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Fahrschiene mit zugehöriger Antriebseinheit
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Die Erfindung betrifft eine Fahrschiene mit zugehöriger Antriebseinheit
für eine mit einem Eigenantrieb ausgerüstete Schienenbahn, insbesondere für eine
Einschienenhängebahn oder eine zwangsgeführte Schmalspur-Standbahn im untertägigen
Grubenbetrieb, mit im Querschnitt I-förmigem oder C-förmigem Schienenprofil, gegen
dessen Steg von mindestens einer Seite her ein Antriebsrad der Antriebs einheit
anpressbar ist.
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Bei herkömmlichen Fahrschienen mit zugehöriger Antriebseinheit der
angegebenen Art sind die Antriebsräder an ihrem Außenumfang glatt ausgebildet und
rollen an dem ebenfalls an seinen Oberflächen glatt ausgebildeten Steg des Fahrschienenprofiles
ab. Die Kraftübertragung von den Antriebsrädern auf die Fahrschiene erfolgt also
ausschließlich durch Reibungsschluß. Die auf diese Weise von den Antriebsrädern
auf die Fahrschiene übertragenen Antriebskräfte sind deshalb
begrenzt
und reichen insbesondere in Steigungsstrecken oft nicht aus. Um größere Antriebskräfte
in die Fahrschiene einleiten zu können, ist es nach dem Stande der Technik weiterhin
bekannt, in Steigungsstrecken am Schienenprofil an geeigneter Stelle oder neben
dem Schienenprofil eine Zahnstange anzuordnen, in die ein als Zahnrad ausgebildetes
Antriebsrad der Antriebseinheit eingreift. Ein solches als Zahnrad ausgebildetes
Antriebsrad überträgt die Antriebskräfte auf die Zahnstange durch Formschluß, wodurch
erheblich größere Antriebskräfte in die Fahrschiene eingeleitet werden können.
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Es hat sich å jedoch herausgestellt, daß Zahnstangen in der Fertigung
außerordentlich teuer sind. Durch den Einsatz solcher Zahnstangen werden die Anlagekosten
also erheblich gesteigert.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Fahrschiene mit zugehöriger Antriebs
einheit der oben angegebenen Art zu schaffen, die eine Ubertragung großer Antriebskräfte
bei relativ niedrigen Herstellungskosten für die Fahrschiene erlauben.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von einer
Fahrschiene mit zugehöriger Antriebs einheit der
angegebenen Art
vor, daß in den Steg des Schienenprofiles eine im Längsquerschnitt sinusförmige
Wellung eingeformt ist und daß am Außenumfang des Antriebsrades eine auf dieser
Wellung abwälzbare Wellung angeordnet ist.
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Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Ausbildung der Fahrschiene und
der zugehörigen Antriebs einheit gestattet eine weitgehend formschlüssige Krafteinleitung
in die Fahrschiene ohne daß eine kostspielige Zahnstange erforderlich wäre. Die
Wellungen im Steg des Schienenprofiles können in einem kontinuierlichen Arbeitsvorgang,
beispielsweise durch Walzen eingeformt werden, so daß sich die Herstellungskosten
gegenüber einem normalen I-Profil oder einem normalen C-Profil nicht wesentlich
erhöhen.
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Auch die Tragfähigkeit des Schienenprofiles wird durch die eingeformten
Wellungen nicht wesentlich beeinträchtigt, weil diese zum größten Teil durch die
Querschnitte der Flansche des Profiles bestimmt wird, die wegen des größeren Abstandes
zur Mittellinie des Profiles wesentlich höher in das Flächenträgheitsmoment bzw.
das Widerstandsmoment des Profiles eingehen, als der Querschnitt des Steges. Auch
die erfindungsgemäß vorgeschlagene Gestaltung des Außenumfanges des Antriebsrades
macht keinerlei Schwierigkeiten, insbesondere wenn dieses aus einem hochverschleißfesten
Kunststoff gegossen wird oder
an seinem Außenumfang einen aus hochverschleißfestem
Kunststoff gegossenen Reifen aufweist.
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Zweckmäßig sind die Wellungen im Steg des Schienenprofiles in der
Mitte von dessen Höhe angeordnet, derart, daß über und unter dieser Wellung unverformte
Bereiche verbleiben.
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Dies hat herstellungstechnisch den Vorteil, daß die kritischen Obergangsbereiche
vom Steg in den Flansch, wo eine Verformung schwierig wäre, unverformt bleiben können.
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Außerdem wird durch diese unverformt bleibenden Bereiche eine ebene,
ungewellte Stützfläche gebildet, an der entsprechend ausgebildete Stützräder der
Antriebseinheit glatt abrollen können.
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Zweckmäßig weist die Antriebseinheit weiterhin zwei gegenüberliegende,
gleichartig ausgebildete Antriebsräder auf, die von beiden Seiten her an der gleichen
Stelle des Steges anliegen. Hierdurch befinden sich in besonders vorteilhafter Weise
stets ein Wellenberg des einen Antriebrades und ein Wellental des anderen Antriebsrades
mit einem Wellental bzw.
