EP3458353B1

EP3458353B1 - Transportsystem

Info

Publication number: EP3458353B1
Application number: EP17728040.1A
Authority: EP
Inventors: Hubert Palfinger
Original assignee: Hubert Palfinger Technologies GmbH
Current assignee: Hubert Palfinger Technologies GmbH
Priority date: 2016-05-17
Filing date: 2017-05-16
Publication date: 2019-10-23
Anticipated expiration: 2037-05-16
Also published as: SG11201810122RA; EP3458353A1; KR20190008279A; CN109476363A; PL3458353T3; AT518744B1; US10472030B2; US20190185118A1; WO2017197422A1; AT518744A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Transportsystem zum Bewegen von zumindest einer automatisierten Instandhaltungsvorrichtung für große, im Wesentlichen senkrechte Flächen, beispielsweise Schiffsrümpfe, mit einem freiverlegbaren Einschienensystem sowie zumindest einer Antriebsvorrichtung, die auf dem Einschienensystem entlang einer Bewegungsrichtung verfahrbar ist, wobei die zumindest eine Antriebsvorrichtung eine Antriebseinheit mit zumindest einem Laufrad aufweist, wobei das Laufrad über zumindest einen vorzugsweise elektrischen Antrieb antreibbar ist, und des Weiteren zumindest eine Anpresseinheit vorgesehen ist, die mit der Antriebseinheit in Verbindung steht.
In vielen Bereichen der Technik müssen großflächige Oberflächen, beispielsweise aus Stahl untersucht und bearbeitet werden. Insbesondere müssen Schiffsrümpfe in regelmäßigen Abständen gegen Korrosion geschützt werden, wobei hierzu alte Anstriche entfernt und neue aufgebracht werden müssen. Für diese Aufgabe kommen Instandhaltungsvorrichtungen zum Einsatz, wie sie beispielsweise in der EP 2 651 754 B1 der Anmelderin beschrieben sind. Diese Instandhaltungsvorrichtungen werden in den Dockanlagen, in denen die Schiffe inspiziert und überholt werden, für gewöhnlich auf Schienen entlang dieser Schiffsrümpfe bewegt. Üblicherweise sind die Schienensysteme sind zumeist starr, also formschlüssig auf dem Dock montiert oder innerhalb eines Gleisbetts angeordnet, sodass die Instandhaltungseinrichtung Unterschiede im Abstand zwischen Schienensystem und zu bearbeitende Fläche ausgleichen muss. Da jedoch Größe und/oder Form der Schiffe variieren, und des Weiteren insbesondere im Bug- und Heckbereich des Schiffs ein zunehmender Abstand zwischen Instandhaltungsvorrichtung und Schiffshülle entsteht, muss die Instandhaltungseinrichtung bei derartigen Schienensystemen gemäß dem Stand der Technik diesen Abstand ausgleichen, was die Stabilisierung der Instandhaltungsvorrichtung im Betrieb äußerst erschwert. Derartige Schienensysteme sind somit äußerst unflexibel.
Eine weitere Instandhaltungsvorrichtung der eingangs erwähnten Art kann der JP 2002-021321 A1 entnommen werden, die über eine Antriebseinheit mit einem Laufrad sowie einer Anpresseinheit verfügt.
Die auf Schienen bewegten Instandhaltungsvorrichtungen weisen zumeist ein hohes Eigengewicht auf. Des Weiteren besitzen sie aufgrund ihres zumeist kran- oder turmartigen Aufbaus während der Instandhaltungsarbeiten einen sich zur Schienen hin stets verlagernden Schwerpunkt, der zumeist in großem Abstand vom Untergrund liegt. Damit wirkt jedoch ein großes Kraftmoment auf das Schienensystem, sodass stets das Risiko einer Verschiebung oder des Abhebens der Schiene besteht. Dies führt in der weiteren Folge zu einer Instabilität der Instandhaltungsvorrichtung, insbesondere wenn diese entlang der Schiene bewegt wird.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Stand der Technik zu beseitigen und ein Transportsystem bereitzustellen, das ein wiederholgenaues und kontrolliertes Bewegen einer Last, beispielsweise einer Instandhaltungsvorrichtung entlang einer freiverlegten Schiene erlaubt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Transportsystem der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, dass die zumindest eine Anpresseinheit zumindest eine Belastungsrolle aufweist, die über zumindest ein Federelement an das Einschienensystem anpressbar ist, und/oder eine Fixiervorrichtung an der Antriebseinheit angeordnet ist, wobei eine Fixierrolle vorgesehen ist, die mit dem Einschienensystem zusammenwirkt.
Die Antriebsvorrichtung ist dazu eingerichtet, die Reibung zwischen dem nicht formschlüssig verankerten Einschienensystem und deren Untergrund beim Befahren mit einer Schwerlast, insbesondere einer Instandhaltungsvorrichtung zu erhöhen.
Die erfindungsgemäße Anpresseinheit hat die Aufgabe, den Schienenabschnitt vor und nach der Antriebseinheit (in Bewegungsrichtung gesehen) auf den Untergrund anzupressen und ein Abheben oder Verschieben des Einschienensystems zu verhindern. Durch die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung wird eine vertikale Positionsänderung durch Abheben und/oder eine horizontale Positionsänderung in Form von Verschiebungen des Einschienensystems durch Lasteinwirkung auf das Einschienensystem verhindert. Das zumindest eine Federelement der Anpresseinheit presst hierbei die Belastungsrolle auf die Schienenoberfläche, die parallel zum Untergrund verläuft. Damit wirkt die Anpresseinheit vertikal auf den Schienenabschnitt, um die erforderliche Stabilität dieses Schienenabschnitts im unmittelbaren Umfeld der Antriebsvorrichtung und der darauf befindlichen Instandhaltungsvorrichtung zu gewährleisten.
