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Fahrbares Portal
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Die Erfindung betrifft ein fahrbares Portal mit auf straßengängigen,
lenkbaren Rädern stehenden Portalständern und einer die Portalständer verbindenden
Portalbrücke, wobei an jedem Portalständer mindestens eine Stütze mit StUtzfläche
zum Abstützen des Portals auf der Fahrfläche der straßengängigen Räder angeordnet
ist,
Ein derartiges Portal bietet beispielsweise als Untergestell eines Kranes den Vorteil,
daß der Kran unabhängig von Schienen bewegt und am Arbeitsplatz so aufgestellt werden
kann, daß Straßen oder Schienen durch den Kran nicht blockiert werden, sondern durch
die Portalöffnung durchgeführt werden können.
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Wenn jedoch das Portal beispielsweise Eisenbahnschienen überbrücken
soll, muß in jedem Falle sichergestellt sein, daß
sämtliche Teile
des fahrbaren Portals einen hinreichenden Sicherheitsabstand von den Schienenfahrzeugen
haben.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Portal in einer ttberbrückungsstellung
über einer Schienenstrecke für das Portal unterfahrende Schienenfahrzeuge mit Sicherheit
so justieren zu können, daß das Lichtraumprofil des Portals mit dem Bedarfsprofil
der es unterfahrenden Schienenfahrzeuge mindestens in Deckung ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß
die Stützfläche durch mindestens ein schienengängiges Rad ersetzbar ist. Dadurch
ist es ohne langwierige Rangier- und Justierarbeiten mbglich, die Portalständer
und die Räder des Portals zuverlässig so auszurichten, daß das Portal unterfahrende
Schienenfahrzeuge nicht mit dem Portal kollidieren können.
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Die Erfindung ermöglicht es außerdem, in Bereichen, in denen die Tragkraft
der Fahrfläche für die straßengangigen Räder nicht ausreicht, wohl aber Schienen
verlegt sind, mindestens einen Teil der Portallast auf die Schienen abzutragen.
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Die Stützflche bzw. die Schienenräder können dadurch zum Einsatz gebracht
werden, daß die Stütze selbst vertikal verstellbar ist oder daß bei vertikal unbeweglicher
Stütze die straßengängigen Räder an den Portalständern angehoben oder gesenkt werden
können.
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Vorzugsweise ist die Stützfläche und das schienengängige Rad an der
Stütze ständig gleichzeitig vorhanden und wahlweise in Betriebsstellung bringbar.
Dadurch kann bei einen Standortwechsel des Portals ohne zusätzliche Montagearbeiten
jederzeit zwischen einer Abstützung durch die Stützfläche und einer Abstützung und
Führung durch das schienengängige Rad abgewechselt werden. Für den Einsatz der Stützfläche
und des schienen-
gängigen Rades können n dieselben Hebe- und Senkeinrichtungen
der Abstützeinrichtungen verwendet werden.
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Eine sehr einfache Möglichkeit, zwischen dem Einsatz der Stützfläche
und du Einsatz des schienengängigen Rades zu wechseln, ergibt sich dann, wenn die
Stützfläche an einen schwenkbaren Stütaschuh angeordnet ist, welcher zwischen einer
Betriebsstellung und einer Außerbetriebsstellung verschwenkbar ist, wobei in der
Außerbetriebsstellung des Stütz schuhs dar schienengängige Rad in Betriebsstellung
ist. Gemäß einer konstruktiv sehr einfachen Ausführung ist der Stützschuh dabei
so angeordnet, daß er un die Achse du schienengängigen Rades schwenkbar ist. Sol
die Stützfläche zul Einsatz kommen, so wird sie einfach unter das schienengängige
Rad geschwenkt, während sie bei Einsatz des Schienenrades über diesem liegt.
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Vorzugsweise befindet sich die Stütze, in Geradeaus-Fahrtstellung
eines zugehörigen straßengängigen Rades betrachtet, anannähernd ia der Ebene dieses
Rades. Dadurch läßt sich das Portal so aufstellen, daß die Stütze, in Durchfahrtsrichtung
des Portals betrachtet, etwa in Flucht sit dem srtaßengängigen Rad liegt und somit
nicht in das Lichtraumprofil des Portals hineinragt. Im Falle der Zuordnung der
Stütze zu einem straßengängige Einzelrad wird die Stütze also vorzugsweise annähernd
in der Mittelebene dieses Einzelrades angeordnet sein, wegegen im Falle der Zuordnung
der Stütze zu einem Doppelrad (zwei achsparallel nebeneinander angeordnet Einzelräder)
die Stütze annähernd in der sachsnormalen Mittelebene des Doppelrades (d.h.
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zwischen den beiden Einzelrädern) angeordnet sein wird. Um einen möglichst
raschen Wechsel zwischen dem Einsatz der Stützfläche und des Einsatz des Schienenrades
zu ermöglichen, ist es zweckmäßig, wenn die Umstellung von der Betriebsstellung
des schienengängigen Rades auf die Betriebsstellung der Stützfläche an die Vertikalverschiebung
der Stütze koppelbar ist.
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Um es dem Portalführer bzw. Kranführer zu erleichtern, die
Rader
auf die Schienen aufzusetzen und aus Sicherheitsgründen ist zu t es zweckmäßig,
wenn an den Stützen Schieneneingriffsfühler vorgesehen sind, welche mit einem dem
Portalführer und/oder dem Führer eines das Portal unterfahrenden Fahrzeugs, insbesonderte
Schienen fahrzeugs erkennbaren Signalgerät verbunden sind, wobei dieses Signalgerät
eine Anzeige über du Vorhandensein bzw. Fehlen des ordnungsgefleen Schieneneingriffs
des Schienenrades gibt.
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Vorzugsweise dienen die Schienenräder nur der Abstützung und Führung,
wahrend der Fahrantrieb beim Fahren der Schienenräder auf Schienen durch Eingriff
der straßengängigen Räder mit der Schiene und/oder mit der der Schiene benachbarten
Fahrfläche erfolgt. Dait können eigene Antriebe für die Schienenräder eingespart
werden.
