DE2103978A1 - Einschienen Hangebahn mit einem Linear motor als Antriebsvorrichtung - Google Patents

Description

• Einschienen-Hängebahn mit einem Linearmotor als Antriebsvorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Einschienen-Hängebahn mit einem induktiven Linearmotor als Antriebsvorrichtung, bei der jedes Fahrwerk mindestens ein Laufrad und zwei mit einer Führungsschiene zusammenwirkende Fuhrungsrollen mit vertikaler Achse aufweist.
• Bei einer Einschienen-Hängebahn mit Antrieb durch Linearmotor besteht die Aufgabe, bei guten Laufeigenschaften eine möglichst geringe Abnutzung der Laufräder und Schienen zu erhalten und außerdem den Linearmotor so exakt zu führen, daß die Spalte zwischen den feststehenden und den bewegten Teilen des Linearmotors möglichst eng gehalten werden können. Bei einer Einschienen-Hängebahn ist es zweckmäßig, die Linearmotoren so einzubauen, daß die Spalte zwischen den an der Fahrbahn befestigten Teilen und den an den Fahrzeugen befestigten Motorteilen senkrecht stehen, damit sich die Spalte bei Abnutzung der Laufräder oder der Schiene nicht verändern.
• Bei einer Einschienen-Hängebahn mit Antrieb durch Linearmotor, bei der die Last, meist ein Wagenkasten oder ein Container mit Ladung, fest mit dem Fahrwerk verbunden ist und bei der zur Führung der Linearmotoren Führungsrollen vorgesehen sind, durch die die Einhaltung kleiner Spalte im Linearmotor möglich ist, hat den Nachteil, daß Betriebszustände auftreten können, bei denen eine ständige Seitenkraft an den Laufrädern auftritt.
• Eine Seitenkraft bewirkt eine zusätzliche Reibung zwischen Rad und Schiene und somit einen erhöhten Laufwiderstand. Außerdem bewirkt eine solche Seitenkraft einen erheblichen Verschleiß an den Spurkränzen der Laufräder und an der Schiene. Eine Seitenkraft entsteht beispielsweise bei einer unsymmetrischen Verteilung der Ladung in einem Wagenkasten. Liegt der Schwerpunkt der Ladung nicht senkrecht unter der Laufschiene, so entsteht ein Lastmoment, durch das Führungskräfte an den Fu'hrungsrollen und an den Spurkränzen der Laufräder hervorgerufen werden. Eine an der Last angreifende Seitenwindkraft bewirkt ebenfalls Führungskräfte an den Führungsrollen und den Spurkränzen.
• Durch die Erfindung soll eine Einschienen-Hängebahn der eingangs genannten Art so ausgebildet werden, daß die Last kein Drehmoment derart ausüben kann, daß an den Laufrädern Seitenkräfte entatehen.
• Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Last um eine zur Schiene parallele, oberhalb des tschwerpunktes liegende Achse schwenkbar ist, die im wesentlichen in der durch die Laufradschiene gehenden Vertikalebene liegt.
• Wenn bei einer so ausgebildeten Bahn der Schwerpunkt einer Last außermittig liegt, schwenkt die Last selbsttätig in eine Lage, in der sich der Schwerpunkt unterhalb der Schwenkachse befindet. Da nun die Schwenkachse in der durch die Laufradschiene gehenden Vertikalebene liegt, befindet sich der Schwerpunkt der Last senkrecht unterhalb der Laufschiene. Das Laufrad wird also senkrecht nach unten gegen die Laufschiene gedrückt, ohne daß irgendwelche von der Last herrührende Seitenkräfte auftreten.
• Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung liegt die Snchwenkachse im wesentlichen in der gleichen horizontalen Ebene wie die Führungsrollen. Bei einer solchen Anordnung der Schwenkachse können auch durch Seitenwindkräfte keine seitlichen Führungskräfte an den Laufrädern auftreten. Bei Seitenwindkräften stellt sich die Last etwas schräg, nämlich so weit, daß das Rückstellmoment, das von der Gewichtskraft ausgeiibt wird, gleich groß ist wie das von der Seitenwindkraft um die Schwenkachse ausgeübte Moment. Die Seitenwindkraft übt damit auch an der Schwenkachse eine seitliche Kraft aus, die jedoch dann kein Drehmoment, das zu seitlichen Führungskräften an den Laufrädern führen könnte, ausüben kann, wenn die Schwenkachse in der gleichen horizontalen Ebene liegt wie die Führungsrollen. Die Seitenkräfte werden dann vollständig von den Führungsrollen aufgenommen.
• Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind Dämpfungsmittel vorgesehen, z.B. Reibungsdämpfer, die die Schwenkbewegung der Last dämpfen. Zusätzlich zu solchen Dämpfungsmitteln oder auch anstelle solcher Dämpfungsmittel können Anschläge zur Begrenzung der Ausschwenkung vorgesehen satin, wobei diese Anschläge elastisch sein und/oder dämpfend wirken können. Hierdurch werden unerwünscht große Ausschläge der Last verhindert. Solche Ausschläge können durch Seitenkräfte entstehen, z.B. durch Fliehkräfte beim Befahren von Kurven oder durch Windkräfte oder auch infolge von Unregelmäßigkeiten der Laufschiene.
• Eine vorteilhafte Konstruktion ergibt sich dann, wenn der Linearmotor zwischen der horizontalen Ebene, in der die Laufrollen liegen und der Laufschiene angeordnet ist.
• Bei einem Zug aus mehreren einzelnen Fahrzeugen ist es von Vorteil, die einzelnen Lasten gelenkig miteinander zu verbinden.
• Die Verbindungsmittel sind vorteilhafterweise elastisch und/oder wirken dämpfend. Quell dies ist ein Mittel, um unerwiinrcht große Ausschläge der Einzellasten zu verhindern.
• In den Unteransprüchen sind weitere Einzelheiten der Erfindung definiert. Anhand der schematischen Zeichnung werden nachfolgend Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine Bahn gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, wobei jedoch nur das Laufwerk mit Schiene dargestellt und die Last nur angedeutet; ist, Fig. 2 einen entsprechenden Schnitt durch eine weitere Ausführungsform, Fig. 3 eine teilweise Seitenansicht einer Ausführungsform mit einer Traverse zwischen zwei Laufrädern und Fig. 4 eine schematische Darstellung der Verbindung zwischen zwei aufeinanderfoLgenden Las ten.
• Die Bahn hat eine Tragvorrichtung 1 fjir die Schienen, mindestens einen Wagen mit einem Laufwerk 2 und einer vom Laufwerk getragenen Last 3.
• Die Tragvorrichtung hat einen aus Beton besteshenden Balken 4 und ein an diesem befestigtes U-Profil 5. An der Außenseite des oberen Schenkels 6 des U-Profils ist die Laufschiene / befestigt.
• An der Außenseite des unteren Schenkels 8 ist der Induktor 9 eines Linearmotors befestigt. Der Induktor hat einen nach unten offenen Schlitz 10. Am U-Profil ist ferner eine Führungsschiene 11 befestigt. Zwischen der Führungsschiene 11 und dem Gehäuse 12 des Induktors sind Versteifungsbleche 13 angeordnet.
• Das Laufwerk 2 hat einen winkelförmigen Träger 1, an dessen senkrecht stehendem Schenkel ein auf der Schiene 7 aufliegendes Laufrad 15 drehbar gelagert ist. Das Laufrad hat in bekannter Weise eine Lauffläche 16 und Spurkränze 17. An dem unteren waagerechten Schenkel des Trägers 14 sind zwei Fühningsrolten 18, 19 gelagert, deren Drehachsen 20 senkrecht stehen. Die LauffLächen 21 der Führungsrollen wirken mit der Führungsschiene 11 zusammen.
• Mit dem Laufwerk 2 ist auch in nicht näher dargestellter Art und Weise der Anker 22 des Linearmotors verbunden. Der Anker greift in den Schlitz 10 des Induktors cin, Die Last 3 ist an einer Achse 23 schwenkbar aufgehängt. Die Achse 23 verläuft parallel zur Laufschiene 7 und liegt in der strichpunktiert angedeuteten Vertikalebene 24, die durch die Laufschiene 7 geht. Die Achse 23 leigt auch in der horizontalen Ebene 25, in der sich die Führungsrollen 18, 19 befinden. Die Achse 23 ist unterhalb des Linearmotors 9/2' angeordnet.
• Die Bahn nach Fig. 1 arbeitet wie folgt.
• Die Vortriebskraft wird durch den Linearmotor erzeugt, mit dessen Induktor 9 ein Magnetfeld hervorgerufen wird, das auf den Anker 22 solche Kräfte ausübt, daß dieser parallel zur Laufschiene 7 vorgeschoben wird. Da der Anker 22 fest mit dem Laufwerk 2 verbunden ist, wird dieses mitgenommen. Die genaue Ausrichtung des Ankas 22 auf den Schlitz 10 des Induktors wird durch die seitliche Führung des Laufwerkes mit Hilfe der Führungsrollen 18, 19 an der Führungsschiene ii bewirkt. Die Last 3 stellt sich vermoge ihrer Schwenkbarkeit um die Achse 23 stets so ein, daß ihr Schwerpunlrt unterhalb der Achse 23 liegt. Da die Achse 23 in der Vertikalebene 24 liegt, die durch die Laufschiene 7 geht, befindet sich der Schwerpunkt auch genau unter der Laufschiene 7. Die Last kann deshalb kein Moment auf das Laufwerk ausüben, das zu Seitenkräften auf das Laufrad 15 führen könnte.
• Beim Auftreten von Seitenwindkräften stellt sich die Last 3 so weit schräg, bis das von der Seitenwindkraft um die Achse 23 ausgeübtel4oment gleich groß ist, wie das entgegengesetzte von der Last ausgeübte Moment. Dadurch wird auch auf die Achse 23 eine Seitenkraft ausgeübt. Diese kann jedoch wiederum zu keinem Moment fiihren, das Seitenkräfte am Laufrad 15 ausüben könnte, da diese Kraft in der gleichen Horizontalebene liegt wie Führungsrollen 18, 19, die also diese Seitenkraft auf die Achse 23 unmittelbar abfangen.
• Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 hat die Tragvorrichtung einen aus Stahlblech bestehenden Kastenträger 26, der von Pfeilern 27 getragen wird. Die untere Wand 28 des Kastenträgers ragt nach rechts heraus und dient als Auflager für die Laufschiene 29. Der Anker 30 des Linearmotors ist in diesem Fall ein Bestandteil der ortsfesten Anordnung und ist an der Unterseite der herausragenden Balkenplatte 28 befestigt. Der Induktor 31 ist am Laufwerk 32 befestigt. Auch in diesem Fall ist die Last 33 um eine zur Laufschiene 29 parallele Achse 34 schwenkbar, die unterhalb der Laufschiene 29 in der durch diese gehenden Vertikalebene 35 liegt. Auch die Achse 34 liegt in der gleichen Horizontalebene 36 wie die PUhrungarollen 37, 38.
• Die Wirkungsweise ist gleich, wie dies anhand der Fig. 1 beschrieben wurde. Eine geringere Höhenausdehnung des Laufwerkes 32 ergibt sich daraus, daß zwischen Laufschiene und Linearmotor nicht wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ein U-Profil eingefügt ist, sondern nur eine Platte.
• In Fig. 3 ist ein Laufwerk angedeutet, bei dem zwei Laufräder 39, 40 durch eine Traverse 41 zusammengefaßt sind, an deren Enden die Laufräder gelagert sind. An der Traverse 41 ist ein Träger 42 mittels einer Achse 43 schwenkbar aufgehängt. Der Träger 42 entspricht den Trägern 2 (Fig. 1)und 32 (Fig. 2).
• Diese Ausführung hat den Vorteil, daß sich Schienenunebenheiten, insbesondere Schienenstöße weniger auf den Träger auswirken, als dies bei einer Einrad-Ausführung der Fall ist.
• In Fig. 4 ist dargestellt, wie zwei aufeinanderfolgende Lasten 44, 45 (entsprechend den Lasten 3, Fig. 1, und 33, Fig. 2) mittels einer Kupplungseinrichtung 46 miteinander gekuppelt sind. Die Kupplung 46 enthält eine Gelenkstelle 47 und zwei Stoßdämpfer 48, 49. Die Gelenkstelle 47 gestattet beim Befahren von Kurven eine winklige Einstellung der Laufwerk relativ zueinander. Die Stoßdämpfer 48, 49 dämpfen seitliche Schwingungen rasch ab. Ein Zug, bei dem Lasten 44, 45 und eventuelle weitere Lasten miteinander auf die beschriebene Art gekuppelt sind, können Schwingungen ohne weitere Hilfsmittel verhindert werden.
• Es können jedoch zusätzlich in der Zeichnung nicht dargesbllte Mittel vorgesehen werden, wie Anschläge an den Laufwerken oder auch Dämpfungsmittel an den Aufhängungsachsen 23 (Fig. 1) oder 34 (Fig. 2).