An der Antriebseinheit ist zusätzlich oder alternativ hierzu eine Fixiervorrichtung angeordnet, wobei eine Fixierrolle vorgesehen ist, die mit der Schiene zur Richtungsfixierung der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung zusammenwirkt. Diese Fixiervorrichtung wirkt im Wesentlichen in einer Ebene parallel zum Untergrund und steht insbesondere mit einer Schienenflanke in Kontakt. Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Fixiereinrichtung besteht darin, dass sie einem Verdrehen oder Verwinden des Schienenabschnitts aufgrund hoher Scherkräfte durch die an der Antriebsvorrichtung angeordnete Last verhindert.
Um die Position der Anpresseinheit auf dem Einschienensystem zu stabilisieren, ist in einer bevorzugten Ausführung der Erfindung vorgesehen, dass die zumindest eine Anpresseinheit über zumindest eine, vorzugsweise zwei Führungsräder mit dem Einschienensystem in Kontakt steht. Diese Führungsräder sind in einer Ebene parallel zum Untergrund angeordnet und stehen in Reibkontakt mit der Flanke des Schienenabschnitts.
Die zumindest eine Anpresseinheit steht bevorzugterweise mit der Antriebseinheit in gelenkiger Verbindung. Wenn die Antriebsvorrichtung entlang des Einschienensystem bewegt wird, so ist die Anpresseinheit je nach Bewegungsrichtung entweder vor der Antriebsvorrichtung oder ihr nachlaufend angeordnet. Da das auf dem Untergrund verlegte Einschienensystem üblicherweise nicht geradlinig, sondern beispielsweise den Schiffskonturen folgend verläuft, erlaubt die gelenkige Verbindung zwischen Antriebseinheit und Anpresseinheit ein flexibles Verfahren der erfindungsgemäßen Vorrichtung entlang eines Einschienensystems mit gekrümmtem Verlauf.
Die Bewegung der Antriebsvorrichtung auf dem Einschienensystem wird in einer weiteren Ausführung der Erfindung noch weiter verbessert, wenn die zumindest eine Anpresseinheit mit der Antriebseinheit über einen Schwenkarm mit einer, vorzugsweise zwei Schwenkachsen in Verbindung steht.
Ein kontrolliertes und sicheres Bewegen der auf der Antriebsvorrichtung angebrachten Last wird dadurch weiter verbessert, dass in einer bevorzugten Ausführung der Erfindung die Antriebseinheit zusätzlich über zumindest eine, vorzugsweise zwei Führungsrollen mit dem Einschienensystem in Kontakt steht, wobei die Drehachse der zumindest einen, vorzugsweise zwei Führungsrollen im Wesentlichen normal auf die Drehachse des Laufrads der Antriebseinheit ausgerichtet ist. Damit steht das Laufrad der Antriebseinheit mit der Schienenoberfläche in Reibkontakt, während die zumindest eine Führungsrolle der Antriebseinheit mit einer Schienenflanke in Kontakt steht.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Fixiervorrichtung wird weiter verbessert, wenn diese zumindest eine, vorzugsweise zwei schwenkbare Stabilisierungsrollen aufweist, die mit dem Einschienensystem zusammenwirken.
Hierbei ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass die zumindest eine, vorzugsweise zwei schwenkbare Stabilisierungsrollen über eine Stelleinrichtung, vorzugsweise über zumindest einen Hydraulikzylinder, an den Schienenabschnitt anpressbar sind. Je nach Bewegungsrichtung wird jene Stabilisierungsrolle, die der Fixierrolle vorläuft, an die Schienenflanke gepresst, um die Stabilität der Antriebsvorrichtung auf dem Einschienensystem zu verbessern.
Die Antriebsvorrichtung ist für die Aufnahme von Lasten und deren Bewegen über das Einschienensystem vorgesehen. Hierzu ist in einer besonders bevorzugten Variante vorgesehen, dass die Antriebsvorrichtung über eine Lastaufnahme, vorzugsweise über einen Königszapfen verfügt. Diese Art der Lastaufnahme ist insbesondere für die Verbindung der Antriebsvorrichtung mit einer kranartigen Instandhaltungsvorrichtung geeignet, weil ein Königszapfen eine zusätzliche Drehachse zur Verfügung stellt, die ein Verdrehen der Instandhaltungsvorrichtung in Bezug auf die Antriebsvorrichtung erlaubt. Damit kann beispielsweise die Instandhaltungsvorrichtung optimal auf die zu bearbeitende Oberfläche, zum Beispiel einem Schiffsrumpf, ausgerichtet werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass das das Einschienensystem eine Vielzahl von Schienensegmenten aufweist, wobei bevorzugterweise zumindest zwei Kurvenschienensegmente vorgesehen sind, die über ein konvex ausgebildetes Schienenendstück sowie ein konkav ausgebildetes Schienenendstück verfügen, und im zusammengebauten Zustand zumindest ein konvex ausgebildetes Schienenendstück eines ersten Kurvenschienensegments mit einem konkav ausgebildeten Schienenendstück eines benachbarten zweiten Kurvenschienensegments in gelenkiger Verbindung steht.
