DE4220615C1 - Sicherheitseinrichtung für ein Bremsaggregat eines Transportzugs - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung für ein durch ein hydraulisches Arbeitsfluid gegen die Kraft einer Bremsfederanordnung lüftbares Bremsaggregat eines Transportzugs, insbesondere für den untertägigen Gruben­ betrieb, gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Pa­ tentanspruchs 1.

Eine derartige Sicherheitseinrichtung zählt durch die DE 36 04 391 C2 zum Stand der Technik.

Die zwischen dem Drehantrieb und dem Fliehkraftauslöser vorgesehene Schaltungsanordnung umfaßt neben dem Schalt­ kolben ein zweistufiges Umlaufrädergetriebe sowie eine Reibkupplung. Diese mit dem Schaltkolben funktionsmäßig verbundene Reibkupplung steht auf der einen Seite unter dem Einfluß des Arbeitsfluids für das Bremsaggregat und auf der anderen Seite unter dem Einfluß der mechanischen Federanordnung. Solange das Arbeitsfluid einen ausrei­ chenden Druck besitzt, wird durch die Reibkupplung die Übersetzung des Umlaufrädergetriebes aufgehoben. Dadurch stimmt die Drehzahl der mit dem Drehantrieb verbundenen Eingangswelle des Umlaufrädergetriebes mit der Drehzahl der Antriebswelle des Fliehkraftauslösers überein. Folg­ lich wird bei Überschreiten der maximal zulässigen Fahr­ geschwindigkeit des Transportzugs, z. B. 2,6 m/s, das Bremsaggregat aktiviert und demzufolge der Bremsvorgang eingeleitet. Fällt hingegen das Arbeitsfluid aus, so wird durch die Federanordnung das Umlaufrädergetriebe zwischen dem Drehantrieb und dem Fliehkraftauslöser wirksam. Auf­ grund des dann bestehenden Übersetzungsverhältnisses wird der Fliehkraftauslöser bereits bei einer geringeren Fahr­ geschwindigkeit wirksam. Dies kann z. B. beim Abschleppen eines Transportzugs eintreten, wo eine maximale Fahrge­ schwindigkeit von 1,3 m/s erlaubt ist.

Obwohl sich die bekannte Sicherheitseinrichtung in der Praxis bewährt hat, sind dennoch stoß- bzw. schlagartige Beanspruchungen der diversen Bauteile des Umlaufräderge­ triebes sowie seiner Lagerung mit den damit zwangsläufig einhergehenden erhöhten Belastungen nicht zu vermeiden. Ursache dieser Beanspruchungen ist der Kontakt des im Fliehkraftauslöser gelagerten Auslösebolzens, der bei Er­ reichen der eingestellten Auslösedrehzahl auf einen Aus­ lösehebel eines Hydraulikventils schlägt, wodurch der Bremsvorgang ausgelöst wird. Die Lebensdauer der Schal­ tungsanordnung zwischen dem Drehantrieb und dem Flieh­ kraftauslöser ist folglich vergleichsweise kurz.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Sicherheitseinrich­ tung ist die durch das Umlaufrädergetriebe bedingte rela­ tiv komplizierte Ausgestaltung verbunden mit einem erhöh­ ten Herstellungsaufwand. Eine solche Anordnung bedarf auch während des betrieblichen Einsatzes, insbesondere im untertägigen Grubenbetrieb, einer intensiven Wartung.

Im Umfang der DE-PS 2 67 113 ist es ferner bei einer Vor­ richtung zum Kuppeln und Bremsen mittels der Fliehkraft unterstellter Massen, insbesondere für Motorfahrzeuge, bekannt, zwischen der antreibenden und der abtreibenden Welle zwei Fliehkraftauslöser mit radial verschwenkbaren Hebeln axial im Abstand hintereinander anzuordnen. Der eine Fliehkraftauslöser kuppelt bei einer entsprechend hohen Geschwindigkeit die antreibende Welle mit der ab­ treibenden Welle über eine Kegelanordnung, während der andere Fliehkraftauslöser bei einer entsprechenden Ge­ schwindigkeit der abtreibenden Welle diese durch eine ko­ nische Reibkupplung gegenüber dem Gehäuse abbremst.