Claims (11)

Patentansprüche=

1. Einschienen-Hängebahn mit einem induktiven Linearmotor als triebsvorrichtung, bei der jedes Fahrwerk mindestens ein Laufrad und zwei mit einer Führungsschiene zusammenwirkende Führungsrollen mit vertikaler Achse aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Last (3; 33; 44, 45) um eine zur Schiene parallele, oberhalb des Lastschwerpunktes liegende Achse (23; 34) schwenkbar ist, die im wesentlichen in der durch die Laufradschiene (7; 29) gehenden Vertikalebene (24; 35) liegt.

2. Bahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (23; 34) im wesentlichen in der gleichen horizontalen Ebene (25; 36) liegt wie die Führungsrollen (18, 19; 37, 38).

3. Bahn nach einem der vorhergehenden Anspruche, gekennzeichnet durch Mittel zur Dämpfung der Schwenkbewegung der Last, z.B.

einen Reibungsdämpfer.

4. Bahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkbewegungen der Last durch Anschläge begrenzt ist.

5. Bahn nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die nschläge elastisch sind und/oder dämpfend wirken.

6. 3aim nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Linearmotor (9, 22; 30, 31) zwischen der horizontalen Ebene (25; 36), in der die Führungsrollen (is, 19; 37, 38) liegen und der Laufschiene (7; 29) angeordnet ist.

7. Bahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Lasten (3; 53; 44, 45) eines Zuges gelenkig miteinander verbunden sind.

8. Bahn nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel (46) elastisch sind und/oder dämpfend wirken.

9. Bahn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Laufräder (39, 40) durch eine Traverse (41) miteinander verbunden sind, an der ein die Last tragendes Gehänge (42) um eine zu den Laufradachsen parallele ichse schwenkbar befestigt ist (Fig. 3).

10. Bahn nach eines der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehänge (42) in vertikaler Richtung elastisch nachgiebig mit der Traverse verbunden ist.

11. Bahn nach eines der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufräder gefedert sind.