-
betreffend ein
-
"Fahrantriebssystem, insbesondere für Einschienenhängebahnen in Untertagebetrieben"
Die
Erfindung betrifft ein Fahrantriebssystem, insbesondere für Einschienenhängebahnen
in Untertagebetrieben, mit mindestens zei in Fahrrichtung hintereinander angeordneten
Laufkatzen und einer zwischen den Laufkatzen vorgesehenen hydraulischen Fahreinheit,
wobei jede Laufkatze eine Klemmvorrichtung aufweist und ständig zumindest eine der
beiden Kler""vorrichtungen sich in ihrer Klemmposition befindet, also eine der beiden
Klemmvorrichtutgen dann und nur dann lösbar ist wenn sich die andere Klemmvorrichtung
in der Klemmposition befindet, und wobei die hydraulische Fahreinheit eine Fahrzylinder,
einen beidseitig beaufschlagbaren Arbeitskolben und eine an den Arbeitskolben angeschlossene
Fahrstange aufweist und der Fahrzylincer (oder die Fahrstange) der hydraulischen
Fahreinheit an eine der beiden Laufkatzen - die erste Laufkatze - angeschlossen
ist.
-
Fahrantriebssysteme der Art, von der die Erfindung ausgeht, sind seit
langem und in vielen Ausführungsformen - häufig unter der eichnung "EHB-Fahrantrieb"
oder "EHB-Schreiter" - bekannt (vgl die DE-PS 21 46 725, die DE-OS 25 Dl 299 bzw.
das parallele DE-Gd 75 00 900, die DE-PS 26 50 882 sowie die DE-OS 30 33 992). Dabei
ist allen diesen Fahrantriebssystemen gemeinsam, daß sie zwar eine relativ hohe
Zug- bzw. Druckkraft haben, nämlich in der Größenordnung bis zu ca. 50 kN, daß ihre
Fahrgeschwindigkeit jedoch relativ gering ist, nämlich nur bei ca. 1 m/min liegt.
-
Im übrigen sind als Fahrantriebssysteme für Einschienenhängebahnen
sogenannte Rangierkatzen bekannt, die einen Druckluftzahnradmotor und zwei in einer
Reibradschwinge gelagerte Reibräder aufweisen. Diese Fahrantriebssysteme haben zwar
eine wesentlich höhere Fahrgeschwindigkeit als die Fahrantriebssysteme, von denen
die Erfindung ausgeht, nämlich bis zu ca.
-
30 m/min, ihre Zug- bzw. Druckkraft ist jedoch wesentlich geringer
als die der Fahrantriebssysteme, von denen die Erfindunc ausgeht.
-
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrnde, das Fahrantriebss'steti
der eingangs beschriebenen Art - unter Beiberaltung der relativ hohen Zu-bzw.
-
Druckkraft - hinsichtlich der maxiral erreichbaren Fahrgeschwindigkeit
zu verbessern.
-
Die Erfindung lehrt nun verschiedene Maßnahmen, die jeweils für sich,
insbesondere aber in ihrer gemeinsamen Anwendung die Fahrgeschwindigkeit des Fahrantriebssystems,
von dem die Erfindung ausgeht, erhöhen.
-
Zunächst ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrantriebssystems
dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite hydraulische Fahreinheit mit einem Fahrzylinder,
einem beidseitig beaufschlagbaren Arbeitskolben und einer an den Arbeitskolben angeschlossenen
Fahrstange sowie ein Fahrrahmen vorgesehen sind, daß die Fahrstange der ersten hydraulischen
Fahreinheit mit ihrem dem Arbeitskolben fernen Ende (oder der Fahrzylinder) an das
erste Ende des Fahrrahmens, der Fahrzylinder (oder die Fahrstange) der zweiten hydraulischen
Fahreinheit an die zweite Laufkatze und die Fahrstange der zweiten hydraulischen
Fahreinheit mit ihrem dem Arbeitskolben fernen Ende (oder der Fahrzylinder) an das
zweite Ende des Fahrrahmens angeschlossen sind und daß die Fahrzylinder der beiden
hydraulischen Fahreinheiten gleichzeitig wechselsinnig beaufschlagt werden.