Ausgehend von den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Merkmalen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese Sicherheitseinrichtung so auszugestalten, daß sie bei langer Standzeit und problemloser Wartung, insbesondere unter Berücksichtigung der Probleme des un­ tertägigen Grubenbetriebs, wirtschaftlicher gefertigt werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen.

Danach ist der Fliehkraftauslöser nunmehr mit mindestens zwei Auslösebolzen versehen, deren Wirksamkeit auf zwei voneinander abweichende Fahrgeschwindigkeiten, z. B. 1,3 m/s und 2,6 m/s, abgestellt ist. Welcher Auslösebol­ zen mit dem das Bremsaggregat beeinflussenden Hydraulik­ ventil nun in Kontakt kommt, ist von der axialen Rela­ tivlage des Fliehkraftauslösers zum Gehäuse der Sicher­ heitseinrichtung abhängig. Diese Betriebslage wird durch den im Gehäuse zwangsgeführten Schaltkolben bestimmt, der den Fliehkraftauslöser in die eine oder andere Betriebs­ lage verschiebt und dadurch den jeweiligen Auslösebolzen in die Bereitschaftsstellung bringt.

Solange beispielsweise die dem Transportzug zugeordnete Hydraulikquelle hydraulisches Arbeitsfluid mit einem be­ stimmten Druck zur Verfügung stellt, steht dieser Druck auch am Schaltkolben an und verlagert den Schaltkolben gegen die Rückstellkraft der Federanordnung in die eine Endstellung. Fehlt hingegen der Arbeitsdruck, was z. B. beim Abschleppen eines Transportzugs der Fall ist, so verlagert die Federanordnung den Schaltkolben und damit den Fliehkraftauslöser in die andere Endstellung, so daß dann auch der andere Auslösebolzen auf das dem Brems­ aggregat zugeordnete Hydraulikventil einwirkt.

Von Bedeutung ist, daß im Rahmen der Erfindung reine Axi­ albewegungen stattfinden. Hierdurch können alle Bauteile einfach sowie robust gehalten und damit eine lange Stand­ zeit garantiert werden. Stoßbeanspruchungen können we­ sentlich besser aufgefangen und abgeleitet werden. Sie wirken sich nicht im Sinne einer verkürzten Standzeit der Sicherheitseinrichtung aus.

Wichtig ist an der Erfindung ferner, daß der auf die hö­ here Fahrgeschwindigkeit abgestellte Auslösebolzen auch wirksam ist, wenn der Schaltkolben den Fliehkraftauslöser in die Betriebsposition der niederen Maximalgeschwindig­ keit verschoben hat. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die Fliehkraftauslösung auf jeden Fall zum Tragen kommt.

Nach Patentanspruch 2 erfolgt die Mitnahme des Flieh­ kraftauslösers durch den Schaltkolben über ein Wälzlager. Dieses erlaubt daher nicht nur die relative Drehbewegung zwischen dem Schaltkolben und dem Fliehkraftauslöser, sondern auch die Überführung des Fliehkraftauslösers durch den Schaltkolben in beide Schaltstellungen.

Eine sichere und einwandfreie Drehmomentübertragung vom Drehantrieb auf den Fliehkraftauslöser kann mit Hilfe ei­ ner Klauenkupplung gemäß Patentanspruch 3 gewährleistet werden. Außerdem ermöglicht diese Klauenkupplung in allen Eingriffsstellungen, d. h. in den beiden Betriebsstellun­ gen des Fliehkraftauslösers, eine einwandfreie schlupf­ freie Drehmomentübertragung. Die Klauen der Klauenkupp­ lung können einerseits dem Drehantrieb und andererseits dem Fliehkraftauslöser lösbar zugeordnet sein und ermög­ lichen durch die Axialverschieblichkeit die Schaltstel­ lungen des Fliehkraftauslösers.