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Die verschiebbaren Stützen können im Schienenfahrbetrieb durch entsprechende
Bemessung des Ausschubwegs derart eingestellt sein, daß sie einen Teil der jeweiligen
Portalständerlast Ubernehmen, während der Rest dieser Last von den straßengängigen
Rädern übernommen wird. Dalit ist es ggfs. auch möglich, das Portal unter Last zu
verfahren. Besonders zweckmäßig ist es dabei auch, die Möglichkeit vorzusehen, daß
bei Zuordnung mehrerer Stützen zu eine Portalständer ein Ausgleich des Ausschubwegs
der in Wirkstellung befindlichen Stützen dieses Portalständers zur Vergleichmäßigung
der von den einzelnen Stützen übertragenen Auflagekraft möglich ist.
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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der
folgenden Beschreibung, welche in Verbindung mit den beiliegende Zeichnungen die
Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Bs stellen dar: Fig. 1 eine
Ansicht eines Drehkranzes auf einem erfindungsgemäßen Portal in Richtung der Portaldurchfahrts-
öffnung
gesehen, wobei an dem in Fig. 1 rechten Fahrwerk eine Stütze weggelassen wurde,
um einen Blick auf die Fahrwerks anordnung freizugeben, Fig. 2 eine Ansicht des
erfindungsgemaßen Portals nach Fig. 1 in einer ersten Betriebsstellung quer zur
Durchfahrtsrichtung des Portales gesehen, Fig. 3 eine Seitenansicht einer Fahrwerksgruppe
in einem zweiten Betriebs zustand des Portales, Fig. 4 eine Ansicht gemäß Fig. 3
in einem dritten Betriebszustand des Portales, Fig. 5 eine Ansicht gemäß Fig. 3
in einem vierten Betriebszustand des Portales, Fig. 6 eine Detailansicht in Richtung
des Pfeiles P in Fig. 2, welche eine der Abstützung und Ausrichtung des Portales
dienende Stützeinrichtung in vergrößertem Maßstabs zeigt, Fig. 7 eine teilweise
schematische Draufsicht auf das Portal gemaß den Fig. 1 bis 5 allein mit zwei Schwenkträgern
in einer geöffneten Stellung und zwei Schwenktrlgern in einer geschlossenen Stellung,
Fig. 8 eine schematische Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Portal mit eine. lenkbaren
Fahrwerk an jedem Schwenkträger, Fig. 9 eine schematische Draufsicht auf ein Portal
gemäß der Fig. 7, wobei sämtliche Fahrwerke gleichzeitig lenkbar sind,
Fig.
10 ein Blockschaltbild einer Schwenkträgerregelvorrichtung, und Fig. 11 ein Blockschaltbild
einer Regelvorrichtung zur Regelung des Schwenkwinkels und zur Regelung des Querträger-Schwenkträger-Winkels.
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Der in Fig. 1 dargestellte Auslegerkran umfaßt ein allgemein mit 10
bezeichnetes fahrbares Portal und einen Kranaufbau 12.
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Der Kranaufbau 12 seinerseits umfaßt eine Kranplattform 14, welche
über einen Drehkranz 16 auf dem Portal 1o drehbar gelagert ist. Auf der Kranplattform
14 erkennt man ein Maschinenhaus 18 sowie ein Führerhaus 20. Oberhalb des Maschinenhauses
18 erhebt sich ein Turmgestell 22, an dessen Fuß ein Ausleger 24 um eine im wesentlichen
horizontale Achse 26 schwenkbar angelenkt ist. Zur Verstellung des Auslegers 24
um die Schwenkachse 26 dient eine Auslegerverstelleinrichtung mit einem oberhalb
des Naschinenhauses 18 angeordneten Auslegerverstellwindwerk 28, von dein ein Auslegerverstellseil
30 ausgeht, welches über eine Flaschenzuganordnung mit nahe dem oberen Ende des
Turmgestells 22 gelagerten Rollen 32 und an dem Ausleger 24 gelagerten Rollen 34
geführt ist. Die Auslegerverstelleinrichtung wird durch Ausgleichsgewichte 36 unterstützt
(in Fig. 1 ist nur eines dieser Gewichte dargestellt), die an dem Turngestell 22
vertikal verschiebbar geführt wind. Jedes dieser Gewichte 36 hängt an dem einen
Ende eines Seilzuges 38, der über Rollen 40, 42 am oberen Ende des Turigestelles
22 geführt ist und mit seinem anderen Ende an der Spitze 44 eines von zwei Zugelementen
46, 48 und dem Ausleger 24 gebildeten Dreiecks angreift. Du Zugelement 46 ist dabei
mit seinem der Drelecksspltze 44 fernen Ende nahe der Schwenkachse 26 am Fuße des
Turmgestells 22 oder an dem Ausleger 24 befestigt, und das Zugelement 48 greift
mit seinem der Dreieckspitze 44 fernen Ende nahe den Rollen 34 des Auslegerverstellflaschenzuges
an dem Ausleger 24 an.
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In dem Maschinenhaus 18 befinden sich andeutungsweise dargestellte
Hubwindwerke So und 52, von denen Lastseilzüge 54 und 56 über Rollen 58 nahe dem
oberen Ende des Turmgestells 22 und Rollen 60 nahe der Auslegerspitze zu einer Lasttraverse
62 führen, an der eine Last 64 befestigt ist.
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Das Portal lo umfaßt im wesentlichen vier Portalständer 66 (Fig. 1
bis 7) sowie eine die Portalständer 66 miteinander verbindende und eine Portalöffnung
68 (Fig. 1) überspannende Portalbrücke 70. Die PortalbrUcke besteht im wesentlichen
aus einer im dargestellten Beispiel quadratischen Brückenplattform 72 und vier Schwenkträgern
74, die über ein nahe jeder Plattformecke angeordnetes Schwenklager 76 um eine im
wesentlichen vertikale Achse 78 schwenkbar an der Brückenplattform 72 angelenkt
sind, wobei die Schwenkträger mit Flanschen 80 bzw. 82 die Plattformecken zangenartig
umgreifen.