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einem Wellenberg des Steges des Schienenprofiles im Eingriff, so daß
die gesamte Krafteinleitung in die Fahrschiene vergleichmäßigt wird.
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Der Antriebs einheit sind vorzugsweise Führungsräder zugeordnet, die
am unverformten Bereich des Steges des Schieneprofiles abrollen und im Außenumfang
eine Ausnehmung aufweisen, deren Tiefe mindestens der Höhe der Wellenberge der Wellung
im Steg des Schienenprofiles entspricht. Diese Führungsräder, die glatt an den unverformten
Bereichen des Steges des Schienenprofiles abrollen können, stabilisieren den Lauf
der Antriebseinheit an der Fahrschiene und verhindern Schwingungen, die durch die
am gewellten Bereich des Steges des Schienenprofiles
des abrollenden
gewellten Antriebsräder angeregt werden konnten.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der
Zeichnung näher erläutert, in der Fig. 1: einen horizontalen Schnitt durch eine
Fahrschiene und die Antriebsräder der zugehörigen Antriebseinheit gemäß der Erfindung
und Fig 2: einen vertikalen Schnitt durch die Fahrschiene und die Stützräder der
zugehörigen Antriebs einheit zeigen.
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In der Zeichnung ist das für die Fahrschiene verwendete 1-Profil in
seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Es besteht aus zwei Flanschen
2 und 3, die durch einen Steg 4 mit einander verbunden sind. In den Steg 4 sind
Wellungen eingeformt, die in Längsrichtung der Fahrschiene sinusförmig verlaufen
und Wellenberge 5a und Wellentäler 5b aufweisen.
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Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, befinden sich die Wellungen 5 lediglich
in der Mitte des Steges 4, während in den Obergangsbereichen zu den Flanschen 2
und 3 unverformte Bereiche 4a und 4b mit glatter Oberfläche verbleiben.
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Die in Fig. 1 dargestellten Antriebsräder 6, die vorzugsweise aus
einem abriebfesten Kunsstoff bestehen oder zumindest
mit einem
Radreifen aus abriebfestem Kunststoff versehen sind, weisen an ihrem Außenumfang
ebenfalss Wellungen 7 mit Wellenbergen 7a und Wellentälern 7b auf3 die so bemessen
sind, daß sie die auf den Wellenbergen 5a und den Wellentälern 5b des Steges 4 schlupffrei
abrollen. Die Antriebsräder 6 sind so in der nicht näher dargestellten Antriebseinheit
gelagert, daß sie von gegenüberliegenden Seiten her an der gleichen Stelle des Schienenprofiles
1 anliegen. Hierdurch befinden sich stets jeweils ein Wellenberg 7a des einen Antriebsrades
6 mit einem Wellental 5b des Schienenprofiles 1 und ein Wellental 7b des anderen
Antriebsrades 6 mit einem Wellenberg 5a des Schienenprofiles 1 im Eingriffs so daß
der Lauf der Antriebsräder 6 an dem Schienenprofil 1 und in die Kraft einleitung
in das Schienenprofil 1 vergleichmäßigt werden.
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In Fig. 2 ist ein Paar von gegenüberliegenden Stützrädern 8 dargestellt.
Solche Stützraderpaare 8 sind zweckmäßig in Fahrtrichtung vor und hinter den Antriebsrädern
6 angeordnet. Die Stützräder 8 weisen am Außenumfang eine umlaufende Ausnehmung
9 auf 1 deren Tiefe größer ist, als die Höhe der Wellenberge 5a des Schienenprofiles
1. Beiderseits der Ausnehmung 9 weisen die Stützräder 8 glatte Stützflächen 10 auf,
die an den unverformten Bereichen 4a und 4b des Steges des Schienenprofiles 1 abrollen.
I)ie Stützräder 8 vergleichmäßigen den Lauf der Antriebseinheit an der Fahrschiene
ebenfalls und verhindern Schwingungen, die durch die Wellungen 5 und 7 am Steg 4
des Schienenprofiles 1 und am Außenumfang der Antriebsräder 6 angeregt werden könnten.
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Außerdem weist die nicht näher dargestellte Antriebseinheit
selbstverständlich
noch ebenfalls nicht dargestellte Tragräder auf, die in bei Einschienenhängebahnen
herkömmliche Art und Weise auf dem unteren Flansch 3 des Schienenprofiles 1 laufen.
Diese Tragräder sind selbstverstandlich so angeordnet, daß sie an den Wellenbergen
5a im Steg 4 des Schienenprofiles 1 vorbeilaufen können.
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Das dargestellte Ausführungsbeispiel erläutert die Erfindung anhand
einer Einschienenhängebahn mit im Querschnitt I-förmigem Schienenprofil. Die Erfindung
kann jedoch auch an einer zwangsgeführten Schmalspur-Standbahn mit im Querschnitt
C-förmigen Schienenprofilen verwendet werden, wobei hier die Wellung in den Steg
der C-Profile eingeformt ist, an welchem ein oder mehrere im Bereich des Außenumfanges
ebenfalls gewellte Antriebsräder abrollen.
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Patentansprüche: