verschleiß der oftmals
aus Kunststoff gefertigten Laufrollen.
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Die
DE 34 23 423 A1 liefert
hier zwar eine Verbesserung, weil die Weichenzunge aus gliederförmig ausgebildeten
Teilstücken
aufgebaut ist und insofern die Übergänge und
der Verlauf der Weichenzunge "glatter" realisiert werden
können.
Das ist jedoch mit einem enormen konstruktionstechnischen Aufbau
verbunden und im Hinblick auf die Funktionssicherheit zweifelhaft,
weil die einzelnen Teilstücke jeweils
um einen bestimmten definierten Betrag gegeneinander verschwenkt
werden müssen. – Im Hinblick
auf die
DD 247 133 A3 fällt schließlich auf,
dass die fragliche Lösung
dann nicht eingesetzt werden kann, wenn der Bauraum begrenzt ist,
wie dies heutzutage fast überall
angetroffen wird.
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Der
Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine derartige
Einschienen-Hängebahn
so weiterzuentwickeln, dass die Weiche sicher und möglichst
ruckfrei von den einzelnen Waggons durchfahren werden kann und zugleich
ein konstruktiv einfacher Aufbau gewährleistet ist.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabenstellung schlägt die
Erfindung bei einer gattungsgemäßen Einschienen-Hängebahn
im Rahmen der Erfindung vor, dass das Stellorgan als die Weichenzunge
in Schienenebene rotierendes Drehelement ausgebildet ist.
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Das
heißt,
die wenigstens eine Einfahrtschiene und die zumindest zwei Ausfahrtschienen
sind zunächst
einmal in einer Ebene und nicht räumlich wie in der
DD 247 133 A3 beschrieben
angeordnet. Auf diese Weise spannen die eine Einfahrtschiene und
die zwei Ausfahrtschienen die bereits angesprochene eine Schienenebene
auf. In dieser Schienenebene bzw. parallel hierzu rotiert nun die
Weichenzunge um die Weiche zu verstellen. Hierfür sorgt das als Drehelement
ausgeführte
Stellorgan.
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Tatsächlich ist
das fragliche Drehelement nicht nur rotierend ausgebildet, sondern
zugleich auch höhenveränderlich
im Vergleich zum Tragrahmen. In der Regel ruht das Drehelement auf
der Oberseite des Tragrahmens, solange die Weiche arbeitet und nicht
verstellt werden soll. Wird jedoch eine Weichenstellung gewünscht, so
wird hierzu das Drehelement in der Höhe verstellt, nämlich gegenüber der
Oberseite des Tragrahmens angehoben. Auf diese Weise erfährt auch
die an das Drehelement angeschlossene Weichenzunge eine Höhenanhebung. Das
heißt,
die Weichenzunge wird zu ihrer Rotation gegenüber den Schienen mittels des
Drehelementes angehoben.
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Als
Folge hiervon ist die Weichenzunge von den Schienen frei und kann
in der Schienenebene bzw. einer Parallelebene zur Schienenebene
rotiert werden, um die Weichenstellung zu bewirken. Dabei ist die
Auslegung insgesamt so getroffen, dass das Drehelement an der Oberseite
des Tragrahmens angeordnet ist, während die Einfahrschiene, die
beiden Ausfahrtschienen und die dazwischen befindliche Weichenzunge
an der Unterseite des Tragrahmens platziert sind. In diesem Zusammenhang
wird das Drehelement um eine Drehachse verschwenkt, die folgerichtig
den Tragrahmen durchgreift.
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Üblicherweise
fällt die
Drehachse des Drehelementes mit einer Zentralachse des Tragrahmens zusammen.
Bei der Zentralachse des Tragrahmens handelt es sich um eine im
allgemeinen durch den Schwerpunkt des Tragrahmens verlaufende Achse, gegenüber welcher
der Tragrahmen rotationssymmetrisch ausgeführt ist. Die Weichenzunge rotiert nun
um diese mit der Drehachse des Drehelementes zusammenfallende Zentralachse
des Tragrahmens bei ihrer Verstellung in der Schienenebene.
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Als
Weichenzunge empfiehlt die Erfindung eine im Wesentlichen formstabile
Bogenschiene. Das heißt,
die Weichenzunge verändert
bei einer Weichenstellung ihre Form nicht, ist folglich formstabil. Dabei
vollführt
die Weichenzunge zu ihrer Verstellung bzw. bei der Weichenstellung
eine halbe und um einen Winkel zwischen den Ausfahrtschienen verringerte
Drehung. Mit anderen Worten wird die Weichenzunge in der Regel um
weniger als 180° rotiert. In
Ansatz bei dieser Rotation wird dabei zusätzlich der Winkel zwischen
den Ausfahrtschienen gebracht.
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Nach
der Rotation greift das einfahrtschienenseitige Ende der Weichenzunge
an der bisher unberücksichtigten
Ausfahrtschiene an, wohingegen das ausfahrtschienenseitige Ende
der Weichenzunge mit der Einfahrtschiene wechselwirkt. Dafür sorgt insgesamt
das Drehelement, welches sich manuell über beispielsweise Seilzüge antreiben
lässt.
Alternativ oder zusätzlich
ist auch ein motorischer Antrieb denkbar. Außerdem verfügt das Drehelement vorteilhaft über eine
angeschlossene Höhenverstellvorrichtung.
Mit Hilfe dieser Höhenverstellvorrichtung
wird das Drehelement – wie
bereits beschrieben – gegenüber der
Oberseite des Tragrahmens angehoben. Dadurch wird gleichzeitig die
Weichenzunge ebenfalls angehoben und außer Eingriff mit der Einfahrtschiene
und der korrespondierenden Ausfahrtschiene gebracht. In der mittels
des Drehelementes bzw. der angeschlossenen Höhenverstellvorrichtung angehobenen
Position kann die Weichenzunge gegenüber den Schienen rotieren. – Auch die
Höhenverstellvorrichtung
lässt sich
manuell und/oder motorisch antreiben.
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Zusätzlich schlägt die Erfindung
wenigstens eine Fahrwegsperre vor. Meistens ist jeder einzelnen Schiene
(d.h., sowohl der Einfahrtschiene als auch den beiden Ausfahrtschienen)
eine eigene Fahrwegsperre zugeordnet. Die Fahrwegsperre blockiert
(bei angehobener und) rotierender Schienenzunge, d. h. sich verstellender
Weiche, die zugehörige
Schiene, und zwar automatisch, und gibt diese ansonsten frei. Dadurch
wird unmittelbar und automatisch sichergestellt, dass ein Waggon
bzw. Laufwagen der Einschienenhängebahn
bei Betätigen
der Weiche nicht in den Weichenbereich einfahren kann und möglicherweise
abstürzt.
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In
der Regel ist der Tragrahmen in Aufsicht sechseckig gestaltet. Dabei
liegen die Ecken an der der Einfahrtschiene zugewandten Seite näher zusammen
als an der gegenüberliegenden
Seite, an welcher sich die beiden Ausfahrtschienen befinden. Im Übrigen ist
die Auslegung so getroffen, dass Verbindungsstreben für den Tragrahmen
vorgesehen sind. Die Verbindungsstreben sind so angeordnet, dass
von der Zentralachse des Tragrahmens ausgehend jeweilige Verbindungsstreben
sternförmig
zu jeder Ecke hin geführt
sind. Insgesamt ist der Tragrahmen vorteilhaft aus im Querschnitt
rechteckigen Hohlprofilstäben
zusammengesetzt, um die nötige Verwindungssteifigkeit
zu erreichen.
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Im
Ergebnis wird eine Einschienen-Hängebahn
bzw. eine Weiche für
eine solche Einschienen-Hängebahn
zur Verfügung
gestellt, die deutliche Vorteile gegenüber bisherigen Ausführungsformen aufweist.
Denn der bogenförmige
Verlauf und die formstabile Ausgestaltung der Weichenzunge stellen sicher,
dass ein an den Schienen geführter
Zug bzw. die Laufwagen die erfindungsgemäße Weiche ruck- und verkantungsfrei
und folglich sicher passieren können.
Das alles gelingt mit einer konstruktiv einfachen Bauform, die zudem
eine manuelle und somit energieunabhängige Betätigung ermöglicht.
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Hierzu
ist im Kern vorgesehen, dass die bogenförmige Weichenzunge in Schienenebene
bei der Weichenverstellung rotiert wird. Dazu wird die Weichenzunge
gegenüber
den Schienen mit Hilfe des als rotierendes Drehelement ausgeführten Stellorgans angehoben.
