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Titel der Erfindung:
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Schaltvorrichtung für Seilbahnwagen zur Lastbeförderung Anwendung
der Erfindung: Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung für Seilbahnwagen zur
Lastbeförderung, bei der die Schaltstellung I, Feststellen des Seilbahnwagens am
Tragseil bei gleichzeitigen Entriegeln des Lasthakens, und die Schaltstellung II,
Verriegeln des Lasthakens bei gleichzeitiger Lösung des Seilbahnwagens, über ein
hydraulisches Wegeventil gesteuert werden.
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Charakteristik der bekannten technischen Lösungen: Es ist eine Vielzahl
von Seilbahnwagen bekannt, bei denen die erforderlichen Feststell- und Lösevorgänge
auf rein mechanische Weise erfolgen. Infolge ihrer Kompliziertheit und des durch
die verhältnismäßig hohen zu übertragenden Schaltkräfte bewirkten Verschleißes sind
sie sehr störanfällig.
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Deshalb haben sich in letzter Zeit zunehmend Seilbahnwagen mit hydromechanischen
Schaltmechanismen durchgesetzt, wobei durch die Verwendung von Klemmvorrichtungen
zum Feststellen des Wagens an jeder beliebigen Stelle des Tragseiles zusätzliche
Vorteile und Bedienerleichterungen erreicht werden.
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Bei diesen hydromechanischen Seilbahnwagen wird während des Fahrens
auf dem Tragseil Energie abgezweigt und gespeichert, indem eine ölpumpe einen Druckflüssigkeitsspeicher
auflädt.
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Damit steht für die erforderlichen Klemm- bzw. Lösevorgänge, für die
vorzugsweise hydraulische Arbeitszylinder vorgesehen sind, ausreichend Energie zur
Verfügung. Die Steuerung dieser Bewegungen erfolgt mittels hydraulischer Wegeventile,
für deren Betätigung im Vergleich zu rein mechanischen Lösungen bedeutend geringere
Schaltkräfte erforderlich sind.
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In der PS - AT 297795 wird ein solcher hydromechanischer Seilbahnwagen
ausführlich beschrieben. Hierbei wird das in bereits beschriebener Weise gespeicherte
Drucköl durch einen Schalter mit gefedertem Stößel, der im Aufbau einem 3/2-Wegeventil
entspricht, gesteuert. In der Aus-Stellung des Schalters, also bei ausgefedertem
Stößel, ist der Ölzulauf zu den beiden Arbeitszylindern gesperrt und die Kolben
derselben mittels Federrückzug eingefahren, so daß der Wagen bei geöffneten Klemmbacken
und verriegeltem Lasthaken auf dem Tragseil verfahren werden kann. Bei Fahrtrichtungsumkehr
des Seilbahnwagens wird über einen Schaltmechanismus der Stößel des Schalters in
die Ein-Stellung gedrückt und von einem Gestänge gehalten. Dadurch werden die beiden
Arbeitszylinder beaufschlagt, was zum Feststellen des Wagens am Tragseil und Lösen
der Verriegelung des Lasthakens führt.
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Beim Einziehen des Lasthakens fällt das den Schalterstößel arretierende
Gestänge zurück, wodurch der Schalter in die Aus-Stellung zurückkehrt.
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Die Nachteile dieses Schaltprinzips ergeben sich aus dem Widerspruch,
daß einerseits von der reichlich bemessenen Zugseilkraft beim Einziehen des Lasthakens
für das Auslösen der Aus-Stellung des Schalters nur ein sehr geringer Kraftbetrag
in Anspruch genommen wird, während andererseits für das wesentlich kraftaufwendigere
Drücken des Schalters in die Ein-Stellung nur eine verhältnismäßig begrenzte Schaltenergie
aus der Fahrbewegung nach der Richtungsumkehr des Wagens zur Verfügung steht. Da
die verfügbare Schaltenergie bei kleinen Wagentypen besonders kritisch ist, ist
eine Lösung des
Problems meist nur durch den Einsatz miniaturisierter
und teuerer Spezial-Wegeventile möglich.
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Nachteilig ist weiterhin, daß aufgrund der direkten Abhängigkeit zwischen
erforderlicher und zur Verfügung stehender Schaltenergie eine Ablösung der Bewegungsumkehr
durch andere Auslösemöglichkeiten problematisch ist. Beispielsweise würde bei elektrischer
Ventilbetätigung über Funk der zum Schalten benötigte Energiebedarf im seilbahnwagen
das Installieren entweder eines entsprechend großen elektrischen Energiespeichers
erfordern, was bezüglich Masse, Raumbedarf und Preis nachteilig ist, oder es müßte
bei Verwendung einer kleineren Energiequelle ein häufigeres Nachladen bzw. Austauschen
derselben in Kauf genommen werden.
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Ziel der Erfindung: Ziel der Erfindung ist es, für hydromechanische
Seilbahnwagen eine Schaltvorrichtung zu finden, durch die sich der Einsatz teuerer
Spezial-Wegeventile erübrigt sowie günstige technisch - ökonomische Bedingungen
für eine Funkbedienung geschaffen werden.
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Darlegung des Wesens der Erfindung: Der Erfindung liegt die Aufgabe
zugrunde, für hydromechanische Seilbahnwagen eine Schaltvorrichtung zu schaffen,
die das Erreichen der für das Feststellen des Wagens und gleichzeitige Entriegeln
des Lasthakens erforderliche Schaltstellung I des Wegeventils mit einem Energieaufwand
gewährleistet, der wesentlich geringer ist als die zum Betätigen des Wegeventils
erforderliche Schaltenergie.
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Dabei soll die Vorrichtung, um Funktionsstörungen durch Zwischenstellungen
beim Schalten des Wegeventils zu vermeiden, ein sicheres sprungartiges Schalten
in beide Ventilstellungen gewährleisten.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß am Wagenrahmen
des Seilbahnwagens ein Schwinghebel, ein mit dem Wegeventil verbundener Ventilschalthebel
sowie ein Sperrhebel pendelnd gelagert sind. Der durch das Einziehen des Lasthakens
betätigbare Schwinghebel ist über eine Feder mit dem Ventilschalthebel verbunden.
Der Sperrhebel mit einem Sperrnocken federt gegen den Sperrbolzen des mittels einer
Speicherfeder vorgespannten Ventilschalthebels. Zur Betätigung des Sperrhebels ist
ein einstellbarer Auslöser an dem Schwinghebel zum Schalten in die Schaltstellung
II und ein weiterer Auslöser einer bekannten Auslösevorrichtung zum Schalten in
die Schaltstellung I vorgesehen.
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In der weiteren Ausbildung der Erfindung ist die zwischen Schwinghebel
und Ventilschalthebel vorgesehene Feder vorzugsweise als vorgespannte Druckfeder
ausgeführt. Für die Führung und Federwegbegrenzung der Druckfeder ist eine Führungsstange
vorgesehen.
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Der einstellbare Auslöser kann statt am Schwinghebel an einem Ausleger
der Führungsstange angeordnet sein.
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Durch die Lagerung der Führungsstange und der Schubstange im Schwinghebel
annähernd achsgleich mit der Lagerung der Lastglocke am Wagenrahmen wird erreicht,
daß die Einleitung der beim Einziehen des Lasthakens abgezweigten Spannkraft unabhängig
vom Pendelausschlag der Lastglocke immer an der gleichen Stelle erfolgt.
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Zur Justierung der Schaltvorrichtung sind für die Schaltwinkelbegrenzung
des Ventilschalthebels zwei einstellbare Anschläge sowie am einstellbaren Auslöser
eine Stellschraube vorgesehen.
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Mit der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung wird erreicht, daß beim
Einziehen des Lasthakens von der überschüssigen Zugseilkraft ein Teil abgezweigt
und sowohl zum sofortigen sprungartigen Schalten des Wegeventils in die das Öffnen
der Klemmbacken sowie Verriegeln des Lasthakens bewirkende Schaltstellung II als
auch zum gleichzeitigen Spannen eines Federkraftspeichers verwendet wird.
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Bei Bedarf, d.h. wenn der Seilbahnwagen am Tragseil festgestellt und
zugleich der Lasthaken freigegeben werden soll, wird die im Federkraftspeicher vorhandene
Energie zum Schalten des wegeventils freigesetzt. Dabei ist die zum Auslösen des
Federkraftspeichers benötigte Energie wesentlich geringer als die zum Betätigen
des Wegeventils erforderliche Schaltenergie. Daraus ergibt sich der erfindungsgemäß
beabsichtigte Vorteil. daß auch Wegeventile mit verhältnismäßig hohem Schaltenergiebedarf
durch geringe Auslösekräfte betätigt werden können, wenn das Federsystem der Schaltvorrichtung
entsprechend dimensioniert und die Reibkräfte durch konstruktive Maßnahmen, z.B.
Verwendung von Wälzlagern in den Gelenkstellen, reduziert werden.
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Besonders bei kleineren Seilbahnwagen, die naturgemäß auch über geringere
Schaltkräfte verfügen, wird durch die Erfindung die Palette der einsetzbaren Wegeventile
erweitert.
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Die Reduzierbarkeit der Schaltenergie bringt auch Vorteile mit sich,
wenn für das Betätigen des Wegeventils anstelle der Richtungsumkehr der Wagenbewegung
ein anderes Auslöseprinzip gewählt wird. Beispielsweise bei funkgesteuerten Seilbahnwagen
wird durch die Reduzierung des Schaltenergiebedarfs die Installierung von masse-
und raumsparenden elektrischen Energieträgern im Seilbahnwagen bzw. eine Verlängerung
der Nachlade- oder Auswechselfristen erreicht.
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Ausführungsbeispiel: Die Erfindung soll nachstehend an einem in Fig.
1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel eines nach dem Gravitationsprinzip arbeitenden
Seilbahnwagens für Bergauftransport näher erläutert werden. Dabei sind der Ubersichtlichkeit
halber nur die für das Verständnis der erfindungsgemäßen Funktion erforderlichen
Bauteile dargestellt - die hydraulischen Bauelemente symbolhaft in einem Schaltplan.
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Die Zeichnungen zeigen: Fig. 1: Eine schematische Darstellung der
erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung des Seilbahnwagens für auf dem Tragseil festgeklemmten
Zustand - Schaltstellung I Fig. 2: Die gleiche schematische Darstellung für verfahrbaren
Zustand - Schaltstellung II Fig. 3: Detaildarstellung einer Variante, bei welcher
der einstellbare Auslöser an einem Ausleger der Führungsstange angeordnet ist.
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Gemäß Fig. 1 und 2 hängt der Seilbahnwagen 1 mit seinen Laufrollen
3 auf einem Tragseil 4 und verfügt über eine Klemmvorrichtung 5, für deren Schließen
ein einfachwirkender hydraulischer Arbeitszylinder 6 sowie zum Öffnen eine Öffnungsfeder
7 vorgesehen sind.
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Am Wagenrahmen 2 ist eine Lastglocke 8 pendelnd aufgehängt, in der
zwei Haltearme 9 gelagert sind, an denen zum Aufdrükken ein weiterer einfachwirkender
hydraulischer Arbeitszylinder 10 sowie zum Schließen eine Schließfeder 11 angelenkt
sind.
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Ein in den Wagenrahmen 2 einlaufendes Zugseil 12 wird über eine Umlenkrolle
13 durch die Lastglocke 8 geführt und ist mit seinem Ende an einem Lasthaken 14
befestigt. Weiterhin ist an der Lastglocke 8 zur Übertragung der beim Einziehen
des Lasthakens 14 auf die Schubstange 15 einzuleitenden Schaltkräfte ein Ubertragungsmechanismus
16 vorgesehen, der der Ubersichtlichkeit halber jedoch nur in Fig. 2 symbolisch
als Kraftvektor dargestellt ist. Dieser ubertragungsmechanismus 16 zeichnet sich
funktionell dadurch aus, daß die Kraftübertragung vom einlaufenden Lasthaken 14
auf die Schubstange 15 nur bei geöffneten Haltearmen 9 ermöglicht wird.
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Die Schubstange 15 ist gemeinsam mit einer Führungsstange 17 in einem
Schwinghebel 18 gelagert, wobei diese Lagerung annähernd achsgleich mit der Aufhängung
der Lastglocke 8 am Wagenrahmen 2 ausgeführt ist. Der Schwinghebel 18 ist in
einem
Lager 19 am Wagenrahmen 2 beweglich gelagert und besitzt einen einstellbaren Auslöser
20.
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Am Wagenrahmen 2 sind weiterhin ein Ventilschalthebel 21 im Lager
23 sowie ein Sperrhebel 22 im Lager 24 pendelnd gelagert. Die mit einem Langloch
versehene Führungsstange 17, auf die eine vorgespannte Druckfeder 25 aufgeschoben
ist, ist im Ventilschalthebel 21 verschiebbar gelagert.