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Nit seinem freien plattformfernen Ende ist jeder Schwenkträger 74
mit einem Portalständer 66 verbunden. Jeder Portalständer 66 weist in dem in den
Fig. 1 bis 7 dargestellten Ausfthrungsbeispiel einen mit dem Schwenkträger 74 verbundenen
sAulenartigen Lagerzylinder 84 sowie einen wesentlichen horizontal verlaufenden
Querträger oder Balancier 86 auf, der um eine im Bereich seiner Längsmitte verlaufende
vertikale Achse 88 drehbar an dem Lagerzylinder 84 gelagert ist.
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Jeder Querträger 86 ruht auf zwei im wesentlichen symmetrisch zur
Achse 88 angeordneten einachsigen Fahrwerken 9o aoit je einem Achsträger 92 zur
Halterung der Fahrwerkachse 94 und straßenglngigen Rädern 96 zu beiden Seiten des
Achiträgern 92.
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Die Fahrwerke können natürlich auch so ausgebildet sein, daß jeweils
nur ein straßengängiges Rad an jedem Achsträger gelagert ist.
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Jedes Fahrwerk 90 ist an dem Querträger 86 um eine im wesentlichen
vertikale Achse 98 drehbar gelagert und mit Hilfe einer Stellvorrichtung, beispielsweise
einem Hydromotor loo um die Achse 98 verstellbar.
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An jedem Querträger 86 werden die Räder 96 mindestens eines Fahrwerkes
9o angetrieben.Diekann im Prinzip auf jede beliebige Weise erfolgen. In Fig. 2 ist
bei 102 ein Elektromotor angedeutet, welcher über eine Treibkette 104 die Räder
96 antreibt. An dem anderen Fahrwerk 90 des gleichen Querträgers 86 ist eine Bremseinrichtung
angedeutet, umfassend eine an dem Achsträger 92 um eine im wesentlichen horizontale
Achse 106 angelenkte Bremsbacke 108, welche mittels eines Sydraulikzylinders 11o
gegen die Radoberfläche gepreßt werden kann.
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Selbstverständlich kann auch jede andere Art von Bremseinrichtung
zum Bremsen oder Blockieren der Räder verwendet werden.
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An den Enden jedes Querträgers 86 sowie zwischen den Fahrwerken 90
in der Mitte jedes Querträgern ist jeweils eine vertikal verstellbare, allgemein
mit 112 bezeichnete StUtzelnrichtung angeordnet. In Fig. 2 sind die Stützeinrichtungen
oder Stütasäulen 112 in ihrer angehobenen Stellung dargestellt, so daß das Portal
auf den straßengängigen Rädern 96 ruht.
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Jede Stützeinrichtung 112 umfaßt eine in einen nicht dargestellten
Hydraulik zylinder auf und ab verschiebbare Kolbenstange 113, an deren freiem Ende
ein im wesentlichen parallel
zum Querträger 86 gerichteter Stützrollenträger
115 angeordnet ist. Der Stützrollenträger 115 besteht im wesentlichen aus zwei zueinander
parallelen Platten 117, die in ihrer Längsmitte um eine im wesentlichen parallel
zur Achse der straßengängigen Räder verlaufende Achse 119 an dem Ende der Kolbenstange
113 angelenkt sind. Die Platten 117 tragen nahe ihren Enden jeweils eine im wesentlichen
parallel zu der Schwenkachse 119 verlaufende Rollenachse 121, auf der jeweils eine
als Schienenrad mit doppeltem Spurkranz ausgebildete Stützrolle 123 drehbar gelagert
ist.
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Ebenfalls an der Achse 121 ist jeweils ein im Querschnitt U-förmiger
Stützschuh 125 schwenkbar gelagert, so daß er zwischen einer in den Fig. 2 und 3
dargestellten ersten Stellung und einer in den Fig. 4 und 5 dargestellten zweiten
Stellung verstellbar ist. Der U-Quersteg des Stützschuhs 125 ist als zur Anlage
auf den Untergrund bestinte Stützfläche 127 ausgebildet.
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In den Fig. 2 bis 5 sind die verschiedenen Betriebsstellungen der
Stützeinrichtung dargestellt. Fig. 2 zeigt die Stütze in richtung 112 im angehobenen
Zustand, so daß das Portal mit seinen gesanten Gewicht auf den straßengängigen Rädern
ruht und verfahren werden kann. Dabei sind die Stützschuhe 125 mit der Stützfläche
127 unter die Stützrollen 123 geschwenkt.
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um das Portal in freiem Gelände abzustützen, wie dies beispielsweise
für den Betrieb des in Fig. 1 dargestellten Kranes notwendig ist, werden die Kolbenstangen
113 der Stützeinrichtung 112 ausgefahren, so daß die StUtzschuhe 125 mit ihren Stützflächen
127 auf das Untergrund aufliegen. Diese Stellung ist in Fig. 3 dargestellt, wobei
die Kolbenstangen 113 so weit ausgefahren sind, daß die straßengängigen Räder 96
des Portals keine Bodenberührung mehr haben. Es ist selbstverstündlich auch möglich,
die Kolbenstange 113 nur so weit auszufahren, daß ein Tail der Last noch von den
straßengängigen
Rädern getragen wird. Eventuelle Unebenheiten im
Gelände können durch verschieden weites Ausfahren der Kolbenstangen 113 sowie durch
eine Schwenkbewegung der Stützrollenträger 115 um ihre Achse 119 ausgeglichen werden.
Um eine gleichmäßige Verteilung der Last auf sämtliche Stützeinrichtungen 112 zu
erreichen, wird man zweckmäßigerweise die Möglichkeit eines Druckausgleiches zwischen
den jeweiligen Hydraulik zylindern vorsehen.