Ein derartig modular aufgebautes Schienensystem mit nur einem Schienenstrang, auf dem zumindest eine Instandhaltungsvorrichtung verfahrbar ist, lässt sich besonders rasch und flexibel aufbauen und an die jeweilige Schiffsform anpassen, weil die einzelnen Kurvenschienensegmente über die gelenkige Verbindung zueinander verschwenkbar sind und damit ein jeweils passender gekrümmter Verlauf des Schienenstrangs eingestellt werden kann.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung greift das zumindest eine konvex ausgebildetes Schienenendstück des ersten Kurvenschienensegments in das konkav ausgebildete Schienenendstück des benachbarten zweiten Kurvenschienensegments ein, wobei ein Passbolzen die beiden Kurvenschienensegmente zueinander verschwenkbar miteinander verbindet. Das Zusammenfügen der im Wesentlichen passgenauen Schienenendstücke der einzelnen Kurvenschienensegmente sowie die Verwendung eines Passbolzens zur Verbindung derselben erlaubt einen besonders raschen Zusammenbau des erfindungsgemäßen Einschienensystems.
Zur Einstellung der Krümmung oder des Kurvenbereichs eines Streckenabschnitts des erfindungsgemäßen Einschienensystems ist vorgesehen, dass an jedem Kurvenschienensegment vorzugsweise zwei Stellschrauben vorgesehen sind, die mit einem auf dem benachbarten Kurvenschienensegmenten angeordneten Anschlag zusammenwirken. Damit werden zur Vereinfachung der Montage des Einschienensystems zunächst die einzelnen Kurvenschienensegmente zusammengefügt und auf dem Untergrund angeordnet anschließend zueinander über die gelenkige Verbindung verschwenkt, um die gewünschte Kurvenform des Streckenabschnitts zu erzielen.
Ein wesentlicher Vorteil dieses Einschienensystems liegt darin, dass es aufgrund seines modularen Aufbaus flexibel praktisch an jeden beliebigen Streckenverlauf angepasst werden kann. Des Weiteren ist keine kraftschlüssige Fixierung der einzelnen Schienensegmente mit dem Untergrund vorgesehen, die Positionierung der Schienensegmente erfolgt ausschließlich über Kraft-/Reibschluss, der durch das Verfahren von auf dem Einschienensystem angeordneten Vorrichtungen, insbesondere Instandhaltungsvorrichtungen, die jeweils auf zumindest einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung angeordnet sind, erzielt wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass zusätzliche Ballastelemente, vorzugsweise Betonplatten, an zumindest einem, vorzugsweise an zwei benachbarten Schienensegmenten anordenbar sind, um diesen Reibschluss weiter zu verbessern. Insbesondere auch an den Endbereichen des Einschienensystems, das üblicherweise nicht als ein in sich geschlossener Schienenstrang ausgeführt ist, sind solche Ballastelemente von Vorteil, um im Betrieb ein Abheben und/oder Verrücken der im Endbereich befindlichen Schienensegmente zu verhindern.
In einer Variante der vorliegenden Erfindung ist zusätzlich zumindest ein Weichenelement vorgesehen, das ein Rangieren der auf dem Einschienensystem befindlichen Instandhaltungsvorrichtung(en) erlaubt.
Vorteilhafterweise verfügt das zumindest eine Weichenelement über zwei Weichen-zungen, die im Wesentlichen parallel zueinander verschwenkbar sind und damit ein rasches Umleiten von auf dem Einschienensystem befindlichen Vorrichtungen erlauben.
Das Einschienensystem wird überwiegend im Freien, beispielsweise auf Schiffsdocks verlegt. Damit ist es den Umweltbedingungen wie Temperaturschwankungen und Sonneneinstrahlung ausgesetzt. Dies hat zur Folge, dass sich die Schienensegmente ausdehnen und wieder schrumpfen, was bei der Verwendung von Schienensegmenten aus Stahl zu erheblichen Längenänderungen führen kann. Diese Längenänderungen können wiederum zu Verwerfungen in dem Streckenverlauf des freiverlegten Einschienensystems führen. Daher ist bevorzugterweise zusätzlich zumindest ein Längenausgleichselement vorgesehen, um diese temperaturbedingten Längenänderungen zu kompensieren.
Hierbei weist besonders bevorzugt das zumindest eine Längenausgleichelement zwei über einen vorzugsweise schräg zur Längsachse des Längenausgleichelements verlaufenden Spalt voneinander getrennte Laufflächenelemente auf, die zueinander beweglich auf einem Basiselement angeordnet sind. Über diesen sich verändernden Spalt können die auftretenden Längenänderungen aufgefangen werden.
Das Einschienensystem hat sich insbesondere zum Verfahren von Instandhaltungsvorrichtungen zur Bearbeitung von im Wesentlichen senkrecht verlaufenden Flächen, insbesondere Schiffsrümpfe oder Containeroberflächen als geeignet erwiesen. Es erlaubt, wie bereits zuvor beschrieben, eine individuelle und anpassbare Streckenführung des Einschienensystems, um eine darauf verfahrbare Instandhaltungsvorrichtung in eine optimale Position zu der zu bearbeitenden Oberfläche, beispielsweise einem Schiffsrumpf zu bringen. Durch die ausschließliche Fixierung des Einschienensystems mittels Kraft-/Reibschluss auf dem Untergrund ist eine besonders rasche und flexible Montage bzw. Demontage des Einschienensystems möglich.
