DE3933640C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Energieversorgungs­ einrichtung für einen schienengebundenen Zugverband, insbe­ sondere für einen Zugverband einer Schienenflurbahn, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Elektrische Energieversorgungseinrichtungen dieser Art wer­ den überall dort eingesetzt, wo beispielsweise für Überwa­ chungs-, Regelungs-, Beleuchtungs- oder andere Zwecke elek­ trische Energie innerhalb des Zugverbands benötigt wird, diese jedoch nicht ohne weiteres zur Verfügung steht, wie beispielsweise bei zugseilgetriebenen Zugverbänden, die kein selbständiges Antriebsaggregat aufweisen. Derartige Energie­ versorgungseinrichtungen werden jedoch auch bei Zugverbänden mit Eigenantrieb eingesetzt, wenn beispielsweise die von der Zugmaschine zur Verfügung gestellte elektrische Energie in Art und Größe (Frequenz, Spannung, Stromstärke) den ein­ satzbedingten Anforderungen nicht genügt oder aber eine elektrische Versorgung nicht vorhanden ist.

Aus der DE 26 00 752 B1 ist eine elektrische Energieversorgungseinrichtung dieser Art bekanntgeworden. Sie weist einen gesonderten, in den Zugverband einge­ gliederten Energieversorgungswagen auf, der die elek­ trische Energie mit Hilfe eines Generators zur Verfügung stellt. Der Generator wird von einem an der Schiene entlanglaufenden Antriebsrad über ein Getriebe angetrieben. Er erzeugt während der Fahrt elektrische Ener­ gie und speist diese nach Bedarf in das elektrische Netz des Zugverbands ein.

Nachteilig bei den bekannten elektrischen Energieversorgungs­ einrichtungen ist der erhebliche Bauaufwand sowohl in wirt­ schaftlicher Hinsicht als auch hinsichtlich der Baugröße, des Gewichts und der damit verbundenen Antriebsverluste. Die Energieversorgungseinrichtung besteht aus einem selbständi­ gen Wagen mit Fahrgestell, Aufbauten und Kupplungsvorrich­ tungen an beiden Stirnseiten. Neben dem dadurch bedingten Bauaufwand hat sich insbesondere beim Einsatz im untertägi­ gen Grubenbetrieb, wo der zur Verfügung stehende Raum eng begrenzt ist, ihre Handhabung als nachteilig erwiesen. Da es sich hierbei um ganze Wagen handelt, müssen dieser bei Zu­ sammenstellung eines Zugverbands mit den übrigen Wagen in der richtigen Reihenfolge eingegliedert werden, wozu mei­ stens aufwendige Rangiervorgänge erforderlich sind. Sofern der Einsatz eines solchen Energieversorgungswagens nicht erforder­ lich ist, muß mithin ein gesondertes Abstellgleis vorhanden sein oder es muß dieser Wagen ohne Funktion im Zugverband mitgeführt werden. Neben den sich allein durch die Gewichts­ erhöhung (durch die Mitführung des nicht benötigten Energie­ versorgungswagens) beim Beschleunigen und Bremsen ergebenden Antriebsverluste kommt erschwerend hinzu, daß der durch ein an der Schiene laufendes Antriebsrad aktivierte Generator nicht abschaltbar ist und somit weitere Verlustleistung bewirkt.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Energieversorgungseinrichtung so auszu­ bilden, daß eine kompakte und gut handhabbare Energiever­ sorgungseinrichtung geschaffen wird, die einfach sowie wirt­ schaftlich in der Herstellung und im Einsatz ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kenn­ zeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Dadurch, daß die Energieversorgungseinrichtung zusam­ men mit einer Kuppelstange zwischen zwei aufeinanderfolgen­ den Wagen des Zugverbands eingegliedert wird, kann auf einen gesonderten Wagen für die Energieversorgungseinrichtung vollständig verzichtet werden. Es wird kein zusätzlicher Raum innerhalb des Zugverbands für die elektrische Energie­ versorgungseinrichtung benötigt. Die Erfindung nutzt viel­ mehr gezielt den durch die Kuppelstange überbrückten Raum zwischen zwei aufeinanderfolgenden Wagen zur Eingliederung der Energieversorgungseinrichtung zusammen mit der ohnehin vorhandenen Kuppelstange aus.