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Jedoch sind die Hydraulikzylinder einzeln für sich absperrbar, damit
nicht bei einer unsymotrlschen Belastung des Portals die Kolbenstange an der am
stärksten belasteten Stützeinrichtung eingedrückt wird, während die anderen Kolbenstangen
gleichzeitig ausgefahren werden.
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Soll nun das Portal in seiner Arbeitsstellung so aufgestellt werden,
daß es einen oder mehrere Schienenstränge überbrückt und somit von Schienenfahrzeugen
unterfahren werden kann, so muß ein definierter Abstand zwischen den Querträgern
und den straßengängigen Rändern des Portals einerseits und den es unterfahrenden
schienengebundenen Fahrzeugen andererseits gewährleistet sein. Um eine exakte Ausrichtung
der Querträger 86 relativ zu den Schienensträngen zu ermöglichen, werden die als
Schienenräder ausgebildeten Stütz- und Führungsrollen 123 auf parallel zu den Schienensträngen
und in einem definierten Abstand zu diesen verlaufende Führungsschienen 129 <Fig.
4 und 5) aufgesetzt. Hierzu werden die Stützschuhe 125 aus der in Fig. 2 dargestellten
Stellung um die Achse 121 nach oben geschwenkt in die in den Fig. 4 und 5 dargestellte
Stellung.
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Fig. 4 zeigt eine erste Stellung, in der das Portal längs der Führungsschieen
verfahren werden kann. Hierzu sind die Kolbenstangen 113 so weit ausgefahren, daß
nur ein Teil der Portallast auf den Stützeinrichtungen 112 ruht, während die straßengängigen
nieder 96 noch so weit belastet sind, daß sie eine zum Antrieb des Portales ausreichende
Haftung auf dem Untergrund
haben. Wie man aus Fig. 1 sieht, sind
zu diesem Zweck die Stützrollen 123 etwa in der Mittelebene zwischen den beiden
straßengängigen Rädern 96 eines Fahrwerkes angeordnet, so daß also die straßengängigen
Räder links und rechts von der Führungsschiene 129 auf dem Untergrund laufen können.
Ist dagegen nur ein straßengängiges Rad pro Fahrwerk vorhanden, können die Stützrollen
so-angeordnet sein, daß sie in der Radmittelebene des straßengängigen Rades liegen,
so daß dieses ebenfalls auf der Führungsschiene laufen kann.
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Die Arbeitsstellung, in welcher das Portal ausschließlich auf den
Stützeinrichtungen 112 ruht, ist in Fig. 5 dargestellt.
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Um ein unbeabsichtigtes Wegrollen des Portales auf den Stützrollen
123 zu vermeiden, sind an mindestens einem Teil der Stützeinrichtungen Bremsschuhe
131 vorgesehen, die entweder an einem der Stützschuhe 125 oder an dem Stützrollenträger
115 abnehmbar oder schwenkbar angeordnet sind.
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Um dem Portalführer das Aufsetzen der Stützrollen 123 auf die Flihrungsschienen
129 zu erleichtern, kann eine nicht näher dargestellte Kontrolleinrichtung vorgesehen
sein, mit deren Hilfe festgestellt werden kann, ob sämtliche Stützrollen 123 auf
der Führungsschiene 129 aufliegen. Hierzu können beispielsweise an dem Stützrollenträger
115 jeweils Fühler vorgesehen sein, dz bei einer korrekten Lage der Stützrollen
123 auf den Führungsschienen 129 mit diesen in Kontakt kommen. Gleichzeitig kann
eine für den Portal führer und/oder den Fahrer eines das Portal unterfahrenden Schienenfahrzeuges
sichtbare Signal -einrichtung vorgesehen sein, die erst dann ein Freigabesignal
gibt, wenn sämtliche Fühler an den Stützeinrichtungen 112 eine korrekte Lage der
Stützrollen 123 auf den Führungsschienen 129 melden.
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Das Verschwenken der Stützschuhe 125 zwischen den beiden in den Fig.
2 und 3 bsu. 4 und 5 dargestellten Stellungen kann auf
beliebige
Weise erfolgen. Zweckmäßigerweise wird man eine mechanische oder hydraulische Verstellmöglichkeit
vorsehen, die gegebenenfalls auch mit der Verschiebung der Kolbens tange 113 koppelbar
ist.
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Das erfindungugemäße Portal hat den Vorteil, daß es einerseits unabhängig
von Schienen führungen seinen Einsatzort wechseln kann, andererseits aber am Einsatzort
ggfs. auf Schienen führbar ist. Damit lassen sich die Querträger des Portals so
ausrichten, daß die Sicherheitsvorschriften für das Portal unterfahrende Schienenfahrzeuge
erfüllt werden. Daneben ergibt sich noch der wesentliche Vorteil, daß etwa in einem
unbefestigten Gelände ein Teil der Portallast ggfs. auf die Führungsschienen übertragen
werden kann.
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Im folgenden soll nun das Verschwenken der Schwenkträger und das Lenken
des Portals ohne dessen FUhrung mit Hilfe der Stützrollen 123 auf Führungsschienen
129 näher erläutert werden.
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Die Schwenkträger 74 sind um ihre Schwenkachsen 78 im wesentlichen
frei verschwenkbar. Dabei sind, wie man aus Fig. 7 erkennt, jeweils zwei einander
benachbarte Schwenkträger 74 über eine Stange 114 in an sich bekannter Weise so
miteinander gekoppelt, daß sie mit einer horizontalen brüekenplattfort festen durch
die Linie AA angedeuteten Hauptrichtung gleiche Schwenkwinkel 06 einschließen. Diese
Art der Kopplung kann selbstverständlich auch auf irgendeine andere geeignete Weise
erfolgen.