Hierzu ist vorteilhaft die Höhenverstellvorrichtung
in Gestalt einer Stellstange vorgesehen, welche zudem das Drehelement
in der jeweiligen Höhenposition
arretiert. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 die
Einschienen-Hängebahn
im Bereich einer Weiche perspektivisch,
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2 eine
Ansicht von unten aus Richtung X auf den Gegenstand nach 1 und
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3 und 4 Details
aus der 1 im endseitigen Bereich der
Weichenzunge.
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In
den Figuren ist eine Einschienen-Hängebahn dargestellt, die über Schienenstränge bzw. Schienen 1, 2, 3 aus
im Querschnitt I-förmigen
Profillaufschienen verfügt.
An den Schienensträngen 1, 2, 3 werden
Waggons bzw. Laufwagen mit oder ohne Antrieb als Zug geführt. In
der 1 erkennt man die Schienenstränge 1, 2, 3,
welche durch eine Weiche 4 miteinander verbunden sind. – Die fragliche
Einschienen-Hängebahn
wird in der Regel unter Tage im Berg- oder Tunnelbau eingesetzt
und mit Hilfe von beispielsweise Ketten hängend an Firsten eines Ausbaus
festgelegt. Das ist jedoch nicht zwingend.
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Die
Weiche 4 ist an einem Tragrahmen 5 angeordnet
und verfügt über zumindest
eine Weichenzunge 6, die sich mit Hilfe eines Stellorganes 7 bewegen
lässt.
Bei dem Stellorgan 7 handelt es sich um ein rotierendes
Drehelement 7, im Ausführungsbeispiel
eine Seilscheibe, die mit Hilfe von über sie geführten Seilen 8 manuell
um ihre Drehachse 9 gedreht werden kann. Dadurch wird auch
die an das Drehelement 7 angeschlossene Weichenzunge 6 rotiert.
Da die Schienenstränge 1, 2, 3 in
einer Ebene liegen, spannen sie eine Schienenebene S auf, die in 1 bzw. 2 angedeutet
ist.
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Die
Weichenzunge 6 wird nun mit Hilfe des Drehelementes 7 in
dieser Schienenebene S bzw. in einer zu der Schienenebene S beabstandeten
Parallelebene rotiert. Denn zu ihrer Rotation wird die Weichenzunge 6 gegenüber den
Schienen bzw. Schienensträngen 1, 2, 3 mit
Hilfe des Drehelementes 7 angehoben. Zu diesem Zweck ist
an das Drehelement 7 eine Höhenverstellvorrichtung 10 in
Gestalt eines Stellhebels 10 angeschlossenen. Mit Hilfe
des Stellhebels bzw. der Höhenverstellvorrichtung 10 lässt sich
das Drehelement 7, welches an der Oberseite des Tragrahmens 5 angeordnet
ist, gegenüber dem
Tragrahmen 5 anheben und in dieser Position arretieren.
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Weil
die Weichenzunge 6 an das Drehelement 7 über einen
Ausleger 11 angeschlossen ist, folgt die Weichenzunge 6 einer
entsprechenden Bewegung des Drehelementes 7 und wird gegenüber den
Schienen bzw. Schienensträngen 1, 2 und 3 angehoben,
wie man bei einer vergleichenden Betrachtung der 3 und 4 erkennt.
In diesem Zusammenhang sorgen jeweils Schrägflanken 12 endseitig der
Weichenzunge 6, die in zugehörige Schrägflanken 13 endseitig
der Schienen bzw. Schienenstränge 1, 2 und 3 eingreifen
dafür,
dass die Weichenzunge 6 bei diesem Vorgang von den Schienen 1, 2 und 3 freikommt,
weil sich insofern die korrespondierenden Schrägflanken 12, 13 konisch
nach oben hin öffnen. Dadurch
reicht ein geringer Höhenverstellweg
H entsprechend der 4 aus, damit die Weichenzunge 6 um
die Drehachse 9 zusammen mit dem Drehelement 7 rotieren
kann.