Da die Energieversorgungseinrichtung nicht mehr an einen gesonderten Wagen gebunden ist, kann ihr Einsatz in den Zugverband ohne zusätzliches Rangieren erfolgen. Auch kann sie aufgrund ihrer kompakten Ausbildung auf engstem Raum gehandhabt, insbesondere vom Schienenstrang entfernt und wieder aufgesetzt werden. Ausweichmöglichkeiten in Form von Weichen und Abstellgleisen entfallen.

Die Energieversorgungseinrichtung weist mindestens einen Generator auf, der wenigstens unmittelbar unter Zwischenschal­ tung entsprechender Übertragungselemente von einem an der Schiene laufenden Antriebsrad (z.B. Reibrad) angetrieben wird. Weiterhin kann in an sich bekannter Weise eine auflad­ bare Batterie vorgesehen sein, die über einen Regler ange­ steuert wird. Auf diese Weise wird die Batterie durch den Generator automatisch geladen und speist bei Bedarf Energie in das elektrische Versorgungsnetz der Einrichtung. Die Energieversorgungseinrichtung wird vorteilhaft an einer Kuppelstange befestigt, so daß sie beim Zusammenstellen eines Zugverbands gemeinsam mit der Kuppelstange zwischen zwei aufeinanderfolgende Wagen des Zugverbands eingegliedert werden kann.

Der Einsatz der Erfindung ist unabhängig vom Schienensystem, d. h. der Einsatz ist sowohl bei Schienensystemen mit Zwangs­ führung als auch bei solchen mit Spurkranzführung, unabhän­ gig ob hängend oder söhlig, möglich.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Um zu vermeiden, daß das Antriebsrad der Energieversorgungs­ einrichtung beispielsweise in Kurven durch die sekantenar­ tige Stellung der Kuppelstange quer zur Schiene verschoben und somit möglicherweise außer Eingriff mit der Schiene kommt, ist das an der Schiene laufende Antriebsrad zusammen mit dem damit antriebsverbundenen Generator an einem Längs­ träger gelagert, der schwenkbar an einen Querträger ange­ bracht ist, der seinerseits in bezug auf die Halterung an der Kuppelstange quer verschiebbar gelagert ist, so daß das Antriebsrad auch in Kurven dem Schienenverlauf folgen kann (Patentanspruch 2).

Dies geschieht vorteilhaft durch ein am freien Ende des Längsträgers vorgesehenes Führungsrad, welches den Längsträ­ ger zusammen mit dem Antriebsrad und dem damit verbundenen Querträger in bezug auf die Halterung dem Schienenverlauf entsprechend quer verschiebt (Patentanspruch 3). Ein Füh­ rungsrad kann beispielsweise einstückig mit dem Antriebsrad ausgebildet sein, wobei die Lauffläche des Antriebsrads zur Übertragung der Antriebsenergie und die Flanke bzw. Flanken zur Führung an der Schiene vorgesehen sind.

Um den erforderlichen Kontakt zwischen Antriebsrad und der Schiene herzustellen, ist es vorteilhaft, den Längsträger entsprechend mit Federkraft zu beaufschlagen (Patentanspruch 4). Der Andruck des Antriebsrads ist dann unabhängig von der Lage des Zuges sichergestellt.

Patentanspruch 5 beschreibt eine vorteilhafte und kompakte konstruktive Ausgestaltung einer Federkraftbeaufschlagung des Längsträgers. Hierbei ist eine auf dem Querträger sit­ zende Schraubenfeder als Torsionsfeder ausgebildet, die sich einerseits am Querträger selbst und andererseits am Längs­ träger abstützt.