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In Fig. 7 sind die beiden linken Schwenkträger 74 in einer ausgeschwenkten
Stellung oder Arbeitsstellung mit einem Schwenkwinkel von ca. 450 dargestellt. Die
beiden rechten Schwenkträger 74 liegen im wesentlichen parallel zueinander in einer
eingeschwenkten Stellung, die im wesentlichen nur als Transportstellung vorgesehen
ist. Diese beiden Schwenkträger können gegebenenfalls auch noch etwas näher zusamengesehwenlct
werden, um die Breite des Portals noch mehr zu verringern. Das Einwärtsschwenken
der in Fig. 7 linken Schwenkträger im Sinne einer Verringerung des Schwenkwinkels
a erfolgt beispielsweise dadurch, daß
sich das Portal in Richtung
des Pfeiles C bewegt und die Räder 96 die gestrichelt angedeuteten Stellungen einnehmen.
Dadurch bewegen sich also die Räder 96 der beiden Schwenkträger 74 aufeinander zu
und verschwenken somit die Schwenkträger 74 nach innen. Bewegt sich stattdessen
das Portal lo in Richtung des Pfeiles B, so schwenken bei gleicher Radstellung die
Schwenkträger 74 noch weiter auseinander. Entsprechend wird ein auseinanderschwenken
der in Fig. 7 rechten Schwenkträger 74 dadurch erreicht, daß sich das Portal b in
Richtung des Pfeiles B bewegt und die Räder 96 die in Fig. 7 gestrichelt angedeutete
Stellung annehmen.
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Es ist prinzipiell möglich, die Schwenkträger 74 in ihrer jeweils
erreichten Endstellung zu arretieren, um zu verhindern, daß die Schwenkträger 74
nach dem Erreichen der Endstellung von dieser beim Verfahren des Portals abweichen.
Eine derartige Arretierung führt jedoch bei nie ganz auszuschließenden Lenkfehlern
an den Fahrwerken zu Zwangskräften, die auf die Schwenkträger 74 und ihre Schwenklager
76 wirken. Geht man von einem Portal der in Fig. 1 angedeuteten Größenordnung aus,
das mit einer lichten Hohe der Portalöffnung von ca. 5 Metern und einer lichten
Breite der Portalöffnung von ca. 9 Knetern die Durchfahrt von zwei gestrichelt angedeuteten
Güterzügen 116 nebeneinander gestattet, so werden diese Zwangskräfte so groß daß
eine Arretierung der Schwenkträger 74 mit Mitteln, die betriebsaäßig leicht einzusetzen
und wieder zu lösen sind und den Portaldurchgang nicht versperren, kaum moglich
ist. Bei dem erfindungsgemäßen Portal wird daher auf eine Arretierung der Schwenkträger
verzichtet und eine Regelvorrichtung zur Konstanthaltung der Schwenkwinkel OL verwendet.
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Zur Erläuterung der Regelvorrichtung wird zunächst auf die Fig. 8
und 10 Bezug genol-en.
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In Fig. 8 ist ein Portal in einer Sicht gemäß Fig. 7 schematisch dargestellt,
wobei jeder Schwenkträger 74 über den zugehörigen Portalstander nur auf einem Fahrwerk
90 ruht. Die Schwenkwinkel sind mit α1, OC2, CC 3, CC 4 bezeichnet, wobei
durch die paarweise Kopplung der Schwenkträger 74 jeweils die Winkel OC 1 und α2
einerseits und die Winkel α3 und α4 andererseits im wesentlichen gleich
groß sind. Der Lenkeinschlag der einzelnen Fahrwerkachsen wird durch die Lenkwinkel
t 1 bis 4 angegeben, die jeweils zwischen einer senkrecht zur Fahrwerkachse 94 verlaufenden
Ebene 118 und einer durch die Schwenkachse 78 und die Schwenkträgerlängsrichtung
verlaufende Ebene gemessen werden.
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Zur Erläuterung der Lenkung sei zunächst angenommen, daß bei dem Portal
in Fig. 8 sämtliche Räder 96 auf Geradeausfahrt stehen, d.h. daß die Ebenen 118
parallel zu der durch den Pfeil D be zeichneten Fahrtrichtung liegen. Soll nun das
Portal um eine Kurve fahren, beispielsweise auf einer Kreisbahn um den Drehpol 120,
so wird mittels einer nicht näher erläuterten Lenkvorrichtung 122 (Fig.10) ein Lenksignal
vorgegeben, das ein Maß für den Kurvenradius eines bestimmten Punktes des Portales
lo, beispielsweise eines Rades 96 bezüglich des Drehpols 120 darstellt. Aus dem
Lenksignal wird mittels eines oder mehrerer geeigneter Funktionsgeber 124 für jede
Fahrwerkachse 94 ein Lenkeinschlaggrundsignal abgeleitet, das der gestrichelten
Linie 126 in Fig. 10 folgend der jeweiligen Stellvorrichtung 100 zum Verstellen
der Fahrwerkachse 94 zugeführt wird. Aufgrund der Lenkeinschlaggrrndsignale werden
die Fahrwerkachsen 94 so eingestellt, daß sich ihre Verlängerungen, wie in Fig.
8 dargestellt, in dem Drehpol 120 schneiden. Im Falle einer exakten Einstellung
der Fahrwerkachsen 94 bewegt sich nun das Portal 10 auf einer Kre£sbahn um den Drehpol
120. Soll nach der Kurrenfahrt wieder in die Geradeausfahrt übergegangen werde,
so wird mittels der Lenkvorrichtung ein neues Lenksignal eruugt, von dem über die
Funktionsgeber 124 abermals entsprechende Lenkeinschlaggrundsignale abgeleitet werden,
aufgrund derer die Fahr-
werkachsen 94 parallel zueinander gestellt
werden.
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Bei der soweit beschriebenen Lenkung ist eine willentliche oder unabsichtliche
Änderung der Schwenkwinkel α1 bis α4 bisher nicht berücksichtigt worden.