Das erfindungsgemäße Transportsystem hat sich insbesondere zur Verwendung mit Instandhaltungsvorrichtungen bewährt, weil sie ein flexibles Bewegen von insbesondere automatisierten Instandhaltungsvorrichtungen zum Bearbeiten großer, im Wesentlichen senkrechter Flächen, wie beispielsweise Schiffsrümpfe, entlang freiverlegter Schienen erlaubt.
Die Aufgabe wird des Weiteren durch ein Instandhaltungssystem bestehend aus zumindest einer Instandhaltungsvorrichtung sowie dem erfindungsgemäßen Einschienensystem in vorteilhafter Weise gelöst, wobei sich das Instandhaltungssystem sich insbesondere durch rasche Montage, anpassbare Streckenführung und einfache und zuverlässige Bedienung auszeichnet.
Im Folgenden wird anhand von nicht-einschränkenden Ausführungsbeispielen mit zugehörigen Figuren die Erfindung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1: eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Transport-systems;
Fig. 2: eine Schnittansicht der Antriebsvorrichtung aus Fig. 1;
Fig. 3: eine Schnittansicht der Anpresseinheit aus Fig. 1 und Fig. 2;
Fig. 4: eine zweite Ausführungsform der Antriebseinheit der Antriebsvorrichtung in einer ersten perspektivischen Ansicht;
Fig. 5: die Antriebseinheit aus Fig. 4 in einer zweiten perspektivischen Ansicht;
Fig. 6: die Antriebseinheit aus Fig. 4 in einer dritten perspektivischen Ansicht angeordnet an einen Schienenabschnitt des Einschienensystems;
Fig. 7: eine schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Transportsystems mit Instandhaltungsvorrichtungen;
Fig. 8: einen Ausschnitt des Einschienensystems aus Fig. 1 bzw.Fig. 7;
Fig. 9: eine erste Detailansicht des Einschienensystems aus Fig. 8 auf die geradlinigen Schienensegmente;
Fig. 10A: eine zweite Detailansicht des Einschienensystems aus Fig. 8 auf die Kurvenschienensegmente;
Fig. 10B: eine Detailansicht auf die Kurvenschienensegmente aus Fig. 10A;
Fig. 11A: eine Draufsicht auf ein Weichenelement in einer ersten Position;
Fig. 11B: eine Draufsicht auf das Weichenelement aus Fig. 11A in einer zweiten Position;
Fig. 12A: eine Draufsicht auf ein Längenausgleichselement; und
Fig. 12B: eine Schnittansicht auf das Längenausgleichselement aus Fig. 12A.

In der Fig. 1 ist das erfindungsgemäße Transportsystem 1000 in einer perspektivischen Ansicht dargestellt. Hierbei ist eine schienengebundene Antriebsvorrichtung 100 entlang eines Einschienensystems 200 in zwei Bewegungsrichtungen A1, A2 bewegbar. Die Antriebseinrichtung 100 ist hierbei beispielsweise für die Aufnahme einer automatisierten Instandhaltungsvorrichtung vorgesehen.
Die Antriebsvorrichtung 100 weist eine Antriebseinheit 101 mit einem Antrieb 102 auf, wobei dieser Antrieb 102 beispielsweise als elektrischer Antrieb in Form eines Elektromotors ausgebildet ist.
Zur Aufnahme einer Last, beispielsweise eine Instandhaltungsvorrichtung, ist ein Anschlusselement 110, das in der vorliegenden Ausführung der Erfindung als Königszapfen ausgebildet ist, an der Antriebseinheit 101 angeordnet.
Die in der Fig. 2 dargestellte Schnittansicht der erfindungsgemäßen schienengebundene Antriebsvorrichtung 100 zeigt ein in der Antriebseinheit 101 angeordnetes Laufrad 103, das mit der Schienenoberfläche 201, dem Obergurt (Fig. 1) in Reibkontakt steht und über den Antrieb 102 die Bewegung der schienengebundene Antriebsvorrichtung 100 entlang des Einschienensystems 200 verursacht. Da das Laufrad 103 als unprofilierte Walze im Wesentlichen ungeführt entlang der Schienenoberfläche 201 bewegt wird, sind zwei in die Schienenflanke 202 eingreifende Führungsrollen 104a, 104b vorgesehen, deren Drehachsen D1 im Wesentlichen normal auf eine Parallele zu der Drehachse D2 des Laufrades 103 stehen. Auf diese Weise stabilisieren die beiden Führungsrollen 104a, 104b die Position des Laufrades 103 auf der Schienenoberfläche 201.
Die erfindungsgemäße schienengebundene Antriebsvorrichtung 100 verfügt in dieser Ausführung der Erfindung über zwei Anpresseinheiten 120a, 120b, die im Detail insbesondere Fig. 3 entnommen werden können. Die Anpresseinheiten 120a, 120b stehen jeweils über einen Schwenkarm 121a, 121b mit der Antriebseinheit 101 in Verbindung. Jede Anpresseinheit 120a, 120b ist hierbei über zwei Schwenkachsen S1a, S1b, S2a, S2b über den Schwenkarm 120a, 120b verschwenkbar. Jede Anpresseinheit 120a, 120b verfügt zudem über eine Belastungsrolle 122a, 122b, die mit der Schienenoberfläche 201 in Kontakt steht. Die Belastungsrolle 122a, 122b wird hierbei über ein Federelement 123a, 123b auf die Schienenoberfläche 201 gepresst. Das Federelement 123a, 123b ist hierbei derart angeordnet, dass seine Längsmittelachse, die mit der Schwenkachse S2a, S2b zusammenfällt, normal auf den Untergrund steht, um so eine maximale Kraftübertragung auf die Belastungsrolle 122a, 122b und in der Folge auf das Einschienensystem 200 zu gewährleisten. Dieser Anpressdruck sorgt dafür, dass das Einschienensystem 200 stabil und möglichst unverschiebbar auf den Untergrund gepresst wird. Eine verbesserte Führung der Anpresseinheit 120a, 120b wird durch die beiden zusätzlichen Führungsräder 1241a, 1241b, 1242a, 1242b der Anpresseinheiten 120a, 120b erzielt, die wiederum mit der Schienenflanke 202 in Kontakt stehen.