-
Für das im Stand der Technik bekannte Fahrantriebssystem, von dem
die Erfindung ausgeht, gilt folgendes: Wie eingangs ausgeführt, ist charakteristisch
für das in Rede stehende Fahrantriebssystem, daß zwei Laufkatzen und eine zwischen
den Laufkatzen angeordnete hydraulische Fahreinheit vorgesehen sind, daß jede Laufkatze
zwei Klemmvorrichtungen aufweist und daß ständig zumindest eine der beiden Klemmvorrichtungen
sich in ihrer Klemmposition befindet, also eine der beiden Klemmvorrichtungen dann
und nur dann lösbar ist, wenn sich die andere Klemmvorrichtung in der Klemmposition
befindet. Darauf basiert folgende Funktions- und Arbeitsweise, - wenn, wie üblich,
die Klemmvorrichtungen einerseits im klemmenden Sinne federbelastet sind und andererseits
durch jeweils eine hydraulische Klemmeinheit - mit einem Klemmzylinder, einem Arbeitskolben
und einer an den Arbeitskolben angeschlossenen Klemmstange -betätigbar sind:
Beim
Einschalten des in Rede stehenden Fahrantriebssystems wird zunächst eine Klemmvorrichtung
im klemmenden Sinne betätigt. Das resultiert daraus, daß beide Klemmvorrichtungen
im klemmenden Sinne federbelastet sind und die gesamte Kolbenfläche des Arbeitskolbens
einer Klemmeinheit im klemmenden Sinne hydraulisch beaufschlagt wird, während nur
die um den Querschnitt der Klemmstange verringerte Kolbenfläche des Arbeitskolbens
der anderen Klemmeinheit im öffnenden Sinne hydraulisch beaufschlagt wird. Also
führt das Hydraulikmedium, das den Klemmeinheiten beider Klemmvorrichtungen gleichzeitig
gegensinnig zugeführt wird, zwingend zuerst zu einem Klemmen der einen Klemmvorrichtung
und erst dann zu einem Öffnen der anderen Klemmvorrichtung.
-
Sind nun die Klemmvorrichtungen beider Laufkatzen betätigt, zuerst
die Klemmvorrichtung der einen Laufkatze im klemmenden Sinne und dann die Klemmvorrichtung
der anderen Laufkatze im öffnenden Sinne, dann wird die hydraulische Fahreinheit
betätigt, d. h. daß sich der Fahrzylinder an der festgeklemmten Laufkatze abstützt,
also momentan ortsfest ist, und über den Arbeitskolben und die Fahrstange der hydraulischen
Fahreinheit die zweite Laufkatze z. B. vorgeschoben wird, damit also ein Fahrschritt
ausgeführt ist.
-
Nunmehr werden die Klemmvorrichtungen der beiden Laufkatzen umgesteuert.
-
Die Klemmvorrichtung, die zuletzt im öffnenden Sinne betätigt war,
wird zuerst im klemmenden Sinne betätigt. Dann wird die Klemmvorrichtung, die zuletzt
im klemmenden Sinne betätigt war, im öffnenden Sinne betätigt.
-
Danach wird dann wieder die hydraulische Fahreinheit betätigt, die
nunmehr jedoch nur die zuvor festgeklemmt gewesene Laufkatze heranholt, ohne daß
damit ein Fahrschritt im eigentlichen Sinne ausgeführt wird.
-
Also benötigt das Fahrantriebssystem, von dem die Erfindung ausgeht,
ein vollständiges Arbeitsspiel der beiden Klemmvorrichtungen und der hydraulischen
Fahreinheit, um einen einzigen Fahrschritt auszuführen.
