DE2365635B2 - Zugmaschine zum Antrieb von Schienenstandbahnen des Untertagebergbaus - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zugmaschine zum Antrieb von Schienenstandbahnen des Untertagebergbaus mit Hilfe wenigstens eines Antriebsritzels, das auf eine Zahnstange wirkt, welche zwischen das Fahrgleis bildenden und auf Schwellen ver.egten Stahlprofilen angeordnet ist, mit denen die Bahn zwangsgeführt ist

Die Erfindung ist anwendbar auf SJiienenstandbahnen, welche die zunächst für die Rationalisierung des untertägigen Material- und Personentransportes entwickelten Einschienenhängebahnen ersetzen und auf der Sohle statt am Ausbau hängend bewegt werden, so daß sie nicht durch Verformungen des Ausbaus in Mitleidenschaft gezogen werden. Andererseits unterscheiden sich solche Schienenstandbahnen von den Förderbahnen einer Grube, weil sie nicht wie diese ein Gleis aus Schienenprofil verwenden und weil sie mit einer Zwangsführung arbeiten, welche störungsfrei daii Durchfahren von scharfen Kurven in der Horizontalen, aber auch in Mulden und Sätteln ermöglicht

Die Erfindung geht aus von einer Zugmaschine für eine vorbekannte Schienenstandbahn (DE-OSi 19 04 683) der eingangs genannten Art; die zwischen den Stahlprofilen verlegte Zahnstange ermöglicht imi Zusammenwirken mit dem Gleis die Übertragung hoher Antriebsleistungen auch auf Strecken mit starker Steigung. Das mit Zahnstangen versehene Gleis kann streckenweise verlegt sein, während auf anderen Streckin ein Adhäsionsantrieb der Bahn verwirklicht wird. Besondere Probleme ergeben sich bei derartigen unter Tage eingesetzten Bahnen aus dem ungünstigen Gleiszustand, weil die Kurven in der Horizontalen und in der Vertikalen häufig erheblich enger als nomal sind und weit sich die Zahnteilung wenigstens teilweise mit dem Kurvenradius ändert

Es ist bekannt, auf Zahnradbahnen eingesetzte Zugmaschinen mit einer aus- und einrückbaren Reibungskupplung zwischen dem Antriebsritzel und der Adhäsionsachse zu versehen, um das Einfahren in Zahnstangenabschnitte zu erleichtern; damit soll bei der Einfahrt der Zugmaschine in die Zahnstange dem Antriebsritzel eine etwas kleinere Umfangsgeschwindigkeit, als es der der Adhäsionsräder entspricht, erteilt werden, um die Zähne in die Zahnstange einspuren zu -, können (DE-AS 11 53 790). Die betriebsbedingten Belastungsschwankungen und gegebenenfalls auftretenden Stöße, wie sie durch den Gleiszustand unter Tage gegeben sind, lassen sich mit der vorbekannten Vorrichtung jedoch nicht ausgleichen. Insbesondere ist

in es unmöglich, Drehzahl und Drehmoment in der Weise voneinander abhängig zu machen, daß bei geringer

Drehzahl auch geringe Drehmomente und umgekehrt

abgegeben werden.

Dazu ist allerdings bekannt (ölhydraulik und

;-, Pneumatik, 1963, Nr. 6, S. 217 bis 224), eine Dicsellokoirotive mit einem hydrostatischen Getriebe anzutreiben. Das Getriebe wird von einer mit dem Dieselmotor angetriebenen Axialkolbenpumpe und mehreren Axialkolbenmotoren gebildet, die über Untersetzungsgetrie-

2« be auf die Räder der Lokomotive wirken. Derartige Untersetzungsgetriebe sind aus Platzgründen nicht auf Drehgestellen von unter Tage einsetzbaren Zugmaschinen unterzubringen. Sie vergrößern außerdem das Dienstgewicht der Zugmaschine, woraus sich Schwie-

'.·, rigkeiten wegen des leichten Gleisunterbaus unter Tage ergeben können.