Wird nun die erfindungsgemäße schienengebundene Antriebsvorrichtung 100 beispielsweise entlang der Bewegungsrichtung A1 entlang des Einschienensystems 200, das auf dem Untergrund ohne zusätzliche Fixierung wie beispielsweise mittels Bolzen verlegt ist, bewegt, so sorgt die in Bewegungsrichtung A1 vorlaufende Anpresseinheit 120a mittels der über das Federelement 123a auf das Einschienensystem 200 angepresste Belastungsrolle 122a und dem dadurch wirkenden Anpressdruck dafür, dass das Einschienensystem 200 in ihrer Position auf dem Untergrund verbleibt und nicht aufgrund einer an der schienengebundene Antriebsvorrichtung 100 angeordneten Last, beispielsweise einer Instandhaltungsvorrichtung, verschoben wird oder sich gar zumindest teilweise vom Untergrund abhebt. Die in der Bewegungsrichtung A1 nachlaufende zweite Anpresseinheit 120b sorgt hierbei ebenfalls für die Stabilität des Schienenabschnitts des Einschienensystems 200 im unmittelbaren Umfeld der schienengebundene Antriebsvorrichtung 100.
Durch die Verschwenkbarkeit der Anpresseinheit 120a, 120b über die Schwenkachsen S1, S2 wird die Bewegung der erfindungsgemäßen schienengebundene Antriebsvorrichtung 100 entlang des üblicherweise auch in Kurven verlaufenden Einschienensystems 200 verbessert.
Eine weitere Ausführung der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung 100 ist in den Figuren 4 bis 6 dargestellt. Hierbei weist die Antriebseinheit 101 der erfindungsgemäßen schienengebundene Antriebsvorrichtung 100 eine zusätzliche Fixiervorrichtung 130 auf, die die Laufstabilität des Laufrades 103 auf dem Einschienensystem 200 weiter verbessert. Die Fixiervorrichtung 130 besteht hierbei aus einer Fixierrolle 131, die in einer Ebene normal zu der Laufrolle 103 angeordnet ist, und ebenfalls dazu eingerichtet ist, mit der Schienenflanke 202 in Reibkontakt zu stehen. Über jeweils einen Hydraulikzylinder 132a, 132b, der in gelenkiger Verbindung mit einem Schwinghebel 133a, 133b steht, können weitere Stabilisierungsrollen 134a, 134b an die Schienenflanke 202 gepresst werden.
Die Fixierrolle 131 der Fixiervorrichtung 130 sowie die Führungsrollen 104a, 104b der Antriebseinheit 101 liegen jeweils in einer Ebene (Fig. 4) und bilden hierbei ein (virtuelles) Dreieck, in dessen Mittelpunkt die Laufrolle 103 der Antriebseinheit 101 parallel zu der Basislinie des Dreiecks angeordnet ist. Die schwenkbaren Stabilisierungsrollen 134a, 134b der Fixiervorrichtung 130 werden je nach Bewegungsrichtung A1, A2 derart an die Schienenflanke 202 gepresst, dass jeweils die vorlaufende Stabilisierungsrollen 134a, 134b mit dem Schienenabschnitt des Einschienensystems 200 in Reibkontakt steht (Fig. 6).
Die in den Figs. 4 bis 6 dargestellte Variante der Antriebseinheit 101 kann mit oder ohne zusätzliche Anpresseinheiten 120a, 120b, wie in den Figs 1 bis 3 gezeigt, betrieben werden.
Das nachfolgend beschriebene Einschienensystem ist ebenfalls Teil des erfindungsgemäßen Transportsystem 1000, das in einer bevorzugten Ausführungsvariante in der Fig. 7 dargestellt ist. Hierbei ist das Einschienensystem 200 entlang eines Schiffsrumpfs 1 angeordnet, um Instandhaltungsvorrichtungen 1100 je nach Bedarf entlang des Schiffsrumpfs 1 verfahren zu können. Die Instandhaltungsvorrichtungen 1100 sind hierbei auf der zuvor beschriebenen Antriebsvorrichtung 100 angeordnet. Das Einschienensystem 200 wird erfindungsgemäß ohne zusätzliche Fixierung einfach auf dem Untergrund, im vorliegenden Fall auf dem Schiffsdock verlegt.
Aus der Fig. 8 ist ersichtlich, dass das erfindungsgemäße Einschienensystem 200 aus einer Vielzahl von geradlinigen Schienensegmenten 210a, 210b sowie Kurvenschienensegmenten 220a, 220b, 220c zusammengesetzt ist. Das Einschienensystem 200 wird hierbei allein durch Reibschluss in seiner Position auf dem Untergrund gehalten, wobei insbesondere das Gewicht der auf dem Einschienensystem 100 verfahrbaren Instandhaltungsvorrichtungen 1100 dieses auf den oft unebenen Untergrund anpresst.