Die Kompaktheit der Sicherheitseinrichtung wird unter Verwendung der Merkmale des Patentanspruchs 4 vervoll­ kommnet. Hierdurch kann auch eine problemlose Nachrüstung bereits im Einsatz befindlicher Bremsaggregate erfolgen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungs­ beispiels näher erläutert.

Mit 1 ist im vertikalen Längsschnitt eine Sicherheitsein­ richtung für ein durch ein hydraulisches Arbeitsfluid ge­ gen die Kraft einer Bremsfederanordnung lüftbares Brems­ aggregat eines Transportzugs einer untertägigen Schienen­ bahn bezeichnet. Transportzug und Bremsaggregat sind nicht näher veranschaulicht.

Die Sicherheitseinrichtung 1 umfaßt ein zweiteiliges Ge­ häuse 2. Die beiden Gehäuseteile 3, 4 sind durch Schraub­ bolzen 5 lösbar miteinander verbunden.

In dem Gehäuseteil 3 ist über ein Wälzlager 6 ein Laufrad 7 drehbar abgestützt, welches sich an der nicht näher dargestellten Fahrschiene für den Transportzug abwälzt. Die Fixierung des Laufrads 7 am Wälzlager 6 erfolgt durch eine Verzapfung einer Klauenhälfte 8 einer Klauenkupplung 9 mit dem Laufrad 7 sowie durch einen zentralen Schraub­ bolzen 10. Mit Hilfe des Schraubbolzens 10 werden Laufrad 7 und Klauenhälfte 8 über den Innenring des Wälzlagers 6 fest gegeneinandergezogen. Das Wälzlager 6 ist in dem Ge­ häuseteil 3 über den Außenring mittels eines Sprengrings 18 fixiert. Nach außen ist das Wälzlager 6 durch eine Dichtung 19 abgesichert.

Die andere Klauenhälfte 11 der Klauenkupplung 9 ist mit Hilfe eines Schraubbolzens 12 sowie einer Scheibe 22 stirnseitig des Gehäuses 13 eines mit zwei in Axialrich­ tung nebeneinander angeordneten Auslösebolzen 14, 15 ver­ sehenen Fliehkraftauslösers 16 befestigt. Zu diesem Zweck faßt die Klauenhälfte 11 mit einem Zapfen 20 in eine Aus­ nehmung 21 des Gehäuses 13.

Auf der mit dem Gehäuse 13 des Fliehkraftauslösers 16 verbundenen Klauenhälfte 11 ist ein Wälzlager 17 axial unverschiebbar festgelegt. Dazu dienen ebenfalls der Schraubbolzen 12, die Scheibe 22 und ein axialer Vor­ sprung 25 des Gehäuses 13. Der Außenring dieses Wälzla­ gers 17 ist mittels eines Sprengrings 24 in einem hülsen­ artigen Schaltkolben 23 ebenfalls axial unverschiebbar festgelegt. Der Schaltkolben 23 ist mit einem zylindri­ schen Längenabschnitt 26 in dem Gehäuseteil 4 dichtend axial geführt. Mit einem umfangsseitigen Ringkragen 27 faßt der Schaltkolben 23 in eine im Durchmesser vergrö­ ßerte Ausnehmung 28 des Gehäuseteils 4 und ist hier eben­ falls dicht geführt. Die axiale Länge des Ringkragens 27 ist kleiner als die axiale Länge der Ausnehmung 28 in dem Gehäuseteil 4. Auf diese Weise wird eine Druckkammer 29 gebildet, die über einen radialen Anschluß 30 mit dem Ar­ beitsfluid des Bremsaggregats beaufschlagbar ist.

Umfangsseitig der Klauenkupplung 9 ist eine Schrauben­ druckfeder 31 vorgesehen, welche sich einerseits an einem radial nach innen ragenden Kragen 32 des Gehäuseteils 3 und andererseits an einem radial nach innen ragenden Kra­ gen 33 des Schaltkolbens 23 abstützt.

Der Fliehkraftauslöser 16 kann je nach seiner axialen Be­ triebsstellung mit dem Auslösehebel 34 eines ansonsten nicht näher dargestellten Hydraulikventils in eine Be­ reitschaftsposition gebracht werden, das dem Bremsaggre­ gat zugeordnet ist.