Es ist ferner ein von einer Brennkraftmaschine über ein hydrostatisches Cstriebe unmittelbar angetriebenes Fahrzeug bekannt (DE-AS 12 04 539). Das hydrostati-

Ki sehe Getriebe besteht aus einer Axialkolbenpumpe und einem Motor, der ebenfalls als Axialkolbenmotor ausgebildet ist und sich daher aus den vorstehend genannten Gründen nicht ohne weiteres für Zugmaschinen unter Tage eignet Die beschriebene Ausbildung des

;·-. vorbekannten Fahrzeuges bezweckt im übrigen eine mehrstufige Regelung, die aber für die unter Tage aufgrund des ungünstigen Gleiszustandes nur langsam laufenden Zugmaschinen nicht brauchbar ist, weil die Abtriebsdrehzahldifferenzen nicht unterschiedlich ge-

o nugsind.

Ein Fahrzeug mit Brennkraftmaschinenantrieb, Schwungrad und stufenlos verstellbarem hydrostatischen Getriebe ist ebenfalls bekannt (DE-GM 18 34 883). Bei diesem Fahrzeug wird die Brennkraftma-

schine während des Anfahrvorganges auf gleichbleibender Drehzahl gehalten, weil das Schwungrad mit einem Schwungmoment versehen ist, das wesentlich größer als das zur Erzielung des gewünschten Gleichförmigkeitsgrades notwendige Schwungmoment ist Der dieselhy-

i) draulische Antrieb verwendet eine Pumpe für mehrere Motoren. Das vorbekannte Fahrzeug findet hauptsächlich als Hubstapler Verwendung. Für unter Tage einsetzbare Zugmaschinen auf Bahnstrecken, welche bislang mit Einschienenhängebahnen betrieben wurden,

kann es nicht eingesetzt werden, weil dort die

Voraussetzungen eines Ultrakurzstreckenbetriebes

nicht vorliegen und sich das Schwungrad nicht

unterbringen läßt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

ι Zugmaschine für eine Schienenstandbahn der eingangs bezeichneten Art und Ausbildung mit einem Antrieb zu schaffen, welcher so robust ausgebildet ist, daß er von den Störungen im Gleis und den Belastungsstößen freigehalten wird, welche durch die ungünstigen Verhältnisse unter Tage bedingt sind, unter denen die Zugmaschine eingesetzt werden muß.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein dieselhydraulischer Antrieb mit einer

Pumpe für jeweils mehrere Motoren vorgesehen ist, daß die Pumpe als Axialkolbenpumpe und die Motoren als Radialkolbenmotoren ausgebildet sind, und daß jeweils ein Motor an ein Antriebszahnrad gekuppelt ist, wobei zwischen Motor und Antriebszahnrad ein elastischer Puffer geschaltet ist

Infolge der mehreren Motoren kann ein formschlüssiger Eingriff der Antriebsritzel an mehreren Stellen der Zahnstange herbeigeführt werden, wobei durch entsprechende Schaltung einer der Motoren auf Freilauf oder der eine Motor oder der andere Motor angetrieben oder auch beide Motoren gleichzeitig angetrieben sein können. Deswegen kann bei ungünstigen Gleiszustand jede Schwankung in der Übertragung der Antriebskräfte ausgeglichen werden, wobei auch das Ein- und Ausfahren aus Zahnstreckenbereichen möglich wird.

Die Ausbildung des hydrostatischen Getriebes der erfindungsgemäßen Zugmaschine ermöglicht durch die langsam laufenden Radialkolbenmotoren den Verzicht auf Untersetzungsgetriebe auf Drehgestellen auf denen die Ritzel angebracht sind. Andererseits spieit auf diesen Drehgestellen der relativ große Platzbedar? solcher Motoren keine Rolle, weil er durch den Fordall der Getriebe mehr als kompensiert wird. Dieser führt auch zu einer vergleichsweise leichten Bauweise. Der gegenüber Radialkolbenpumpen geringere Platzbedarf der erfindungsgemäßen angewandten Axialkolbenpumpe wird dazu ausgenutzt, die Leistung für beide Radialkolbenmotoren mit einer Pumpe bereitzustellen, so daß sich insgesamt die für unter Tage besonders günstige niedrige Bauweise auch an diesen Bauteilen der erfindungsgemäßen Zugmaschine verwirklichen läßt