Zusätzlich wird dieser Reibschluss durch Ballastelemente 230, bevorzugterweise in Form von Betonplatten, die an einem, vorzugsweise zwei benachbarten Schienen-segmenten 210a, 210b, 220a, 220b, 220c abnehmbar befestigt sind, unterstützt. Diese Ballastelemente 230 können zudem mit an ihrer Auflagefläche angeordneten Antirutschmatten ausgestattet sein.
Für die Verlegung von im Wesentlichen geraden Streckenabschnitten sind langgestreckte Schienensegmente 210a, 210b vorgesehen, die mit ihren gerade ausgeführten Schienensegmentenden 211a, 211b bündig aneinandergelegt und mittels Fixierschrauben 212 miteinander verschraubt werden (Fig. 9). Diese langgestreckten Schienensegmente 210a, 210b weisen hierbei einen im Wesentlichen I-förmigen Querschnitt mit einer auf dem Untergrund ruhenden Auflagefläche, dem Untergurt 203, einer vorzugsweise mit einer Verschleißschicht versehenen Schienenoberfläche, dem Obergurt 201 sowie einen normal zu Untergurt 203 und Obergurt 201 stehenden Steg, der die Schienenflanke 202 ausbildet, auf.
Für die Verlegung von gekrümmten Streckenabschnitten sind erfindungsgemäß Kurvenschienensegmente 220a, 220b, 220c vorgesehen. Diese Kurvenschienensegmente 220a, 220b, 220c weisen jeweils ein konvex ausgebildetes Schienenendstück 221a, 221b, 221c auf, das in ein konkav ausgebildetes Schienenendstück 222b, 222c eines benachbarten Kurvensegments 220a, 220b eingreift (Fig. 10A).
Gemäß Fig. 10A und Fig. 10B, in denen zur Veranschaulichung der gelenkigen Verbindung zwischen benachbarten Kurvenschienensegmenten 220a, 220b, 220c der Obergurt 201 des ersten Kurvenschienensegments 220a nur teilweise dargestellt wurde, ist ein Passbolzen 223 vorgesehen, der die Schienenendstücke 221a, 222b zueinander verschwenkbar miteinander verbindet. Zur Einstellung und Fixierung der Krümmung des Streckenabschnittes werden die gelenkig miteinander verbundenen Kurvenschienensegmente 220a, 220b, 220c zueinander über die Längsachse L1 des Passbolzens 223 verdreht und mittels Stellschrauben 224a, 224b in ihrer Position zueinander fixiert. Die Stellschrauben 224a, 224b des ersten Kurvenschienensegments 220a wirken hierzu mit jeweils einem Anschlag 225a, 225b an dem benachbarten zweiten Kurvenschienensegment 220b zusammen.
Berühren beide Stellschrauben 224a, 224b den jeweiligen Anschlag 225a, 225b, so sind die beiden benachbarten Kurvenschienensegmente 220a, 220b geradlinig zueinander ausgerichtet wie in Fig. 10B gezeigt, ihre jeweiligen Längsachsen liegen somit auf einer gemeinsamen Geraden. Sind die beiden benachbarten Kurvenschienensegmente 220a, 220b verschwenkt zueinander angeordnet, um eine Krümmung des Streckenabschnitts des Einschienensystems zu erhalten, so schneiden sich ihre jeweiligen Längsachsen unter einem vorgebbaren Winkel, wobei die erste Stellschraube 224a ihren Anschlag 225a berührt, während die zweite Stellschraube 224b sich in einer Position beabstandet von ihrem Anschlag 225b befindet.
Des Weiteren verfügt das erfindungsgemäße Einschienensystem 200 über Weichenelemente 240, wie in den Figs. 11A und 11B gezeigt. Das erfindungsgemäße Weichenelement 240 verfügt über zwei verschwenkbare Weichenzungen 241a, 241b, die jeweils mit einem Schienenstreckenabschnitt 204a, 204b in gelenkiger Verbindung stehen. Durch im Wesentlichen paralleles Verschwenken der beiden Weichenzungen 241a, 241b entweder der erste Schienenstreckenabschnitt 204a mit einem dritten Schienenstreckenabschnitt 204c (Fig. 11A) oder aber der zweite Streckenabschnitt 204b mit dem dritten Schienenstreckenabschnitt 204c (Fig. 11B) in Verbindung und kann entsprechend von der Instandhaltungsvorrichtung 1100 befahren werden (Fig. 7).
Das erfindungsgemäße Einschienensystem 200 ist üblicherweise im Freien, beispielsweise auf Schiffsdocks angeordnet und damit den Außentemperaturen und zumindest teilweise der Sonnenstrahlung ausgesetzt. Diese oftmals hohen Temperaturen bewirken eine Längenausdehnung des Einschienensystems 200, die gegebenenfalls zu einer Aufwölbung und/oder Verschiebung des Einschienensystems 200 führen kann. Dies stellt jedoch eine erhebliche Gefahr für den Betrieb der Instandhaltungsvorrichtungen 1100 dar.
Daher sind in dieser Ausführung der Erfindung zusätzliche Längenausgleichselemente 250 vorgesehen (Figs. 12A und 12B), die vorzugsweise in regelmäßigen Abständen, üblicherweise in den geradlinig verlaufenden Streckenabschnitten, zwischen den Schienensegmenten 210a, 210b angeordnet sind.