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Am Ventilschalthebel 21, dessen Schwenkbarkeit durch die beiden einstellbaren
Anschläge 28 begrenzt wird, greift eine als Zugfeder ausgebildete, vorgespannte
Speicherfeder 27 an. Der mit einem Sperrnocken 30 versehene Sperrhebel 22 wird mittels
einer Zugfeder 26 gegen einen Sperrbolzen 29 des Ventilschalthebels 21 gezogen.
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Eine symbolhaft dargestellte Auslösevorrichtung 31, die durch unterschiedliche
Auslöseprinzipien, beispielsweise Richtungsumkehr der Fahrbewegung des Seilbahnwagens
1 oder Funksteuerung, betätigbar ist, besitzt einen Auslöser 32.
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Der Ventil schalthebel 21 ist direkt oder über ein Schaltgestänge
33 mit einem hydraulischen Wegeventil 34 so verbunden, daß die beiden Endlagen des
Ventilschalthebels 21 den beiden Schaltstellungen I und II des Wegeventils 34 entsprechen.
Die im Seilbahnwagen 1 installierten hydraulischen Bauelemente ölbehälter 43, Filter
35, Pumpe 36, Druckflüssigkeitsspeicher 33, Wegeventil 34, Druckbegrenzungsventil
38 sowie Arbeitszylinder 6 und 10 sind über das schaltplangemäß dargestellte Leitungssystem
39 bis 42 miteinander verbunden.
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In Fig. 3 ist eine Abwandlung des einstellbaren Auslösers 20 dargestellt,
indem dieses nicht wie in Fig. 1 und 2 am Schwinghebel 18, sondern an einem Ausleger
44 der Führungsstange 17 angeordnet ist. Dabei wird insbesondere bei größeren Schaltwegen
die Funktion verbessert.
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Nachfolgend sei die Wirkungsweise der Schaltvorrichtung beim Bergauftransport
einer Last im Verlauf eines Arbeitszyklus beschrieben.
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Der Seilbahnwagen 1 befindet sich im gemäß Fig. 1 darge-
stellten,
am Tragseil 4 festgestellten Zustand, an der Beladestation über der anzuschlagenden
Last. Dabei befindet sich das Wegeventil 34 in der Schaltstellung I, wodurch das
im Druckflüssigkeitsspeicher 37 vorrätige Drucköl die beiden Arbeitszylinder 6 und
10 beaufschlägt, wobei die Klemmvorrichtung 5 geschlossen und die Haltearme 9 geöffnet
werden.
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Nach Anhängen der Last fährt der Lasthaken durch Ziehen des Zugseils
12, beispielsweise mittels einer auf der Bergstation befindlichen Seilwinde, in
die Lastglocke 8 ein. Dadurch wird vom Lasthaken 14 über den Ubertragungsmechanismus
16 die Schubstange 15 in Richtung Schwinghebel 18 und Führungsstange 17 und die
Führungsstange 17 in Richtung Ventilschalthebel 21 bewegt, wobei die vorgespannte
Druckfeder 25 gegen den gesperrten Ventilschalthebel 21 weiter komprimiert wird.
Zugleich wird der Schwinghebel 18 entgegen dem Uhrzeigersinn um das Lager 19 verdreht,
bis der einstellbare Auslöser 20 den Sperrhebel 22, gegen die Zugfeder 26 soweit
drückt, bis der Sperrnocken 30 den Sperrbolzen 29 freigibt.
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Dabei bewegt sich der Ventilschalthebel 21 infolge der Wirkung der
gespannten Druckfeder 25 sprungartig in die Stellung entsprechend Fig. 2, wobei
zugleich die Speicherfeder 27 gespannt wird sowie über das Schaltgestänge 33 das
Wegeventil 34 in die Schaltstellung II bewegt wird.
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Die Dimensionierung der Federn 25 und 27 sowie Federwege bzw.
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Hebelarme um das Lager 23 muß selbstverständlich so erfolgen, daß
die Kraft der Druckfeder 25 entgegen dem Widerstand der Speicherfeder 27 sowie Schaltkraftbedarf
des Wegeventils 34 eine sichere Schaltfunktion gewährleistet.
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In der Stellung II des Wegeventils 34 wird der Zulauf des Drucköls
aus dem Druckflüssigkeitsspeicher 37 zu den Arbeitszylindern 6 und 10 gesperrt und
die Zylinderleitung 41 mit der Rücklaufleitung 42 verbunden. Durch Wirkung der Öffnungsfeder
7 wird die Klemmvorrichtung 5 geöffnet sowie durch Zusammenziehen der Schließfeder
11 die Haltearme 9 geschlossen und dabei der Lasthaken 14 in der Lastglocke 8 arretiert.