Patentanspruch 6 ist auf eine vorteilhafte Ausbildung der Energieversorgungseinrichtung gerichtet. An dem zum Höhen­ ausgleich schwenkbaren Längsträger ist eine Konsole ange­ bracht, welche den Generator sowie ein vorgeschaltetes Ge­ triebe trägt. Das Getriebe wird über einen Antriebsriemen, vorzugsweise einen Zahnriemen mit einem Zwischenrad verbun­ den, welches auf einer im Längsträger gelagerten Welle des Antriebsrades sitzt. Der gesamte Antrieb ist hier sehr platz­ sparend und kompakt auf der Konsole angeordnet. Da der Längs­ träger zusammen mit der Konsole und den darauf angeordneten Aggregaten schwenkbar gelagert ist, bleibt der gesamte An­ trieb unabhängig von der Stellung des Antriebsrads bzw. der Schwenkstellung des Längsträgers stets optimal aufein­ ander abgestimmt.

Patentanspruch 7 beschreibt eine vorteilhafte Ausbildung für eine Energieversorgungseinrichtung für einen auf zwei Fahr­ schienen verfahrbaren Zugverband. Hier sind an beiden Enden des Querträgers schienenparallele Längsträger angelenkt, wobei der eine Längsträger nur ein Laufrad zur Steuerung der vertikalen Schwenkbewegung sowie ein Führungsrad zur Steuerung der Querverschiebung des Querträgers aufweist und der andere Längsträger ein Antriebsrad und ein Führungsrad aufweist, die zweckmäßig auch jeweils einstückig ausgebildet sind. Die Führungsräder sind dann so ausgebildet und angeordnet, daß sie spurkranzartig an den Außen- oder Innenseiten der Fahrschienen entlang geführt sind.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnun­ gen dargestellten Ausführungsbeispiels, das eine Energiever­ sorgungseinrichtung für eine im untertägigen Grubenbetrieb eingesetzte Schienenflurbahn betrifft, beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 in schematischer und teilweise geschnittener Dar­ stellung eine Vorderansicht einer Energieversor­ gungseinrichtung;

Fig. 2 eine Seitenansicht gemäß Fig. 1 und

Fig. 3 einen Schnitt längs der Schnittlinie III-III in Fig. 1.

Die Energieversorgungseinrichtung weist eine Halterung 1 auf, die zur Befestigung einer im Querschnitt etwa recht­ eckigen Kuppelstange 2 vorgesehen ist. Mit der Kuppelstange 2 werden zwei aufeinanderfolgende Wagen einer Schienenflur­ bahn in an sich bekannter Weise miteinander verbunden. Die Halterung 1 weist einen unteren Bügel 3 sowie einen oberen Bügel 4 auf, welche die Kuppelstange 2 an der Unter- bzw. Oberseite umgeben und die durch seitliche Schrauben 5 mit­ einander verspannt und somit an der Kuppelstange 2 klemmbe­ festigt sind.

Der untere Bügel 3 weist eine Längsbohrung 6 mit zwei lang­ lochförmigen Ausnehmungen 8 auf. Innerhalb dieser Bohrung 6 ist ein Querträger 7 runden Querschnitts in Richtung sei­ ner Längsachse verschiebbar, jedoch drehfest geführt. Hierzu weist der Querträger 7 eine Längsnut auf (Fig. 3), in die Nutensteine 9 eingreifen, die ihrerseits in den Ausnehmungen der Längsbohrung 6 festgelegt sind. Hierdurch ist der Quer­ träger 7 drehfest und querverschiebbar im unteren Bügel 3 der Halterung 1 gelagert. Eine solche Lagerung kann bei­ spielsweise auch durch eine entsprechende Querschnittspro­ filierung von Querträger und Bohrung in der Halterung er­ folgen.