Im Fahrzustand des Transportzugs ist das Bremsaggregat mit dem hydraulischen Arbeitsfluid druckbeaufschlagt und die Bremsen sind von der Fahrschiene abgehoben. Durch das anstehende Arbeitsfluid ist auch der Druckraum 29 in dem Gehäuseteil 4 mit dem Arbeitsfluid beaufschlagt, wodurch der Schaltkolben 23 gegen die Rückstellkraft der Schrau­ bendruckfeder 31 in die gezeichnete Stellung verlagert worden ist. Es ist zu erkennen, daß in dieser Betriebspo­ sition der Auslösebolzen 15 mit dem Auslösehebel 34 kon­ taktierbar ist. Der Auslösebolzen 15 reagiert beispiels­ weise bei einer Fahrgeschwindigkeit von 2,6 m/s. Hierbei wird er radial nach außen verlagert und betätigt über den Auslösehebel 34 das Hydraulikventil derart, daß das Bremsaggregat entlüftet wird und die dem Bremsaggregat zugeordnete mechanische Federanordnung den Bremsvorgang einleitet.

Ist der Druckraum 29 nicht mit Arbeitsfluid beaufschlagt, was z. B. dann der Fall ist, wenn der Transportzug abge­ schleppt wird, so wird der Schaltkolben 23 durch die Schraubendruckfeder 31 von dem Laufrad 7 weg in die an­ dere Endstellung verschoben. Auf diese Weise gelangt auch der zweite Auslösebolzen 14 in den Kontaktbereich des Auslösehebels 34. Dieser zweite Auslösebolzen 14 ist auf eine niedrigere Fahrgeschwindigkeit von beispielsweise 1,3 m/s abgestimmt. Folglich wird der Bremsvorgang be­ reits bei dieser Fahrgeschwindigkeit eingeleitet.

Claims (4)

1. Sicherheitseinrichtung für ein durch ein hydrauli­ sches Arbeitsfluid gegen die Kraft einer Bremsfeder­ anordnung lüftbares Bremsaggregat eines Transport­ zugs, insbesondere für den untertägigen Grubenbe­ trieb, welche einen auf zwei unterschiedliche Fahrge­ schwindigkeiten ansprechbaren Fliehkraftauslöser (16) und einen die jeweilige Fahrgeschwindigkeit auf den Fliehkraftauslöser (16) übertragenden Drehantrieb (7) aufweist, wobei umfangsseitig der Verbindung (9) von Drehantrieb (7) und Fliehkraftauslöser (16) eine zweistufige Schaltungsanordnung (23, 29, 31) mit ei­ nem axial verlagerbaren und mit dem Fliehkraftauslö­ ser (16) relativverdrehbar verbundenen Schaltkolben (23) vorgesehen ist, der einerseits unter den Einfluß eines von einem hydraulischen Druckgeber abgeleiteten Drucks und andererseits unter den Einfluß einer me­ chanischen Federanordnung (31) gestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Fliehkraftauslöser (16) mit dem Drehantrieb (7) axial relativverlagerbar gekoppelt und mit dem Schaltkolben (23) axial mitnahmefähig verbunden ist und im Flieh­ kraftauslöser (16) auf jeweils eine Fahrgeschwindig­ keit abgestellte Auslösebolzen (14, 15) axial neben­ einander vorgesehen sind.

2. Sicherheitseinrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fliehkraftauslöser (16) über ein Wälzlager (17) mit dem Schaltkolben (23) verbunden ist.

3. Sicherheitseinrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fliehkraftauslöser (16) durch eine Klauenkupplung (9) mit dem Drehantrieb (7) verbunden ist.

4. Sicherheitseinrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Schaltkolben (23) einwirkende Federan­ ordnung (31) durch eine Schraubendruckfeder gebildet und umfangsseitig der das Drehmoment vom Drehantrieb (7) auf den Fliehkraftauslöser (16) übertragenden Ver­ bindung (9) angeordnet ist.