DE3841044A1 - Einschienenbahn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einschienenbahn, bestehend aus Profilschienen und selbstfahrenden Fahrbetriebsmitteln, wobei die Profilschienen im Querschnitt horizontale Lauf­ flächen für angetriebene Laufrollen und die Fahrbetriebs­ mittel weiters Führungsrollen und/oder Niederhalterollen aufweisen.

Solche Einschienenbahnen werden beispielsweise in Fabriksan­ lagen zur Förderung zu montierender Bauteile oder Baugruppen in den verschiedensten Bauarten verwendet. So kann die Last am Fahrbetriebsmittel angehängt oder auf das Fahrbetriebs­ mittel aufgelegt werden. Die horizontale Lauffläche für die Laufrolle kann am oberen oder am unteren Flansch der Profilschiene ausgebildet und die Führungs- und Niederhalte­ rollen können in verschiedener Zahl und Anordnung vorhanden sein. Weiters können die Profilschienen aus Aluminium oder Stahl bestehen und verschiedene Querschnitte haben. Schließ­ lich ist es bei größeren Lasten möglich, ein Selbstfahrendes mit einem gezogenen Fahrbetriebsmittel zu kuppeln. In der DE-OS 36 17 238 ist ein Beispiel einer solchen Einschienen­ bahn beschrieben.

Allen diesen Einschienenbahnsystemen ist gemeinsam, daß eine Rolle die Umfangskraft von der angetriebenen Laufrolle auf die Profilschiene überträgt. Die Umfangskraft ist beim Beschleunigen, Bremsen und Überwinden von Steigungen beson­ ders groß und würde bei den in modernen Anlagen geforderten hohen Beschleunigungen und Verzögerungen sowie beim Über­ winden von Steigungen, die in Fabriksanlagen auch oft vor­ kommen, zum Durchdrehen der Laufrolle führen.

Dadurch sind Beschleunigung und Verzögerung und damit auch die Fahrgeschwindigkeit der Fahrbetriebsmittel begrenzt und Steigungsstrecken ohne besondere konstruktive Maßnahmen überhaupt nicht realisierbar.

Zur Überwindung von Steigungen ist es bekannt, eine form­ schlüssige Berührung zwischen Laufrolle und Schiene oder externe Hilfsantriebe vorzusehen. Solche Lösungen sind je­ doch aufwendig, störungsanfällig und benötigen eine Syn­ chronisiereinrichtung, um am Anfang der Steigstrecke den Formschluß herzustellen. Die Erhöhung des Reibwertes in einem für das Überwinden stärkerer Steigungen nötigen Ausmaß durch erhöhten Anpreßdruck der Niederhalterollen oder durch Keilwirkung (DE-OS 23 52 716) ist konstruktiv zu aufwendig, erhöht den Verschleiß und steigert den Energieverbrauch.

Die Erhöhung des Reibwertes mit den üblichen reibungser­ höhenden Belägen, z. B. adhäsiven Kunststoffen oder Schmirgel­ bändern hat auch keine befriedigenden Ergebnisse gebracht. Bei ersteren reicht die Erhöhung des Reibwertes nicht aus und sie wird durch verschmierte Reibflächen (solche sind in Fertigungsbetrieben nicht zu vermeiden) vollends zunichte gemacht. Schmirgelbänder lösen sich durch die darüber rollen­ den Laufrollen von der Profilschiene ab, verschleißen selbst schnell und führen zu großem Verschleiß der aus Dämpfungs­ gründen notwendigen Kunststoffbandagen der Laufrollen.

Es wird vermutet, daß der Verschleiß dieser Bandagen durch die scharfen Kanten der Schmirgelschicht hervorgerufen wird. Erstaunlich ist, daß auch die Wirkung von Schmirgelbändern durch Anwesenheit von Schmiermitteln zurückgeht. Alle Schä­ den an Bändern oder Laufrollen können zum Stillstand der ganzen Bahnanlage und damit der Produktion führen und müssen daher vermieden werden. Schließlich spielen die Inve­ stitions- und Wartungskosten bei einer ganzen Bahnanlage eine entscheidende Rolle.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, möglichst billig eine zuverlässige Erhöhung des Reibwertes zu erzielen, bei mini­ malem Verschleiß und minimaler Störanfälligkeit.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß diejenigen im Querschnitt horizontalen Laufflächen der Profilschiene, die mit der angetriebenen Laufrolle zusammenwirken, einen durch Kaltspritzen aufgebrachten Metallbelag aufweisen.