-
Demgegenüber ist die Funktions- und Arbeitsweise des Fahrantriebssystems,
bei dem die weiter oben erläuterte erfindungsgemäße Maßnahme verwirklicht ist, folgende:
Beim Einschalten des erfindungsgemäßen Fahrantriebssystems wird zuerst die Klemmvorrichtung
der ersten Laufkatze im klemmenden Sinne und dann die Klemmvorrichtung der zweiten
Laufkatze im öffnenden Sinne betätigt, - wie bei dem Fahrantriebssystem, von dem
die Erfindung ausgeht. Dann werden die Fahrzylinder der beiden hydraulischen Fahreinheiten
gleichzeitig wechselsinnig beaufschiagt. Einerseits stützt sich dabei der Fahrzylinder
der ersten hydraulischen Fahreinheit an der festgeklemmten ersten Laufkatze ab und
wird über den Arbeitskolben und die Fahrstange der ersten hydraulischen Fahreinheit
der Fahrrahmen vorgeschoben, damit also ein Fahrschritt ausgeführt. Andererseits
wird dabei mit Hilfe des Fahrzylinders der zweiten hydraulischen Fahreinheit die
zweite Laufkatze herangeholt.
-
Nunmehr werden, wie bei dem im Stand der Technik bekannten Fahrantriebssystem,
die Klemmvorrichtungen der beiden Laufkatzen umgesteuert. Die Klemmvorrichtung,
die zuletzt im öffnenden Sinne betätigt war, wird zuerst im klemmenden Sinne betätigt.
Dann wird die Klemmvorrichtung, die zuletzt im klemmenden Sinne betätigt war, im
öffnenden Sinne betätigt. Danach werden dann wieder die hydraulischen Fahreinheiten
betätigt, also die Fahrzylinder der beiden hydraulischen Fahreinheiten gleichzeitig
wechselsinnig beaufschlagt, - selbstverständlich gegensinnig gegenüber der vorangegangenen
Beaufschlagung. Einerseits stützt sich dabei der Fahrzylinder der zweiten hydraulischen
Fahreinheit an der festgeklemmten zweiten Laufkatze ab und wird über den Arbeitskolben
und die Fahrstange der zweiten hydraulischen Fahreinheit der Fahrrahmen vorgeschoben,
damit also ein zweiter Fahrschritt ausgeführt. Andererseits wird dabei mit Hilfe
des Fahrzylinders der ersten hydraulischen Fahreinheit die erste Laufkatze herangeholt.
-
Also werden bei dem Fahrantriebssystem, bei dem die weiter oben erläuterte
erfindungsgemäße Maßnahme verwirklicht ist, bei einem vollständigen Arbeitsspiel
der beiden Klemmvorrichtungen und der beiden hydraulischen Fahreinheiten
zwei
Fahrschritte ausgeführt.
-
Im einzelnen gibt es verschiedene Möglichkeiten, das Fahrantriebssystem,
bei dem die weiter oben erläuterte erfindungsgemäße Maßnahme verwirklicht ist, auszugestalten
und weiterzubilden, was im folgenden nur beispielhaft erläutert werden soll.
-
Wesentlicher Bestandteil der weiter oben erläuterten erfindungsgemäßen
Maßnahme ist, daß die Fahrzylinder der beiden hydraulischen Fahreinheiten gleichzeitig
wechselsinnig beaufschlagt werden. Das kann besonders einfach dadurch realisiert
werden, daß die Fahrzylinder der beiden hydraulischen Fahreinheiten wechselsinnig
in Reihe geschaltet werden.
-
Im übrigen kann der Fahrrahmen, der bei dem bisher beschriebenen erfindungsgemäßen
Fahrantriebssystem - neben der zweiten hydraulischen Fahreinheit -zusätzlich vorgesehen
ist, U-förmig oder gabelförmig ausgeführt sein und die zweite Laufkatze umfassen.