Sollen die Schwenkträger 74 in eine neue Betriebsstellung verschwenkt werden oder
sind die Schwenkträger 74 aufgrund eines Lenkfehlers an einem oder mehreren der
Fahrwerke 9o aus ihrer vorbestimmten Schwenkstellung ausgelenkt worden und sollen
wieder in diese vorgegebene Schwenkstellung zurückgebracht werden, so müssen die
Fahrwerkachsen 94 so eingestellt werden, daß sie ein Zusammenschwenken oder Auseinanderschwenken
der Schwenkträger 74 bewirken. Dazu müssen die Lenkeinschlaggrundsignale korrigiert
werden. Die hierzu vorgesehene Schwenkträgerregelvorrichtung weist einen Sollwertgeber
128 für die Schwenkwinkel OC i auf. Es kann dabei ein Sollwertgeber 128 für alle
vier Schwenkwinkel oder ein Sollwertgeber 128 für jedes Paar von gekoppelten Schwenkträgern
74 vorgesehen sein. An mindestens einem von je zwei gekoppelten Schwenkträgern 74
ist ein Schwenkwinkelistwertmesser 130 angeordnet. Der vom Schwenkwinkelsollwertgeber
128 vorgegebene Sollwert α0 und der vom Schwenkwinkelistwertmesser 130 ermittelte
Istwert α werden in einen Komparator 132 eingespeist, der ein Schwenkwinkelfehlersignal
#α ermittelt. Dieses Schwenkwinkelfehlersignal #α wird auf eine Rechenvorrichtung
134 gegeben, die aus dem Schwenkwinkelfehlersignal tolS ein Lenkeinschlagkorrektursignal
ermittelt und dieses in eine Uberlagerungsvorrichtung 136 einspeist, welche aus
dem Lenkeinschlaggrundsignal und dem Lenkeinschlagkorrektursignal das resultierende
Lenkeinschlagsignal ermittelt und der Stellvorrichtung 100 zuleitet. Durch diese
wird dann dz der dem Lenkeinschlaggrundsignal entsprechende jeweilige Winkel »=
um eine Korrekturgröße dr vrändert, so daß unter Beibehaltung des jeweiligen Fahrzustandes
des Portales gleichzeitig der Schwenkwinkelsollwert für den je zieigen Schwenkträger
erreicht wird.
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Die Tabellen I und II (Fig. 8) geben an, wie die Winkel γbei
einer Änderung #α der Schwenkwinkel vergrößert oder verkleinert werden müssen,
um den Sollwert oLo wieder zu erreichen. Zur Wahl der Vorzeichen ist zu sagen, daß
die Winkel jeweils in Richtung der gekrXmten Pfeile positiv gemessen werden. Wegen
der paarweisen Kopplung der Schwenkträger 74 ist oC1 gleich OC2, also auch #α1
gleich #α2 und entsprechend #α3 gleich #α4.
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Die Korrekturen t gelten für die in Fig. 8 durch den Pfeil D angegebene
Fahrtrichtung. Bei Umkehr der Fahrtrichtung würden sich auch die Vorzeichen der
Korrekturgrößen #γi umkehren. Zur Erläuterung der Größen #α, #γ
wurde in Fig. 8 der linke obere Schwenkträger 74 in einer von seiner Sollstellung
abweichenden Stellung gestrichelt eingezeichnet. Der eingezeichnete Korrektur winkel
t«|1 ist mit seinem Vorzeichen auf die Fahrtrichtung gemäß Pfeil D bezogen. Die
Absolutgröße des Korrekturwinkels #γ1 richtet sich nach der Art der Regelung
(z.B. ob proportional zur Abweichung korrigiert werden soll oder mit einem festen
Korrekturwert) und ist in der schematischen Darstellung nach Fig. 8 nicht maßstabsgetreu
eingezeichnet. Auch die Abweichung #α1 ist der Deutlichkeit halber sehr groß
eingezeichnet worden.
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So große Abweichungen vom Schwenkwinkelsollwert sind aufgrund von
Lenkfehlern nicht zu erwarten, da die SchwenktrAgerregelvorrichtung sehr empflndlich
gemacht werden kann, so daß auch bereits geringfügige Abweichungen #α sofort
korrigiert werden.
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Nach der Erläuterung der Schwenkträgerregelvorrichtung anhand der
vereinfachten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Portals nach Fig. 8 soll nun
anhand der Fig. 9 die Lenkung des bereits in den Fig. 1 bis 7 beschriebenen Portals
erläutert werden.
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Hier ist die Lenkung nicht nur deshalb etwas komplizierter, weil die
doppelte Anzahl von lenkbaren Fahrwerken to vorhanden ist, sondern vor allem, weil
die Querträger 86 an den Schwenkträgern 74 um die Achsen 88 im wesentlichen frei
drehbar sind, rn auch hier das Entstehen von Zwangskräften aufgrund möglicher Lenkfehler
zu vermeiden. Die Stellung der Querträger 86 relativ
zu den Scnwenkträger
74 wird ebenso wie die Stellung der Schwenkträger 74 relativ zur Brückenplattfori
72 allein durch eine entsprechende Stellung der Fahrwerkachsen 94 verändert und/
oder konstant gehalten. Die Schwenkwinkel sind wiederum mit OIL 1 bis α4 bezeichnet.
Die Lange der Querträger 86 relativ zu den Schwenkträgern 74 wird durch die jeweils
zwischen der QuertrAgerlängsrichtung und der Schwenkträgerlängsrichtung gemessenen
Querträgerschwenkträgerwinkel ßl bis ß4 wiedergegeben. Der Lenkeinschlag der Fahrwerkachsen
94 wird durch die Winkel rll, 12 usw. bis t41, t42 bezeichnet, wobei die Winkel
γij jeweils zwischen einer senkrecht zur jeweiligen Fahrwerkachse 94 verlaufenden
Ebene und einer durch die QuertrAgerlängsrichtung 86 gelegten und die Achsen 88
und 89 enthaltenden Ebene gemessen werden. Alle Winkel werden wiederum in Richtung
der gekrtiiiten Pfeile positiv gemessen, so daß eine änderung des Winkels in Pfeilrichtung
ein positives Vorzeichen und eine Winkeländerung entgegen der Pfeilrichtung ein
negatives Vorzeichen erhält.