An den freien Enden des Querträgers 7 ist jeweils ein Längs­ träger 10 bzw. 11 um die Längsachse des Querträgers 7 schwenkbar gelagert. Zur Lagerung der Längsträger 10, 11 sitzen auf den Enden der Querträger 7 Lagerbüchsen 12, die über eine Paßfeder 13 drehfest auf dem Querträger 7 angeord­ net sind. Auf den Lagerbüchsen 12 sitzen die Längsträger 10, 11 schwenkbar, sie sind durch eine jeweils stirnseitig in den Querträger 7 eingesetzte Schraube 14 formschlüssig auf den Lagerbüchsen 12 bzw. dem Querträger 7 gehalten.

Die Längsträger 10, 11 sind jeweils durch vorgespannte Schraubenfedern 21 in Schwenkrichtung des Pfeils 22 feder­ kraftbeaufschlagt. Die Schraubenfedern 21 sitzen jeweils auf den Lagerbüchsen 12, und zwar zwischen einem Flansch 15 und dem jeweiligen Längsträger 10 bzw. 11. Die Schraubenfe­ dern 21 sind jeweils mit einem Ende drehfest an der Lager­ büchse 12 und somit dem Querträger 7 und mit ihrem anderen Ende am Längsträger 10 bzw. 11 befestigt und wirken somit als Torsionsfedern.

Der in Fig. 1 rechte Längsträger 10 trägt an seinem freien Ende ein Laufrad 23 sowie ein Führungsrad 24, die auf einer gemeinsamen Achse 25 sitzen, welche frei drehbar innerhalb des Längsträgers 10 gelagert ist. Der in Fig. 1 linke Längs­ träger 11 trägt an seinem freien Ende ein Reibrad 26 sowie ein Führungsrad 27, die drehfest auf einer Welle 28 sitzen. Die Welle 28 ist in gleicher Weise wie die Achse 25 mittels zwei Kugellagern 29 innerhalb des Längsträgers 11 gelagert. Die Welle 28 ragt jedoch über die Außenseite des Längsträ­ gers 11 hinaus und trägt dort ein Antriebsrad 30, das über einen Zahnriemen 32 mit einem Antriebsrad 31 eines Kegelrad­ getriebes 33 verbunden ist, an das ein Stirnradgetriebe 34 anschließt, welches über eine elastische Kupplung 35 mit einem Generator 36 antriebsverbunden ist. Die Getriebe 33, 34, die Kupplung 35 und der Generator 36 sind auf einer Konsole 37 angeordnet, die ihrerseits am Längsträger 11 befestigt ist. Die Antriebsräder 30, 31 sowie der diese verbindende Zahnriemen sind nach außen hin durch einen Ver­ kleidungskasten 38 abgedeckt.

Die vorbeschriebene Energieversorgungseinrichtung wird wie anhand der Figuren dargestellt über die Halterung 1 mit der Kuppelstange 2 verbunden und dann zusammen mit dieser zwi­ schen zwei aufeinanderfolgende Wagen des Zugverbands einge­ gliedert. Das Laufrad 23 und das Reibrad 26 liegen dann jeweils mit ihrer Lauffläche auf der nach oben weisenden Lauffläche der zugehörigen Schiene 39. Die Führungsräder 24 und 27 umgreifen die Schiene 39 nach außen hin und sorgen dafür, daß beispielsweise in Kurven die Längsträger 10, 11 zusammen mit dem Querträger 7 in Bezug auf die Halterung 1 und somit die Kuppelstange 2 quer verschoben werden, um das Laufrad 23 und das Reibrad 26 auf den Schienen 39 zu halten. Durch die Federkraft der Federn 21 werden die an den Enden des Querträgers 7 schwenkbar gelagerten Längsträger 10 und 11 in Richtung des Pfeils 22 gedrückt, so daß insbeson­ dere ein sicherer Reibkontakt zwischen dem Reibrad 26 und der Schiene 39 sichergestellt ist. Ein vertikales Ausweichen kann entgegen Federkraft erfolgen.