-
Weiter ist eine Ausführungsform eines Fahrantriebssystems der eingangs
beschriebenen Art, wobei jede Laufkatze eine durch eine hydraulische Klemmeinheit
betätigbare Klemmvorrichtung aufweist und jede hydraulische Klemmeinheit einen Klemmzylinder,
einen Arbeitskolben und eine an den Arbeitskolben angeschlossene Klemmstange aufweist
und wobei vorzugsweise die hydraulische Fahreinheit dadurch automatisch einschaltbar
ist, daß ein Arbeitsspiel der hydraulischen Klemmeinheiten beendet ist, erfindungsgemäß
dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulischen Klemmeinheiten dadurch automatisch
umschaltbar und für ein neues Arbeitsspiel einschaltbar sind, daß ein Arbeitsspiel
der hydraulischen Fahreinheit bzw. der hydraulischen Fahreinheiten beendet ist.
-
Für das im Stand der Technik bekannte Fahrantriebssystem, von dem
die Erfindung ausgeht, gilt hier folgendes:
Nach dem Einschalten
des in Rede stehenden Fahrantriebssystems arbeiten zunächst in der schon erläuterten
Weise die Klemmvorrichtungen der beiden Laufkatzen. Ist ein Arbeitsspiel der beiden
hydraulischen Klemmeinheiten beendet, so wird dadurch automatisch die hydraulische
Fahreinheit eingeschaltet. Das wird im einzelnen dadurch erreicht, daß dem Fahrzylinder
der hydraulischen Fahreinheit ein vom Druck in den Klemmzylindern der hydraulischen
Klemmeinheiten hydraulisch betätigbares Ansteuerventil vorgeschaltet ist. Dabei
muß jedoch nach jedem Fahrschritt das Fahrantriebssystem erneut eingeschaltet werden.
Das ist einerseits aufwendig, reduziert andererseits die maximal erreichbare Fahrgeschwindigkeit,
- weil natürlich das immer wieder notwendige erneute Einschalten nicht immer zum
frühestmöglichen Zeitpunkt erfolgt.
-
Demgegenüber folgen erfindungsgemäß die einzelnen Fahrschritte automatisch
aufeinander, so daß auch insoweit die - anderweitig vorgegebene - maximale Fahrgeschwindigkeit
erreicht wird.
-
Vorzugsweise ist die zuvor erläuterte erfindungsgemäße Maßnahme im
einzelnen dadurch realisiert, daß den Klemmzylindern der hydraulischen Klemmeinheiten
ein vom Druck im Fahrzylinder der hydraulischen Fahreinheit bzw. in den Fahrzylindern
der hydraulischen Fahreinheiten hydraulisch betätigbares Ansteuerventil vorgeschaltet
ist.
-
Schließlich ist eine Ausführungsform eines Fahrantriebssystems der
eingangs beschriebenen Art, wobei jede Laufkatze eine Klemmvorrichtung mit von beiden
Seiten an den Steg einer Fahrschiene angreifenden Klemmelementen aufweist, erfindungsgemäß
dadurch gekennzeichnet, daß jedes der beiden Klemmelemente einer Klemmvorrichtung
mindestens zwei in Fahrrichtung hintereinander angeordnete Klemmbacken aufweist.
-
Im papierenen Stand der Technik ist ein Fahrantriebssystem bekannt,
wobei jede Laufkatze eine Klemmvorrichtung mit von beiden Seiten an den Steg einer
Fahrschiene angreifenden Klemmelementen aufweist (vgl. die DE-PS 21 46 725). Ein
solches Fahrantriebssystem hat sich jedoch in die Praxis
nicht
einführen können. Alle in der Praxis bekannten Fahrantriebssysteme der eingangs
beschriebenen Art haben vielmehr Klemmvorrichtungen mit von beiden Seiten an einen
Flansch oder an beide Flanschen einer Fahrschiene angreifenden Klemmelementen, -
obwohl der Klemmhub bzw. der Lösehub bei an den Steg einer Fahrschiene angreifenden
Klemmelementen wesentlich geringer ist als bei den üblichen, an einen Flansch oder
an beide Flanschen einer Fahrschiene angreifenden Klemmelementen.
-
Der Grund dafür, daß sich Fahrantriebssysteme mit von beiden Seiten
an den Steg einer Fahrschiene angreifenden Klemmelementen in die Praxis nicht haben
einführen können, ist darin zu sehen, daß dann, wenn mit einseitig jeweils nur einer
Klemmbacke versehene Klemmelemente am Steg einer Fahrschiene angreifen, ein Verkanten
der Laufkatzen insgesamt nicht verhindert werden konnte.