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Das Verschwenken der Schwenkträger 74 bei dem in Fig. 9 schematisch
dargestellten Portal wurde bereits anhand der Fig. 7 prinzipiell erörtert. Nilost
man an, daß die Querträger 86 stets ihre in Fig. 9 eingezeichnete Stellung beibehalten,
in der die jeweiligen Winkeldi und Bi gleich groß sind, so erfolgt der Ubergang
von einer Geradeaus fahrt in eine Kurvenfahrt und umgekehrt im Prinzip wie bei dem
in Fig. 8 dargestellten Portal mit nur jeweils einem Fahrwerk 90 an jedem Schwenkträger
74. Um beispielsweise von der Geradeausfahrt in eine Stellung gemäß Fig. 9 zu kommen,
in welcher das Portal eine Kreisbahn um einen Drehpol 138 beschreibt, wird wiederum
mittels der Lenkvorrichtung 122 ein Lenksignal vorgegeben, von dem für jedes der
acht Fahrwerke 90 über einen oder mehrere Funktionsgeber 124 ein Lenkeinschlaggrundsignal
abgeleitet wird, das unter der Voraussetzung, daß die Schwenkträger 74 ihre Sollstellung
einnehmen, die jeweilige Fahrwerkachse 94 über
die Stellvorrichtungloo
so ausrichtet, daß sich die Verlängerungen sämtlicher Fahrwerkachsen 94 in dem Drehpol
138 schneiden. Befinden sich dagegen die Schwenkträger 74 nicht in ihrer Sollstellung,
weicht also der Schwenkwinkel-Istwert α vom Schwellwinkelsollwert 0 ab, so
wird in der Überlagerungsvorrichtung aus dem Lenkeinschlagrundsignal und dem aufgrund
eines Schwenkwinkel fehlersignals erzeugten Lenkeinschlagkorrektursignals ein resultierendes
Lenkeinschlagsignal erzeugt, worauf die Winkel γij korrigiert werden und die
Fahrwerkachsen 94 eine von der Stellung gemäß Fig. 9 abweichende Stellung einnehmen.
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Insofern unterscheidet sich die Lenkung des Portals und die Regelung
der Winkel αi i nicht von dem vorher erläuterten Ausführungsbeispiel gemäß
Fig. 8. Da nun aber auch der Querträger 86 gegenüber den Schwenktrager 74 jeweils
frei drehbar ist, muß auch noch eine möglicherweise auftretende Abweichung der Winkel
ßi von ihrem jeweiligen Sollwert bei der Ermittlung des resultierenden Lenkeinschlagsignales
berücksichtigt werden.
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Daher wird die in Fig.10 dargestellte Schwenkträgerregelvorrichtung
noch durch eine aus Fig. 11 ersichtliche Querträgerregelvorrichtung ergänzt. Bei
der in Fig.11 dargestellten gesamten Regelvorrichtung sind die aus Fig.10 bereits
bekannten Teile wiederum mit gleichen Bezugs ziffern versehen.
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In der Querträgerregelvorrichtung wird von einem Quertrãgerschwenkträgersollwinkelgeber
140 ein Sollwert für den jeweiligen Winkel B in einen Komparator 142 eingespeist,
der andererseits von einem Querträgerschwenkträgeristwinkelmesser 144 ein dem Istwert
des jeweiligen Winkels ß entsprechendes Signal erhält. Der Komparator 142 bildet
daraus ein Querträgerschwenkträgerwinkelfehlersignal, das in eine Rechenvorrichtung
146 zur Ermittlung eines zweiten Lenkeinschlagkorrektursignals eingespeist wird.
Dieses zweite Lenkei nschlagkorrektursi gnal wird in die Uberlagerungsvorrichtung
136 eingespeist, wo aus den jeweiligen Lenkeinschlaggrundsignal' dem ersten Lenkeinschlagkorrektursignal
und den zweiten Lenkeinschlagkorrektursignal ein resultierendes Lenkeinschlagsignal
für die jeweilige Fahrwerkachse ermittelt
wird. Aufgrund der resultierenden
Lenkeinschlagsignale werden dann die Fahrwerkachsen 94 durch die zugehörigen Stellvorrichtungen
bo in dem Sinne verstellt, daß unter Beibehaltung des jeweiligen Fahrzustandes des
Portals (z.B. Kurvenfahrt oder Geradeausfahrt) die vorgegebenen Sollwerte für die
Winkel dgl und ßi erreicht werden.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 9 sollen die Winkel ßi stets
gleich den zugehörigen Winkeln di sein, und zwar gleich dem Schwenkwinkelistwert.
Man kann also in diesem Fall auf einen eigenen Querträgerschwenkträgersollwinkelgeber
verzichten und statt eines Sollwertes für den jeweiligen Winkel ß ein dem Istwert
des Winkels OL entsprechendes Signal in den Komparator 142 einspeisen, wie dies
durch die gestrichelte Linie 148 in Fig.1 1 angedeutet ist.
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Wie man sich anhand der schematischen Darstellung in Fig. 9 leicht
klarmachen kann, müssen zu einer Korrektur des Winkels beide Fahrwerkachsen 94 an
den jeweils zugehörigen Querträger 86 gleichsinnig verstellt werden. Ist also beispielsweise,
wie in Fig. 9 durch gestrichelte Linien angedeutet, der Istwert des Winkels α
1 zu groß, ein #α1 also positiv, so müssen unter Berücksichtigung der Fahrtrichtung
gemäß dem Pfeil E beide Lenkwinkel t11 und γ12 verkleinert werden, die zur
Korrektur notwendigen änderungen #γ11 und t12 sind also beide negativ, können
aber dem Betrag nach unterschiedlich sein.