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Gleichzeitig
sorgen die Schrägflanken 12, 13 dafür, dass
die Weichenzunge 6 nach ihrer Verstellung zwischen den
sie verbindenden Schienen bzw. Schienensträngen 1, 2 und 3 zentriert
wird. Zusätzlich
gewährleistet
ein jeweils endseitig der Weichenzunge 6 an ihrem Unterflansch
vorgesehener und in eine korrespondierende Ausnehmung 14 an
der jeweiligen Schiene 1, 2 und 3 eingreifender
Verriegelungszapfen Z für
einen sicheren Sitz und Halt der Weichenzunge 6 nach ihrer
Verstellung. In dieser Position nach 3 wird die
Weichenzunge 6 zudem mit Hilfe der Höhenverstellvorrichtung bzw.
Stellstange 10 fixiert.
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Man
erkennt bei einer vergleichenden Betrachtung der 1 und 2,
dass die Weichenzunge 6 als im Wesentlichen formstabile
Bogenschiene ausgebildet ist. Wie die Schienenstränge 1, 2 und 3 bzw.
die Schienen 1, 2 und 3 ist auch die Weichenzunge 6 im
Querschnitt I-förmig
ausgeführt,
wobei die zugehörigen
Unterflansche eine Lauffläche
für Laufrollen
der Laufwagen bzw. Waggons bilden. Zu den Unterflanschen korrespondieren
jeweils Oberflansche, zwischen denen sich ein I-förmiger Steg
erstreckt und die mit Hilfe dieses Steges miteinander verbunden
sind.
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Zu
ihrer Verstellung vollführt
die Weichenzunge 6 weniger als eine halbe Drehung (von
weniger als 180°),
wie die 2 andeutet. Denn dort ist die
Weichenzunge 6 einmal durchgezogen und einmal strichpunktiert
in ihren jeweiligen Endpositionen dargestellt. Man erkennt, dass
die Weichenzunge 6 eine halbe Drehung abzüglich eines
Winkels α zwischen
Ausfahrtschienen 2, 3 überstreicht. Hierbei verbindet
die Weichenzunge 6 jeweils eine Einfahrtschiene 1 mit
einer von den beiden Ausfahrtschienen 2, 3, und
zwar zunächst
die Einfahrtschiene 1 mit der Ausfahrtschiene 2 (durchgezogen
dargestellt) und nach der Weichenverstellung die Einfahrtschiene 1 mit
der Ausfahrtschiene 3 (strichpunktiert gezeigt).
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Bei
der Weichenverstellung wird ein einfahrtschienenseitiges Ende 6a der
Weichenzunge 6 soweit in der Schienenebene S um die Drehachse 9 gedreht,
bis das betreffende einfahrtschienenseitige Ende 6a die
Ausfahrtschiene 3 erreicht. Hierbei mag das Drehelement 7 gegen
einen Anschlag fahren. Bei diesem Vorgang kommt automatisch ein
ausfahrtschienenseitiges Ende 6b der Weichenzunge 6 in Deckung
mit der Einfahrtschiene 1, wie zwei korrespondierende Drehpfeile
in der 2 deutlich machen. Man erkennt, dass dabei die
Weichenzunge 6 die bereits beschriebene halbe Drehung vollführt, wobei
zusätzlich
ein Winkel α zwischen
den Ausfahrtschienen 2, 3 Berücksichtigung findet.
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Durch
die jeweils rotationssymmetrische Anordnung der Einfahrtschiene 1 und
der beiden Ausfahrtschienen 2, 3 im Vergleich
zur Drehachse 9 und die ebenfalls rotationssymmetrische
Ausgestaltung der Weichenzunge 6 im Vergleich zu der betreffenden
Drehachse 9 gelingt dieser Vorgang kollisionsfrei und bleibt
insbesondere die Weichenzunge 6 formstabil. Da sie als
Bogenschiene ausgebildet ist, sind keine abgewinkelten sondern weiche Übergänge von den
jeweiligen Schienen 1, 2 und 3 zur Weichenzunge 6 zu
erwarten, die einen insgesamt sicheren Betrieb der Weiche 4 gewährleisten.
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Die
Drehachse 9 des Drehelementes 7 fällt mit
der Zentralachse 9 des Tragrahmens 5 zusammen.
Tatsächlich
verläuft
diese Zentralachse 9 des Tragrahmens 5 durch seinen
Schwerpunkt und stellt zugleich eine Rotationssymmetrieachse für den Tragrahmen 5 dar.