Während der Zugverband verfahren wird, rollt das Reibrad 26 auf der Schiene 39 ab, wodurch das Antriebsrad 30 über die Welle 28 getrieben wird. Über den Zahnriemen 32 erfolgt eine Kraftübertragung auf das Antriebsrad 31 des Kegelradge­ triebes 33, das seinerseits das Stirnradgetriebe 34 und über die Kupplung 35 den Generator 36 antreibt. Der Generator 36 sorgt über einen nicht dargestellten Regler und ggf. unter Zwischenschaltung einer wiederaufladbaren (ebenfalls nicht dargestellten) Batterie für die elektrische Stromversorgung.

Zur besseren Handhabung ist an der Kuppelstange 2 ein Griff 40 vorgesehen, mit dem die gesamte Energieversorgungsein­ richtung zusammen mit der Kuppelstange 2 gehandhabt werden kann.

Bei Verwendung anderer Kuppelstangen ist die Halterung 1 entsprechend anzupassen. Es versteht sich, daß ggf. auch Halterung und Kuppelstange als gesonderte Konstruktion, beispielsweise einstückig ausgebildet sein können.

Claims (7)

1. Elektrische Energieversorgungseinrichtung für einen schie­ nengebundenen Zugverband, insbesondere für einen Zugverband einer Schienenflurbahn, dessen Wagen durch Kuppelstangen (2) aneinanderschließbar sind, mit einem Generator (36), der über ein Getriebe (33, 34) von einem an einer Schiene (39) sich abwälzenden Antriebsrad (26) aus antreibbar ist, da­ durch gekennzeichnet, daß die Energie­ versorgungseinrichtung zusammen mit einer Kuppelstange (2) zwischen zwei aufeinanderfolgende Wagen des Zugverbands eingliederbar und durch eine die Kuppelstange (2) umgreifen­ de Halterung (1) an der Kuppelstange (2) befestigt ist.

2. Energieversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, ge­ kennzeichnet durch einen an der Halterung (1) querverschiebbar gelagerten Querträger (7), an dem end­ seitig ein schienenparalleler Längsträger (11) schwenkbar gelagert ist, der das Antriebsrad (26) sowie den damit an­ triebsverbundenen Generator (36) trägt.

3. Energieversorgungseinrichtung Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am freien Ende des Längsträgers (11) ein Führungsrad (27) zur Steuerung der Querverschiebung des Querträgers (7) in bezug auf die Halterung (1) vorgesehen ist.

4. Energieversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Längsträger (11) zum Andruck des Antriebsrads (26) an die Schiene (39) federkraftbeaufschlagt ist.

5. Energieversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich zwischen Halterung (1) und Längsträger (11) eine den Querträger (7) umgebende, vorgespannte Schrau­ benfeder (21) angeordnet ist, die mit einem Ende am Quer­ träger (7) und mit dem anderen Ende am Längsträger (11) festgelegt ist.

6. Energieversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Längsträger (11) eine Konsole (37) angebracht ist, welche den Generator (36) sowie ein vorgeschaltetes Getriebe (33; 34) trägt, das über einen Antriebsriemen (32) mit einem Zwischenrad (30) verbunden ist, welches auf einer im Längs­ träger (11) gelagerten Welle (28) des Antriebsrads (26) sitzt.

7. Energieversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, für einen auf zwei Schienen (39) entlang verfahr­ baren Zugverband, dadurch gekennzeich­ net, daß an beiden Enden des Querträgers (7) schienen­ parallele Längsträger (10; 11) angelenkt sind, die jeweils ein Führungsrad (24; 27) zur Steuerung der Querverschiebung des Querträgers (7) in bezug auf die Halterung (1) und ein Laufrad (23) bzw. Reibrad (26) aufweisen.