Das Längenausgleichselement 250 ist hierbei über Schienenanschlusselemente 251 mit den benachbarten Schienensegmenten 210a, 210b starr verbunden. Es besteht aus zwei Laufflächenelementen 252a, 252b, die mit einem Basiselement 253, das im montierten Zustand auf dem Untergrund aufliegt, jeweils über eine Schraubverbindung 254a, 254b verbunden sind. Diese Schraubverbindungen 254a, 254b sind unbeweglich mit den Laufflächenelementen 252a, 252b verschraubt, jedoch innerhalb des Basiselements 253 parallel zur Längsachse L2 des Längenausgleichselements 250 beweglich. Die beiden Laufflächenelemente 252a, 252b sind hierbei über einen Spalt 255 zueinander beabstandet angeordnet. Verändert sich nun beispielsweise aufgrund von Sonneneinstrahlung die Längserstreckung der Schienensegmente des Einschienensystems 200, so verändert sich auch der Abstand der Laufflächenelemente 252a, 252b durch die resultierende Stauchung zueinander und der Spalt 255 reduziert sich damit. Da die Veränderung der Längenerstreckung der Schienensegmente aufgrund von Temperaturschwankungen durchaus signifikant sein kann, ist in dieser Ausführung des erfindungsgemäßen Längenausgleichselements 250 vorgesehen, dass der erforderliche Spalt 255 schräg zur Längsachse L2 des Längenausgleichselements 250 verläuft, um ein störungsfreies Verfahren eines auf den Laufflächenelementen 252a, 252b befindliches Laufrads 103 der zuvor beschriebenen Antriebsvorrichtung 100 für die Instandhaltungsvorrichtung 1100 zu gewährleisten.
Um das erfindungsgemäße Einschienensystem 100 auf einem Untergrund beispiels-weise einem Schiffsdock zu verlegen, ist bevorzugterweise vorgesehen, dass in einem ersten Schritt die einzelnen Schienensegmente 210a, 210b, 220a, 220b, 220c sowie gegebenenfalls Weichenelemente 240 und Längenausgleichselemente 250 miteinander verbunden werden. Die Kurvenschienensegmente 220a, 220b, 220c werden hierbei zunächst in einer geraden Linie zusammengefügt, um dann anschließend durch Verstellen der entsprechenden Stellschrauben 223a, 223b in der oben beschriebenen Weise einen beispielsweise mittels auf dem Untergrund befindlichen Bodenmarkierungen vorgegebenen gekrümmten Verlauf dieses Streckenabschnitts zu erhalten.
In einem letzten Schritt werden gegebenenfalls Ballastelemente 230 an besonders anfälligen Stellen an den Schienensegmenten 210a, 210b, 220a, 220b, 220c angebracht, um den Reibschluss des Einschienensystems 200 mit dem Untergrund in den entsprechenden Bereichen zu verbessern. Dies ist insbesondere an den Endabschnitten 205 des Einschienensystems 200 notwendig, um ein Abheben dieser Endabschnitte 205 bei Befahren des Einschienensystems 200 mit den tonnenschweren Instandhaltungsvorrichtungen 1100 zu verhindern. Tatsächlich erfolgt die Fixierung des Einschienensystems 200 auf dem Untergrund praktisch ausschließlich durch den durch das Gewicht der Instandhaltungsvorrichtungen 1100 erzielten Reibschluss.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Einschienensystems 200 liegt in dessen reib- bzw. kraftschlüssiger Positionierung auf dem Untergrund, ohne dass zusätzliche formschlüssige Maßnahmen wie beispielsweise Schraub- oder Bolzenverbindungen mit dem Untergrund oder aufwendige Vorbereitungen des Untergrunds wie beispielsweise in Form eines Gleisbetts notwendig sind. Dies erlaubt eine rasche Montage bzw. Demontage des erfindungsgemäßen Einschienensystems 200 an Ort und Stelle, sowie gegebenenfalls eine rasche und einfache Verlegung des Einschienensystems an eine andere Stelle Anpassung des Schienenverlaufs bei Bedarf.

Claims

Transportsystem (1000) zum Bewegen von zumindest einer automatisierten Instandhaltungsvorrichtung (1100) für große, im Wesentlichen senkrechte Flächen, beispielsweise Schiffsrümpfe (1), mit einem freiverlegbaren Einschienensystem (200) sowie zumindest einer Antriebsvorrichtung (100), die auf dem Einschienensystem (200) entlang einer Bewegungsrichtung (A1, A2) verfahrbar ist, wobei die zumindest eine Antriebsvorrichtung (100) eine Antriebseinheit (101) mit zumindest einem Laufrad (103) aufweist, wobei das Laufrad (103) über zumindest einen vorzugsweise elektrischen Antrieb (102) antreibbar ist, und des Weiteren zumindest eine Anpresseinheit (120a, 120b) vorgesehen ist, die mit der Antriebseinheit (101) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Anpresseinheit (120a, 120b) zumindest eine Belastungsrolle (122a, 122b) aufweist, die über zumindest ein Federelement (123a, 123b) an das Einschienensystem (200) anpressbar ist, und/oder eine Fixiervorrichtung (130) an der Antriebseinheit (101) angeordnet ist, wobei eine Fixierrolle (131) vorgesehen ist, die mit dem Einschienensystem (200) zusammenwirkt.