-
Dadurch, daß nun erfindungsgemäß jedes der beiden Klemmelemente einer
Klemmvorrichtung mindestens zwei in Fahrrichtung hintereinander angeordnete Klemmbacken
aufweist, ist ein Verkanten der Laufkatzen weitestgehend ausgeschlossen. Folglich
liegt damit ein Fahrantriebssystem mit hinsichtlich des Klemmhubes bzw. des Lösehubes
der Klemmelemente günstigen Verhältnissen vor, nämlich mit an den Steg einer Fahrschiene
angreifenden Klemmelementen, das sich in die Praxis einführen wird.
-
Angemerkt sei schließlich noch, daß sich die zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen
Maßnahmen, jede Maßnahme für sich, mehrere Maßnahmen gleichzeitig oder auch alle
Maßnahmen gleichzeitig, auch und insbesondere bei einem Fahrantriebssystem anwenden
lassen, bei dem vier Laufkatzen vorgesehen sind, und zwar jeweils zwei Laufkatzen
in Fahrrichtung hintereinander und jeweils zwei Paare von hintereinander vorgesehenen
Laufkatzen parallel zueinander.
-
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbei
spiel darstellenden Zeichnung nochmals erläutert; es zeigt
Fig.
1 perspektivisch, ein probeweise montiertes erfindungsgemäßes Fahrantriebssystem
mit einem daran angeschlossenen Energiezug, den Energiezug nur angedeutet, Fig.
2 eine Seitenansicht des Fahrantriebssystems nach Fig. 1, Fig. 3 eine Stirnansicht
des Fahrantriebssystems nach Fig. 2, in Richtung des Pfeiles X gesehen, Fig. 4 einen
Hydraulikplan für eine erste Ausführungsform des in denSFig.
-
1 bis 3 dargestellten Fahrantriebssystems und Fig. 5 einen Hydraulikplan
für eine zweite Ausführungsform des in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Fahrantriebssystems.
-
Das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Fahrantriebssystem 1 ist insbesondere
für Einschienenhängebahnen in Untertagebetrieben bestimmt und weist zunächst zwei
in Fahrrichtung hintereinander angeordnete Laufkatzen 2, 3 und eine zwischen den
Laufkatzen 2, 3 vorgesehene hydraulische Fahreinheit 4 auf.
-
Jede Laufkatze 2, 3 weist eine Klemmvorrichtung 5, 6 auf. Dabei befindet
sich ständig zumindest eine der beiden Klemmvorrichtungen 5, 6 in ihrer Klemmposition.
Eine der beiden Klemmvorrichtungen 5 oder 6 ist also dann und nur dann lösbar, wenn
sich die andere Klemmvorrichtung 6 oder 5 in der Klemmposition befindet. Die hydraulische
Fahreinheit 4 weist einen Fahrzylinder 7, einen beidseitig beaufschlagbaren Arbeitskolben
8 und eine an den Arbeitskolben 8 angeschlossene Fahrstange 9 auf. Der Fahrzylinder
7 der hydraulischen Fahreinheit 4 ist an eine der beiden Laufkatzen 2, 3, nämlich
an die erste Laufkatze 2, angeschlossen.
-
Zunächst sind, wie den Fig. 1 und 2 entnommen werden kann, eine zweite
hydraulische Fahreinheit 10 mit einem Fahrzylinder 11, einem beidseitig beaufschlagbaren
Arbeitskolben 12 und einer an den Arbeitskolben 12 angeschlossenen Fahrstange 13
sowie ein Fahrrahmen 14 vorgesehen. Angeschlossen sind die Fahrstange
9
der ersten hydraulischen Fahreinheit 4 mit ihrem dem Arbeitskolben fernen Ende 15
an das erste Ende 16 des Fahrrahmens 14, der Fahrzylinder 11 der zweiten hydraulischen
Fahreinheit 10 an die zweite Laufkatze 3 und die Fahrstange 13 der zweiten hydraulischen
Fahreinheit 10 mit ihrem dem Arbeits kolben 12 fernen Ende 17 an das zweite Ende
18 des Fahrrahmens 14. Die Fahrzylinder 7, 11 der beiden hydraulischen Fahreinheiten
4, 10 werden gleichzeitig wechselsinnig beaufschlagt, - wozu sie, wie dies die Fig.