Denn der Tragrahmen 5 ist in Aufsicht sechseckig gestaltet,
wobei von der Zentralachse 9 jeweils sternförmig Verbindungsstreben 5' zu jeder der
sechs Ecken ausgehen. Dadurch wird eine besondere Stabilität des Tragrahmens 5 zur
Verfügung gestellt,
der insgesamt aus im Querschnitt rechteckigen Hohlprofilstreben
aufgebaut sein mag.
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In
den 3 und 4 erkennt man noch eine Fahrwegsperre 15, 16 und 17, 18.
Die Fahrwegsperre 15, 16, 17 und 18 ist
jeweils endseitig bzw. weichenseitig der Schienenstränge bzw.
Schienen 1, 2 und 3 vorgesehen und sorgt
dafür,
dass bei betätigter
Weiche 4 bzw. rotierender Weichenzunge 6 die zugehörige Schiene 1, 2 und 3 blockiert
ist. Nur wenn die Weichenzunge 6 ihre Position nach den 1, 2 und 3 einnimmt,
also nicht verstellt wird und arbeitet, gibt die Fahrwegsperre 15, 16, 17 und 18 die
zugehörige
Schiene 1, 2, 3 frei. Die Fahrwegsperre 15, 16, 17, 18 arbeitet
automatisch, und zwar dergestalt, dass die betätigte Weiche 4 bzw.
die rotierende Weichenzunge 6 die Fahrwegsperre 15, 16, 17, 18 in
ihre Blockadeposition entsprechend der 4 überführt bzw.
die Fahrwegsperre 15, 16, 17, 18 bei
betätigter
Weiche 4 ihre Blockadeposition automatisch einnehmen. Ebenso
automatisch gibt die Fahrwegsperre 15, 16, 17, 18 die
Schienen 1, 2, 3 frei, sobald die Weiche 4 verstellt
ist und ihre Ruhestellung nach 3 einnimmt.
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Im
Detail setzt sich die Fahrwegsperre 15, 16, 17, 18 aus
einem Blockierschenkel 15 sowie einem Ausleger 16 und
schließlich
einer Betätigungsnase 17 zusammen.
Der Blockierschenkel 15 ist drehbar auf einem Zapfen 18 gelagert.
In Blockadeposition der Fahrwegsperre 15, 16, 17, 18 entsprechend
der 4 im Zuge der Verstellung der Weiche 4 greift
der Blockierschenkel 15 in den Fahrweg der Einschienenhängebahn
ein. Denn die auf den Laufflächen
bildenden Unterflanschen der Schienen 1, 2, 3 geführten Laufrollen
der Einschienenhängebahn werden
durch den fraglichen Blockierschenkel 15 in der Position
nach 4 gestoppt.
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Wenn
die Weichenzunge 6 zur Verstellung der Weiche 4 ausgehend
von ihrer Position in 3 angehoben wird und die Position
nach 4 erreicht, wird der Blockierschenkeln 15 durch
sein Eigengewicht in die Blockadeposition entsprechend der 4 überführt. Umgekehrt
stellt die zwischen die Schienen 1, 2, 3 nach
ihrer Verstellung eingreifende und durch die korrespondierenden
Schrägflächen 12, 13 ausgerichtete
Weichenzunge 6 sicher, dass – ausgehend von der Darstellung
nach 4 – der
Blockierschenkel 15 wieder in seine Ruhstellung nach 3 mit
Hilfe der Betätigungsnase 17 verschwenkt wird,
welche den Ausleger 16 entsprechend beaufschlagt. Dabei
greift der Ausleger 16 über
ein Langloch an dem betreffenden Blockierschenkel 15 an.
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Im
Rahmen des Ausführungsbeispiels
werden die Höhenverstellvorrichtung
bzw. Stellstange 10 und das Drehelement 7 jeweils
manuell betätigt. Selbstverständlich liegt
es auch im Rahmen der Erfindung, alternativ oder zusätzlich für einen
motorischen Antrieb zu sorgen. Meistens wird man hier auf einen
Pneumatikantrieb zurückgreifen,
weil unter Tage oder auch im Tunnelbau üblicherweise Druckluft für den Antrieb
bzw. ein anderes Pneumatikmedium zur Verfügung steht.