Vorzugsweise weist die Axialkolbenpumpe zur Steuerung der Fördermenge ein druckgesteuerten Servomotor auf, und eine Hilfspumpe ist vorgesehen, die den für den Servomotor erforderlichen Steuerdruck liefert und über ein Vorgelege mit dem Dieselmotor gekuppelt ist Auf diese Weise werden die Radialkolbenmotoren über die zugeführte Fördermenge des Druckmittels entsprechend den jeweiligen Betriebszuständen gesteuert

Der Patentanspruch 1 schützt nur die darin angegebenen Gesamtkombinationen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher beschrieben; es zeigt

Fig. 1 die Ansicht einer Zugmaschine für eine Schienenstandbahn des Untertagebergbaus,

F i g. 2 die Ansicht in Richtung A-A eines Teiles des Gegenstandes nach F i g.!,

Fig.3 den Hydraulik-Schaltplan der Zugmaschine nachFig. 1.

Aus der Fi g. 2 ergibt sich der Aufbau des Fahrgleiscs 1 für Wagen und Zugmaschine der Schienenstandbahn. Das Fahrgleis 1 besteht aus zwei zylindrischen Rohren 2 und 3, die mit Hilfe von Befestigungsblechen 4 an Schwellen 5 festgelegt sind. Die Schwellen 5 bestehen aus U-Profilen, deren Stege auf der Sohle 6 aufliegen, während die Flansche der Befestigung der Rohre 2 und 3 dienea

Aus der Fig,2 ergibt sich weiterbin, daß die Laufrollen 7,8 der Wagen und der Zugmaschine schräg zur Gleismittenebene hin geneigt sind und konkave Laufflächen 9 besitzen, mit denen sie auf den Rohren 2 und 3 ablaufen. Die schräge Anordnung der Laufrollen 7, 8 bewirkt, daß ein ^Teil der Lauffläche 9 sowie der daran anschließende Rollenflansch 10 das jeweilige Rohr 2 bzw. 3 untergreift, wodurch eine Zwangsführung der Bahn erreicht wird.

Zwischen den Rohren 2 und 3 des Fahrgleises 1 befindet sirh eine Zahnstange 11. Diese Zahnstange 11 wird zwischen zwei Winkelprofilen 12 mit Schrauben 13 gehalten. Die Winkelprofile 12 sind mit Winkelabschnitten 14 an den Flanschen der U-förmigen Schwellen 5 befestigt

Aus F i g. 2 ist auch der Aufbau des Antriebsmotors der Zugmaschine einer Schienenstandbahn zu erkennen.

ίο Dieser Antriebsmotor 15 besteht aus einem hydraulischen Radialkolbenmotor, an den über ein nicht dargestelltes elastisches Pufferglied ein Antriebsritzel 16 gekuppelt ist Das Antriebsritzel 16 kämmt mit der Zahnstange 11, deren Zähne unter einem Winkel von 16° gegen die Zahnstangennormale geneigte, gerade Kopfflanken und entsprechend einer Evolventenverzahnung ausgebildete Fußflanken besitzen, so daß jeweils zwei Zähne des Antriebsritzels 16 und der Zahnstange 11 sich gleichzeitig im übertragenden Eingriff befinden. Zusätzlich sind hydraulich betätigte Bremsen 17 vorgesehen.

Aus der F i g. 1 entnimmt man, daß die Zugmaschine zwei Hydraulikmotoren bzw. Antriebsmotoren 15 mit Antriebsritzel 16 besitzt Diese sind in Drehgestellen 18 untergebracht, die gelenkig am Unterbau 19 der Zugmaschinen gelagert sind. Auf dem Unterbau 19 sind ein Dieselmotor 20 sowie hydraulische Einrichtungen für den Betrieb hydraulischen Antriebsmotoren 15 untergebracht Die Steuerung des Dieselmotors 20 und der hydraulischen Motoren 15 erfolgt von Fahrerkabinen 21 aus. die über Kuppelstangen 22 an die Drehgestelle 18 angekuppelt sind. Die Faiirerkabinen 21 besitzen eigene Fahrgestelle 23 mit Laufrollen 24 und sind über Steuerleitungen 25 mit dem hydraulischen

J5 System verbunden. Zum Ankuppeln von weiteren Wagen der Schienenstandbahn sind an den Fahrgestellen 23 Kupplungen 26 vorgesehen.

Wie sich aus dem Schaltplan nach F i g. 3 ergibt, ist eine Axialkolbenpumpe 27 direkt mit dem Dieselmotor 20 gekuppelt Diese Axialkolbenpumpe 27 versorgt über Leitungen 28 und 29 die Hydraulikmotoren 15a und i5b. Die 'Fördermenge der Axialkolbenpumpe 27 wird mit Hilfe eines Servomotors 30 gesteuert, zu dessen Betätigung eine Kurvenscheibe 31 vorgesehen, ist Bei Betätigung der Kurvenscheibe 31 gerät das Verstellventil des Servomotors 30 aus seiner Nullage heraus und in einem an den Servomotor 30 angeschlossenen Verstellzylinder 32 baut sich eine Druckdifferenz auf, so daß ein Kolben 33 im Verstellzylinder 32 über ein im einzelnen nicht dargestellten Mitnehmersystem die Zylindertrommel der Axialkolbenpumpe 27 verschwenkt Damit ändert sich die Fördermenge und die Drehzahl der Hydraulikmotoren 15a und 156. Ein Rückschlagventil 34 verhinc'irt bei plötzlichem Zurückschwenken der Zylindertrommel der Axialkolbenpumpe 27 die Bildung eines Vakuums.

Das für den Betrieb des Servomotors erforderliche Druckmittel liefert eine Hilfspumpe 35, die durch ein Druckbegrenzungsventil 36 abgesichert ist und im

übrigen über ein Vorgelege 37 an den Dieselmotor 20 gekuppelt ist Eine weitere, von dem Dieselmotor 20 angetriebene und auf der gleichen Welle wie die Hilfspumpe 35 sitzende Speisepumpe 38 sorgt dafür, daß die aus dem Hydrauliksystem austretende Leckflüssigkeit ersetzt wird, wobei sie gleichzeitig die umlaufende Menge des Druckmittels ständig erneuert Dazu fördert die Speisepumpe 38 über einen Druckfilter 39, der zur Absicherung bei Verschmutzung mit einem

Druckbegrenzungsventil 40 versehen ist, sowie über einen Luftkühler 4! und Rückschlagventile 42 in die jeweilige Niederdruckseite des hydraulischen Systems. Das überschüssige Druckmittel strömt über ein Druckbegrenzungsventil 43, dessen Einstellung gleichzeitig den Druck auf der Niederdruckseite des hydraulischen Systems bestimmt, ab. Der Druck der Niederdruckseite kann an einem Manometer 44 abgelesen werden.

Eine weitere Hilfspumpe 45, die ebenfalls auf gleiche Weise wie die Speisepumpe 38 bzw. die Hilfspumpe 35 angeordnet ist fördert das Druckmittel in einen Hydrospeicher 46, dessen jeweiliger Druck an dem Manometer 47 abgelesen werden kann. Ein Druckabschaltventil 48 schaltet bei Erreichen eines Betriebsdruckes von ca. 90 bar die Hilfspumpe 45 auf drucklosem Umlauf.

An den Hydrospeicher 46 ist ein als Bremsluftventil 49 dienendes 3/2-Wegeventil angeschlossen, dessen

vcn einer der Fshrcrkabin

21 aus erfolgt Bei Umsteuerung des Bremslüftventils 49 aus der Nullstellung heraus wird der Hydrospeicher 46 mit den federbelasteten Bremszylindern 50 der Bremsen 17 verbunden, so daß die Bremsen 17 gelüftet werden. Zusätzlich ist ein Notbremsventil 51 vorgesehen, das von Hand betätigt werden muß.

Die beiden von der Axialkolbenpumpe 27 zu den Hydromotoren 15a und 156 führenden Leitungen 28 bzw. 29 sind über einen Kurzschlußschieber 52 miteinander verbunden. Bei geöffnetem Kurzschlußschieber findet ein Druckausgleich zwischen den Leitungen 28 und 29 statt es ergibt sich beim Betrieb der Schienenstandbahn eine Freilaufwirkung an den Hydromotoren 15a und 156. Außerdem sind die Leitungen 28 und K über Druckbegrenzungsventile 53 abgesichert so daß bei erhöhtem Betriebsdruck das Druckmittel über die Druckbegrenzungsventile 53 zur Niederdruckseite abfließen kann. Der jeweilige Betriebsdruck kann vom Manometer 54 abgelesen werden, das über ein Ventil 55 an eine der Leitungen 28 bzw. 29 gelegt werden kann.