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Dabei ergibt sich die in Fig. 2 dargestellte Situation.
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Wichtig ist, daß beim Schließen der Haltearme 9 die kraftübertragende
Verbindung zwischen Lasthaken 14 und Schubstange 15 unterbrochen wird, was zum Absinken
von Schubstange 15 und Führungsstange 17 sowie zurückbewegen des einstellbaren Auslösers
20 führt. Der Ventilschalthebel 21 verbleibt dabei in dieser Lage, da der Sperrbolzen
29 durch den Sperrnocken 30 des angefederten Sperrhebels 22 gesichert wird.
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Nun kann der Seilbahnwagen 1 mit der arretierten Last auf dem Tragseil
4 durch das Zugseil 12 bergauf gezogen werden.
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Dabei wird von einer Laufrolle 3 die Pumpe 36 angetrieben, die Drucköl
in den Druckflüssigkeitsspeicher 37 nachfördert.
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Überschüssiges Öl wird über das Druckbegrenzungsventil 38 in den Ölbehälter
43 zurückgefördert.
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Das Ablegen der Last auf der Bergstation läuft funktionell wie folgt
ab: Der in Schaltstellung gemäß Fig. 2 befindliche Seilbahnwagen wird am vorgesehenen
Ort angehalten. Durch Betätigen der Auslösevorrichtung 31, beispielsweise mittels
Umkehr der Fahrbewegung bzw. elektrisch über Funk u.a., wird der Auslöser 32 gegen
den Sperrhebel 22 bewegt und schwenkt denselben bis der Sperrnocken 30 den Sperrbolzen
29 freigibt.
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Danach bewirkt die gespannte Speicherfeder 27 die sprungartige Bewegung
des Ventilschalthebels 21 in die Stellung entsprechend Fig. 1.
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Dabei muß die in der Speicherfeder 27 gespeicherte Energie in der
Lage sein, das Wegeventil 34 in die Schaltstellung I zu bewegen. Diese Schaltstellung
I bewirkt das Beaufschlagen der beiden Arbeitszylinder 6 und 10, was ein Feststellen
des Seilbahnwagens 1 am Tragseil 4 sowie Freigeben des Lasthakens 14 zur Folge hat
und dem in Fig. 1 dargestellten Zustand entspricht. Durch Nachlassen des Zugseils
12 kann der Lasthaken 14 samt Last senkrecht abgelassen werden. Nach Abhängen der
Last wird das Zugseil 12 wieder eingezogen, was zur bereits beschriebenen Schaltstellung
gemäß Fig. 2 führt. Durch Nachlassen des Zugseils 12 fährt der Seilbahnwagen 1 infolge
Gravitationseinwirkung auf den Tragseil 4 bergab, wobei die
Pumpe
36 ebenfalls angetrieben wird. Durch Betätigen der Auslösevorrichtung 31 an der
nächsten Beladestation wird wieder die in Fig. 1 dargestellte Schaltung erreicht,
womit der Arbeitszyklus geschlossen ist.
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Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen 1 = Seilbahnwagen 2 = Wagenrahmen
3 = Laufrolle 4 = Tragseil 5 = Klemmvorrichtung 6 = Arbeitszylinder 7 = Öffnungsfeder
8 = Lastglocke 9 = Haltearm 10 = Arbeitszylinder 11 = Schließfeder 12 = Zugseil
13 = Umlenkrolle 14 = Lasthaken 15 = Schubstange 16 = Ubertragungsmechanismus 17
= Führungsstange 18 = Schwinghebel 19 = Lager 20 = einstellbarer Auslöser 21 = Ventilschalthebel
22 = Sperrhebel 23 = Lager 24 = Lager 25 = Druckfeder 26 = Zugfeder 27 = Speicherfeder
28 = Anschlag 29 = Sperrbolzen 30 = Sperrnocken 31 = Auslösevorrichtung 32 = Auslöser
33 = Schaltgestänge 34 = Wegeventil 35 = Filter
36 = Pumpe 37 =
Druckflüssigkeitsspeicher 38 = Druckbegrenzungsventil 39 = Ansaugleitung 40 = Druckleitung
41 = Zylinderleitung 42 = Rücklaufleitung 43 = Ölbehälter 44 = Ausleger
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