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Weicht dagegen ein Querträger 86 von seiner Sollstellung ab, so muß
die Stellung der Fahrwerkachsen 94 an diesem Querträger gegenläufig verändert werden,
um eine Drehung des Querträgers 86 um die Achse 88 und damit eine Erreichung des
Querträgerschwenkträgersollwinkels zu erhalten. Der in Fig. 9 rechte obere Schwenkträger
86 nöge sich beispielsweise in der durch die strichpunktierte Linie angedeuteten
Stellung befinden. Das
heißt der Winkel B4 ist größer geworden
und die Abweichung #ß4 somit größer Null. t> den Querträger wieder in seine ursprüngliche
Stellung zurückzubringen, muß also der Winkel r 41 vergrößert und der Winkel γ
42 verringert werden,#γ41 ist also größer Null und at 42 kleiner Null.
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Dadurch, daß eine Änderung des Winkels α durch eine gleichsinni
ge Verstellung der zu dem betreffenden Schwenkträger gehörenden Fahrwerkachsen,
eine änderung des Winkels ß dagegen durch eine gegenläufige Verstellung der Fahrwerkachsen
erreicht wird, ist es möglich, allein durch die Verstellung der Fahrwerkachsen 94
an dem jeweiligen Querträger 86 zwischen einer Bewegung des Querträgers 86 um seine
Achse 88 und einer Schwenkbewegung des Schwenkträgers 74 um die Schwenkachse 78
zu unterscheiden und zu bestimmen, welche Korrekturbewegung nun vorwiegend ausgeführt
werden soll. "Gleichsinnig" und "gegenläufig" ist dabei jeweils auf die Sollstellung
der Fahrwerkachsen bezogen, die in einem bestimmten Fahrzustand des Portals dem
Lenkeinschlaggrundsignal entspricht.
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In der Tabelle III (Fig. 9) ist für den linken oberen Schwenkarm 74
in Fig. 9 festgehalten, in welchem Sinne die Winkel γ11 und γ 12 korrigiert
werdenmmüseen, wenn sowohl der Winkel α 1 als auch der Winkel B1 von dem jeweiligen
Sollwert abweicht.
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Die obere Zeile gibt das Vorzeichen der Abweichung#α 1 an. Die
linke Spalte gibt das Vorzeichen der Abweichung#ß1 an. In den Spalten für#γ
11 und #γ12 sind jeweils zwei Vorzeichen angegeben: Dabei bezieht sich jeweils
das obere Vorzeichen auf den Beitrag i ij, der zur Korrektur der Abweichung 1 notwendig
ist, und das untere Vorzeichen auf den Korrekturbeitrag #γij der zur Korrektur
der Abweichung # ß1 notwendig ist. Sind beispielsweise #α1 und #ß1 beide größer
Null, eo sind die Vorzeichen der Lenkwinkelkorrekturen im ersten Quadranten aufgeführt.
Wie man sieht, überlagern sich bei #γ11 ein negativer Beitrag zur Korrektur
des Winkels α 1 1 und ein positiver Beitrag
zur Korrektur
des Winkels ßl; welcher der beiden Beiträge nun überwiegt und ob das resultierende
#γ11 positiv oder negativ ist, also eine Vergrößerung des Winkels γ11
bewirkt oder eine Verkleinerung des γ 4r11, hängt von der Größe der jeweiligen
Abweichung #α1 und # ß1 ab. Unter der Spalte #γ12 findet man zweimal
einen negativen Betrag, d.h. der Winkel γ12 wird in jedem Falle verkleinert
werden. Analog läßt sich aus den übrigen Quadranten ablesen, mit welchem Vorzeichen
sich die Beiträge zur Korrektur der Winkel B1 und α 1 überlagern, wobei wiederum
in jedem Feld der Spalten #γ11 und #γ12 das obere Vorzeichnen für den
Beitrag zur Korrektur der Abweichung X und das untere Vorzeichen für den Beitrag
zur Korrektur einer Abweichung # ß1 gilt. Es ist noch zu sagen, daß die Vorzeichen
in der Tabelle III nur für die in der Figur 9 durch den Pfeil E gekennzeichnete
Fahrtrichtung gelten. Bei Fahrtri chtungs umkehr würden sich bei gleicher Definition
der Winkel dl, ß und die Vorzeichen in den Feldern der Spalten #γ11 und #γ12
umkehren.
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Nach dem gleichen Schema lassen sich analoge Tabellen für die Korrektur
der Winkel dCl und Bi an den anderen Schwenkträgern aufstellen.
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Bei der in Fig. 9 beschriebenen Aus führungs form des Portals mit
einer Lenkung sämtlicher Fahrwerke 9o bleibt also die in der Fig. 9 dargestellte
relative Lage der Querträger, der Schwenkträger und der Brückenplattform unabhängig
von einer Kurvenfahrt oder von Geradeaus fahrt stets gleich, es sei denn, die Schwenkträger
74 sollen in ein neue Schwenkstellung, beispielsweise die Transportstellung, gemäß
der rechten Seite von Fig. 7, überführt werden. Das heißt die Breite der Portalöffnung
bleibt unabhängig von einer Kurvenfahrt des Portals stets gleich groß. Das Portal
kann auch aus jeder momentanen Stellung heraus durch ein Verdrehen der Fahrwerke
9o auf der Stelle sofort in eine neue Richtung losfahren. Soll beispielsweise das
Portal, das in Fig. 5 bezogen auf die Fahrtrichtung gemäß dem Pfeil E eine Rechtskurve
fährt, nun aus dieser Stellung eine
Linkskurve fahren, so können
im Stand die Fahrzeuge 9o auf einen in Figur oberhalb des Portals liegenden Drehpol
eingestellt werden und das Portal kann sofort mit dem gewünschen Kurvenradius los
fahren.
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Das beschriebene Ausführungsbeispiel weist vertikal verstellbare Stützen
auf. In bestimmten Anwendungsfällen kann es aber auch vorteilhaft sein, die Stützen
selbst feststehend auszubilden und statt dessen die straßengängigen Räder vertikal
verstellbar anzuordnen. Die Umrüstmöglichkeit zwischen Stützfläche und schienengängigen
Rädern und die Lenkung des Portals werden dadurch nicht beeinflußt.
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L e e r s e i t e