Der so aufgebrachte Metallbelag bewirkt eine zuverlässige Erhöhung des Reibwertes, die auch durch Schmiermittel nur wenig beeinträchtigt wird, bei geringem Verschleiß des Rollenbelages. Die Erklärung dafür dürfte in der besonderen Oberflächenstruktur liegen, die beim Kaltspritzen durch das nur oberflächliche Schmelzen der gespritzten Teilchen entsteht. Sie weist starke Unebenheiten, aber trotzdem keine scharfen Kanten auf und dürfte außerdem Kanäle bilden, durch die geringe Schmierstoffmengen weggepreßt werden.

Die Wirkung der durch das Kaltspritzen entstehenden Ober­ flächenstruktur ist umso bemerkenswerter, als das Kalt­ spritzen von Metall normalerweise bei Reparaturschweißungen an Führungen von Maschinen angewendet wird, immer gefolgt von einer Bearbeitung, bei der diese dort unerwünschte Ober­ fläche abgetragen wird.

Die Schicht selbst unterliegt wegen ihrer Härte nur sehr geringem Verschleiß und ist durch die Methode der Aufbrin­ gung hinreichend fest mit der Schienenoberfläche verbunden.

Das Kaltspritzen hat außerdem noch den Vorteil, daß die Wärmezufuhr zur Profilschiene so gering ist, daß keine Ver­ zerrungen, Schrumpfungen oder unerwünschte Gefügeänderungen auftreten können und daß die zum Aufspritzen verwendeten Spritzmaschinen mobil sind und daher Nachbesserungen, soll­ ten sie doch einmal notwendig sein, an Ort und Stelle aus­ geführt werden können. Schließlich sind die Kosten niedrig, da keine besonderen Werkstoffe erforderlich sind und das Kaltspritzen ein schnelles und einfaches Verfahren ist.

Eine besonders geeignete Oberflächenstruktur bildet sich aus, wenn als Kaltspritzverfahren das Flammspritzen oder das Lichtbogenspritzen mit einem Metalldraht als Ausgangs­ material angewendet wird. Die Oberflächenstruktur des aufge­ brachten Metallbelages weist dann besonders tiefe Zerklüf­ tungen auf, die aber noch immer nicht scharfkantig sind. Als Werkstoff für den Metallbelag hat sich legierter Stahl als besonders vorteilhaft und preisgünstig erwiesen.

Eine besonders feste Bindung wird erreicht, wenn der Metall­ belag aus einer Haftschicht und einer Verschleißschicht besteht, was bei Profilschienen aus (z. B. stranggepreßtem) Aluminium besonders wichtig ist.

Besonders gute Resultate werden mit einer Haftschicht aus einer 60-90% Nickel und 10-40% Aluminium enthaltenden und mit einer Verschleißschicht aus einer 10-25% Chrom enthaltenden Eisen-Legierung erhalten. Die verwendeten Me­ talle sind außerdem relativ billig.

Als hinsichtlich Wirkung und Kosten optimal hat sich eine Schichtdicke von 0,3 bis 0,6 mm erwiesen. Allerdings kann diese auch stark erhöht werden, etwa um bei besonders stei­ len oder etwa gar senkrechten Steigstrecken, die Profilschie­ ne so zu erhöhen, daß sich zusätzlich der Anpreßdruck er­ höht.

Bei Anwesenheit besonders großer Öl- oder Schmierfettmengen ist es vorteilhaft, die Oberfläche der Metallschicht im Querschnitt bombiert zu gestalten, wodurch das Schmiermittel leichter seitlich weggedrückt werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert:

Fig. 1 Schematischer Querschnitt durch eine Einschienen­ bahn mit Fahrbetriebsmittel, bei der die Erfindung angewendet werden kann.

Fig. 2 Detail A aus Fig. 1, stark vergrößert,

Fig. 3 Variante zu Fig. 2,

Fig. 4 Andere Variante zu Fig. 2.

Fig. 1 zeigt ein Beispiel einer Einschienenbahn mit Fahr­ betriebsmittel, bei der die gegenständliche Erfindung anwend­ bar ist. Die Profilschiene (1) besteht aus einem Oberflansch (2), einem Unterflansch (3) und einem Steg (4). Ein Fahrbe­ triebsmittel (5) wird von einem Chassis (6) gebildet, das eine vom Motor (8) angetriebene Laufrolle (7), Andruckrolle (9) und eine Anzahl von Führungsrollen (10) trägt. Die Lauf­ rolle (7) rollt dabei auf der horizontalen Lauffäche (11) des Oberflansches (2) ab. In der strichliert eingezeichneten Variante rollt die Laufrolle (7′) auf der Lauffläche (11′) des Unterflansches (3) ab. Die Andruckrollen (9) dienen zum Niederhalten des Fahrbetriebsmittels und zum Auffangen von Kippmomenten beim Beschleunigen. Sie können starr oder über eine nicht dargestellte Druckfeder mit dem Chassis (6) ver­ bunden sein. Führungsrollen (10) stabilisieren und führen das Fahrbetriebsmittel.

Die Laufrolle (7) verfügt zur Schwingungsdämpfung über eine Bandage (12) aus einem Kunststoff bestimmter Härte, z. B. Polyurethan. Über diese Bandage (12) wird durch Reibung eine Umfangkraft auf die Lauffläche (11) übertragen. Er­ findungsgemäß ist auf dieser Lauffläche (11) (Fig. 2) ein Metallbelag (15) durch Kaltspritzen aufgebracht.

Unter Kaltspritzen versteht man Oberflächenauftragsverfahren, bei denen das aufzutragende Material (Keramik, Karbide, Metalle etc.) mittels einer Brenngas-Sauerstoffflamme oder mit einem Licht- oder Plasmabogen geschmolzen und, meist unterstützt durch ein Zerstäubergas, auf die zu beschich­ tende Oberfläche geschleudert werden. Von Kaltspritzen spricht man, weil dem Grundwerkstoff nur die in den aufge­ spritzten Tropfen enthaltene Wärme zugeführt wird, wodurch dessen Oberflächentemperatur in der Regel unter 150°C bleibt.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Metall­ belag (15) aus einer Haftschicht (13) die 80% Nickel und 20% Aluminium enthält und aus einer Verschleißschicht, die ein Chromstahl der Zusammensetzung 0,35% C, 0,35% Mn, 0,5% Ni, 13% Cr, Rest Fe ist. Diese Verschleißschicht ist zähhart und weist eine besonders günstige Oberflächen­ struktur auf. Aufgebracht wurden diese Schichten im Flamm­ spritzverfahren mittels einer Spritzpistole. Dabei wird auf die Profilschiene zuerst die Haftschicht und dann in einem oder mehreren getrennten Arbeitsgängen die Verschleiß­ schicht aufgebracht, wobei das jeweils verwendete Material der Spritzpistole in Drahtform zugeführt wird.

Fig. 3 ist eine Abwandlung der Erfindung, die sich von der Ausführung der Fig. 2 durch die wesentlich größere Dicke der Verschleißschicht (14) unterscheidet. Sie ist so dick, daß die Laufrolle (7) und die Andrückrollen (9) auseinander­ gedrückt werden, wodurch ein erhöhter Anpreßdruck entsteht. Eine so dicke Verschleißschicht läßt sich wegen der Schrumpf­ freiheit nur mit einem Kaltspritzverfahren auftragen. Die Variante der Fig. 4 schließlich unterscheidet sich von den vorhergehenden nur durch die bombierte Oberkante der Ver­ schleißschicht (14), die bei stark ölverschmutzten Schienen ein Beiseitedrücken des Ölfilms ermöglicht.

Claims (9)

1. Einschienenbahn, bestehend aus Profilschienen und Fahrbe­ triebsmitteln, wobei die Profilschienen im Querschnitt horizontale Laufflächen für angetriebene Laufrollen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die im Querschnitt horizontalen Laufflächen (11) der Profilschiene (1), die mit der angetriebenen Laufrolle (7) des Fahrbetriebsmittels (5) zusammenwirken, einen durch Kaltspritzen aufgebrachten Metallbelag (15) aufwei­ sen.

2. Einschienenbahn nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Kaltspritzverfahren Flammspritzen oder Lichtbogenspritzen und als Ausgangs­ material ein Metalldraht verwendet wird.

3. Einschienenbahn nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Metallbelag (15) eine Verschleißschicht (14, 14′ und 14′′) aus legiertem Stahl aufweist.

4. Einschienenbahn nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Metallbelag aus einer Haftschicht (13, 13′, 13′′) und aus einer Verschleiß­ schicht (14, 14′, 14′′) besteht.

5. Einschienenbahn nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verschleißschicht 10-25% Chrom enthält.

6. Einschienenbahn nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Haftschicht (13, 13′ 13′′) 60-90% Nickel und 10-40% Aluminium enthält.

7. Einschienenbahn nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Metallbelag (15) eine Schichtdicke von 0,3-0,6 mm aufweist.

8. Einschienenbahn nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Metallbelag (15) eine Schichtdicke von 1-5 mm aufweist.

9. Einschienenbahn nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verschleißschicht (14) des Metallbelages (15) im Querschnitt bombiert ist.