Transportsystem (1000) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Anpresseinheit (120a, 120b) zusätzlich über zumindest eine, vorzugsweise zwei Führungsrollen (104a, 104b) in Kontakt mit dem Einschienensystem (200) steht.
Transportsystem (1000) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Anpresseinheit (120a, 120b) mit der Antriebseinheit (101) in gelenkiger Verbindung steht.
Transportsystem (1000) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Anpresseinheit (120a, 120b) mit der Antriebseinheit (101) über einen Schwenkarm (121a, 121b) mit einer, vorzugsweise zwei Schwenkachsen (S1a, S1b, S2a, S2b) in Verbindung steht.
Transportsystem (1000) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (101) über zumindest eine, vorzugsweise zwei Führungsrollen (104a, 104b) mit dem Einschienensystem (200) in Kontakt steht, wobei die Drehachse (D1) der zumindest einen, vorzugsweise zwei Führungsrollen (104a, 104b) im Wesentlichen normal auf die Drehachse (D2) des Laufrads (103) der Antriebseinheit (101) ausgerichtet ist.
Transportsystem (1000) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixiervorrichtung (130) zusätzlich zumindest eine, vorzugsweise zwei schwenkbare Stabilisierungsrollen (134a, 134b) aufweist, die mit dem Einschienensystem (200) zusammenwirken, wobei bevorzugterweise die zumindest eine, vorzugsweise zwei schwenkbaren Stabilisierungsrollen (134a, 134b) über eine Stelleinrichtung, vorzugsweise über zumindest einen Hydraulikzylinder (132a, 132b), an das Einschienensystem (200) anpressbar sind.
Transportsystem (1000) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (101) über ein Anschlusselement (110), vorzugsweise in Form eines Königszapfens verfügt.
Transportsystem (1000) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Einschienensystem (100) eine Vielzahl von Schienensegmenten (210a, 210b, 220a, 220b, 220c) aufweist, wobei bevorzugterweise zumindest zwei Kurvenschienensegmente (220a, 220b, 220c) vorgesehen sind, die über ein konvex ausgebildetes Schienenendstück (221a, 221b, 221c) sowie ein konkav ausgebildetes Schienenendstück (222a, 222b, 222c) verfügen, und im zusammengebauten Zustand zumindest ein konvex ausgebildetes Schienenendstück (222a, 222b, 222c) eines ersten Kurvenschienensegments (220a, 220b, 220c) mit einem konkav ausgebildeten Schienenendstück (222a, 222b, 222c) eines benachbarten zweiten Kurvenschienensegments (220a, 220b, 220c) in gelenkiger Verbindung steht, wobei bevorzugterweise das zumindest eine konvex ausgebildetes Schienenendstück (221a, 221b, 221c) des ersten Kurvenschienensegments (220a, 220b, 220c) in das konkav ausgebildete Schienenendstück (222a, 222b, 222c) des benachbarten zweiten Kurvenschienensegments (220a, 220b, 220c) eingreift, wobei ein Passbolzen (223) die beiden Kurvenschienensegmente (220a, 220b, 220c) zueinander verschwenkbar miteinander verbindet.
Transportsystem (1000) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Kurvenschienensegment (220a, 220b, 220c) vorzugsweise zwei Stellschrauben (224a, 224b) zur Einstellung der Krümmung eines Streckenabschnitts, der im Wesentlichen aus Kurvenschienensegmenten (220a, 220b, 220c) gebildet ist, vorgesehen sind, die mit einem auf dem benachbarten Kurvenschienensegment (220a, 220b, 220c) angeordneten Anschlag (225a, 225b) zusammenwirken.
Transportsystem (1000) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzliche Ballastelemente (230), vorzugsweise Betonplatten, an zumindest einem, vorzugsweise an zwei benachbarten Schienensegmenten (210a, 210b, 220a, 220b, 220c) des Einschienensystems (200) anordenbar sind.
Transportsystem (1000) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Einschienensystem (200) zusätzlich zumindest ein Weichenelement (240) aufweist, wobei bevorzugterweise das zumindest eine Weichenelement (240) über zwei Weichenzungen (241a, 241b) verfügt, die im Wesentlichen parallel zueinander verschwenkbar sind.
Transportsystem (1000) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Einschienensystem (200) zusätzlich zumindest ein Längenausgleichselement (250) aufweist, wobei bevorzugterweise das zumindest eine Längenausgleichelement (250) zwei über einen vorzugsweise schräg zur Längsachse (L2) des Längenausgleichelements (250) verlaufenden Spalt (255) voneinander getrennte Laufflächenelemente (252a, 252b) aufweist, die zueinander beweglich auf einem Basiselement (253) angeordnet sind.
Verwendung eines Transportsystems (1000) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 zum Verfahren von Instandhaltungsvorrichtungen (1100) zur Bearbeitung von im Wesentlichen senkrecht verlaufenden Flächen, insbesondere Schiffsrümpfe (1) oder Containeroberflächen.
Verwendung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierung des Einschienensystems (200) auf dem Untergrund, beispielsweise einem Schiffsdock ausschließlich mittels Reibschluss erfolgt.
Instandhaltungssystem bestehend aus zumindest einer Instandhaltungsvorrichtung (1100) sowie einem Transportsystem (1000) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Instandhaltungsvorrichtung (1100) auf einer Antriebsvorrichtung (100) des Transportsystems (1000) angeordnet und auf dem Einschienensystem (200) bevorzugterweise automatisiert verfahrbar ist.