Wie man d<*r F i g. 3 entnimmt, sind die Leitungen 28 und 29 in Zweigleitungen 28a und 286 bzw. 29a und 296 aufgeteilt Die Zweigleitungen 28a und 29a sind direkt zu Anschlüssen der Hydraulikmotoren 15a bzw. 156 geführt, wahrend die Zweigleitungen 286 und 296 zu einem Umschaltventil 56 geführt sind, mit dem jeweils ein oder beide Hydraulikmotoren 15« und 156 mit der

Axialkolbenpumpe 27 verbunden werden können. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, bei geringem Fahrwiderstand der Schienenstandbahn mit nur einem Hydraulikmotor 15a oder 156 zu fahren. Das Umschaltventil 56 wird von einer der Fahrerkabi-

H) ne 21 aus über einen Fußhebel 57 angesteuert An den Fußhebel 57 ist ein Ventil 58 angeschlossen, das bei Betätigung des Fußhebels 57 einen pneumatischen Arbeitskreis freigibt, der seinerseits ein pneumatisches Umsteuerventil 59 betätigt, das das Umschaltventil 56 an den Arbeitskreis der Speisepumpe 38 anlegt

Das Umsteuerventil 59 kann allerdings nur dann betätigt werden, wenn ein in der Fahrerkabine 21 angeordneter Fahrhebel 60 sich in Nullstellung befindet, so daß das an diesem Fahrhebel 60 angeschlossene

-'" pneumatische Steuerventil 6i den Durchgang der Druckluft sperrt. Dann kann nämlich ein in dem pneumatischen Steuerkreis zwischen dem Ventil 58 und dem Steuerventil 61 angeordnetes pneumatisches Doppelabsperrventil 62 den Weg für die Druckluft vom

-¹' Druckluftspeicher 63 über das Ventil 58 zu einem Differenzkolbenventil 64 freigegeben, nach dessen Umschaltung auch das pneumatisch betätigte Umsteuerventil 59 von der Druckluft aus dem Druckluftspeicht ν 63 beaufschlagt wird.

J" Die Umsteuerung von zwei Hydraulikmotoren auf einen Hydraulikmotor kann nur im Bereich der Nullstellung des Fahrhebels 60 eingeleitet werden, wenn gleichzeitig der Fußhebel 57 betätigt wird. Wird der Fahrhebel 60 danach in eine der Fahrtstellungen

i^r> bewegt kann der Fußhebel 57 wieder freigegeben werden. Bei Zurücknahme des Fahrhebels in die Nullstellung wird der zweite Hydraulikmotor automatisch wieder zugeschaltet sofern nicht gleichzeitig der Fußhebel 57 betätigt wird.

Der Druckluftspeicher 63 liefert auch die für den Druckluftanlasser des Dieselmotors erforderliche Druckluft Er wird von einem mit dem Dieselmotor gekuppelten Kompressor wiederaufgeladen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche;

1. Zugmaschine zum Antrieb von Schienenstandbahnen des Untertagebergbaus mit Hilfe wenigstens eines Antriebsritzels, das auf eine Zahnstange wirkt, welche zwischen das Fahrgleis bildenden und auf Schwellen verlegten Stahlprofilen angeordnet ist, mit denen die Bahn zwangsgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein dieselhydraulischer Antrieb (Dieselmotor 20, Axialkolbenpumpe 2!7) mit einer Pumpe für jeweils mehrere hydraulische Motoren (15) vorgesehen ist, daß die Pumpe ills Axialkolbenpumpe und die Motoren (15) als Radialkolbenmotoren ausgebildet sind, und daß jeweils ein Motor (15) an ein Antriebszahnrad (16) gekuppelt ist, wobei zwischen Motor und Antriebszahnrad ein elastischer Puffer geschaltet ist

2. Zugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (Axialkolbenpumpe 27) zur Steuerung der Fördermenge einen druckgesteuerten Servomotor (30) aufweist, und daß eine Hilfspumpe (35) vorgesehen ist, die den für den Servomotor (30) erforderlichen Steuerdruck liefert und über ein Vorgelege (37) mit dem Dieselmotor (20) gekuppelt ist