4 und 5 zeigen, wechselsinnig in Reihe geschaltet sind.
-
(Im Stand der Technik, von dem die Erfindung ausgeht, dient die zweite
Laufkatze als Anschlußelement, z. B. für einen Energiezug. Demgegenüber dient bei
dem erfindungsgemäßen Fahrantriebssystem 1 das zweite Ende 18 des Fahrrahmens 14
als Anschlußelement, z. B. für den in Fig. 1 nur angedeuteten Energiezug 19.) Wie
die Fig. 1 und 2 zeigen, ist im dargestellten Ausführungsbeispiel der Fahrrahmen
14 U-förmig ausgeführt, die zweite Laufkatze 3 umfassend, und an seinem zweiten
Ende 18 mit nach innen gerichteten Anschlußstegen 227 versehen, wobei die AnschlußstegeSO
einerseits dem Anschluß der Fahrstange der zweiten hydraulischen Fahreinheit 10,
andererseits dem Anschluß des Energiezuges 19 dienen.
-
Im übrigen handelt es sich bei dem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten
Fahrantriebssystem 1 um ein solches, bei dem die Klemmvorrichtungen 5, 6 der Laufkatzen
2, 3 jeweils durch eine Klemmeinheit 21, 22 betätigbar sind. Jede hydraulische Kleiiimeinheit
21 bzw. 22 weist einen Klemmzylinder 23 bzw. 24, einen Arbeitskolben 25 bzw. 26
und eine an den Arbeitskolben 25 bzw. 26 angeschlossene Klemmstange 27 bzw. 28 auf.
Dabei sind die hydraulischen Fahreinheiten 4, 10 dadurch automatisch einschaltbar,
daß ein Arbeitsspiel der hydraulischen Klemmeinheiten 21, 22 beendet ist. Dazu ist
den Fahrzylindern 7, 11 der hydraulischen Fahreinheiten 4, 10 ein vom Druck in den
Klemmzylindern 23, 24 der hydraulischen Klemmeinheiten 21, 22 hydraulisch betätigbares
Ansteuerventil 29 vorgeschaltet (vgl. die Fig. 4 und 5).
-
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 sind zusätzlich die hydraulischen
Klemmeinheiten 21, 22 dadurch automatisch umschaltbar und für ein neues Arbeitsspiel
einschaltbar, daß ein Arbeitsspiel der hydraulischen Fahreinheiten 4, 10 beendet
ist. Dazu ist den Klemmzylindern 23, 24 der hydraulischen Klemmeinheiten 21, 22
ein vom Druck in den Fahrzylindern 7, 11 der hydraulischen Fahreinheiten 4, 10 hydraulisch
betätigbares Ansteuerventil 30 vorgeschaltet.
-
In den Fig. 4 und 5, die jeweils einen Hydraulikplan eines erfindungsgemäßen
Fahrantriebssystems 1 zeigen, sind jeweils noch dargestellt eine Pumpenstation 31,
ein Einschaltventil 32 und ein Fahrrichtungsumsteuerventil 33.
-
Schließlich kann insbesondere der Fig. 2 entnommen werden, daß im
dargestellten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrantriebssystems 1
die Klemmvorrichtungen 5, 6 der Laufkatzen 2, 3 mit von beiden Seiten an den Steg
34 einer Fahrschiene 35 angreifenden Klemmelementen 36 aufweist. Dabei ist jedes
der beiden Klemmelemente 36 einer Klemmvorrichtung 5, 6 mit zwei in Fahrrichtung
hintereinander angeordneten Klemmbacken 37 versehen.
-
- Leerseite -