DE4312908C2

DE4312908C2 - Reibradantrieb für Laufkatze, insbesondere Einschienenkatze, mit kurzer Bauhöhe

Info

Publication number: DE4312908C2
Application number: DE4312908A
Authority: DE
Inventors: Udo Gersemsky; Karl Zacharias; Klaus-Juergen Winter
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Demag Cranes and Components GmbH
Priority date: 1993-04-13
Filing date: 1993-04-13
Publication date: 1997-05-28
Anticipated expiration: 2013-04-14
Also published as: US5461985A; EP0620179B1; DE4312908A1; EP0620179A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Reibradantrieb für eine Laufkatze, insbesondere eine Einschienenkatze, kurzer Bauhöhe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Laufkatze ist aus der DE 10 42 857 B bekannt.

Aus der nachveröffentlichten DE 42 09 565 ist eine Laufkatze mit einem Hubwerk, insbesondere eine Einschienenkatze mit kurzer Bauhöhe bekannt, die auf dem Unterflansch einer Schiene laufende und an einem Tragrahmen gelagerte Laufräder aufweist. Eines dieser Laufräder ist angetrieben und nicht direkt mit dem Tragrahmen verbunden, sondern an einer Schwinge gelagert, die an dem Tragrahmen schwenkbar angeordnet ist. Zusätzlich ist an der Schwinge ein Reibrad angeordnet, das von unten an den Unterflansch der Schwinge anliegt und antriebsmäßig mit dem angetriebenen Laufrad verbunden ist. Das Reib- und das Laufrad sind in Fahrtrichtung gesehen zueinander versetzt angeordnet und können zur Reibschlußverstärkung durch Verschwenken der Schwinge an den Unterflansch der Schiene angestellt werden. Diese Schwenkbewegung wird einerseits lastabhängig über die an dem Tragrahmen angreifende Last und andererseits durch ein zwischen dem Tragrahmen und der Schwinge angeordnetes Federelement ausgelöst. Da durch die Schwenkbewegung der Schwinge eine Änderung der Lage des Laufrades in bezug auf den Unterflansch der Schiene hervorgerufen wird, ist die Schwinge exzentrisch gelagert. Eine Verstellung des Exzenters bewirkt eine Änderung des Abstandes zwischen dem Laufrad und dem Unterflansch und gewährleistet somit eine Auflage aller Laufräder auf dem Unterflansch.

Diese Laufkatze erweist sich für Einsatzfälle, bei denen hohe Reibschlußverstärkungen gefordert werden, als vorteilhaft, jedoch stellt die Anordnung des Trag- und des Reibrades an der Schwinge und die exzentrische Lagerung derselben an dem Tragrahmen für den Fall, daß die hohe Reibschlußverstärkung nicht notwendig ist, einen entsprechenden konstruktiven Aufwand dar.

Des weiteren ist aus der US-PS 2,617,365 eine Laufkatze mit einem an einer Schiene laufenden Fahrwerk bekannt, an dem ein Hubwerk angeordnet ist. Das Fahrwerk ist über eine Schleppstange mit einer antreibbaren Fahreinheit verbunden, die mit zwei auf dem Unterflansch der I-förmigen Schiene verfahrbaren Laufrädern versehen ist. Die Laufräder sind antriebsmäßig über Zahnräder mit je einem Reibrad verbunden, das an der Unterseite des Flansches in Fahrtrichtung leicht versetzt zu den Laufrädern anliegt. Die Reibräder sind auf einer Welle angeordnet und über eine Kette von einem Antriebsmotor antreibbar. Der Antriebsmotor ist an einem Tragblech, in dem die Achsen bzw. die Welle der Lauf- und Reibräder befestigt sind, derart angeordnet, daß das Eigengewicht des Antriebsmotors über das als Hebel wirkende Tragblech zu einer Erhöhung der Anpreßkraft der Lauf- und Reibräder an den Unterflansch und somit zu einer Reibschlußverstärkung führt.

Durch die Verbindung des Fahrwerks über die Schleppstange mit der Fahreinheit wird die Baulänge der Laufkatze erheblich vergrößert. Des weiteren gewährleistet diese Bauweise zwar eine Reibschlußverstärkung zwischen den Lauf- und Reibrädern und der Schiene, jedoch ist diese Verstärkung abhängig vom Eigengewicht des Antriebsmotors. Außerdem ist diese Verstärkung nicht normalerweise einstellbar und berücksichtigt im allgemeinen die unterschiedlichen Beladungszustände der Laufkatze nicht.

Des weiteren ist aus der DE-PS 12 59 070 eine ein Hebezeug tragende Laufkatze bekannt, die mittels Laufrädern auf dem Unterflansch einer I-förmigen Schiene verfahrbar ist. Der Antrieb der Laufkatze erfolgt über ein von unten an den Unterflansch angepreßtes und angetriebenes Reibrad. Die Anpreßkraft wird über eine vorgespannte Feder aufgebracht und ist einstellbar.

Diese Antriebsart der Laufkatze ist durch die Einstellbarkeit der Anpreßkraft des Reibrades zwar für viele Einsatzfälle geeignet, jedoch muß das Reibrad, um bei nicht angetriebenen Laufrädern die erforderlichen Antriebskräfte zu übertragen, aus Gummi oder Kunststoffen mit guten Reibungseigenschaften hergestellt sein. Hierdurch können sich Antriebsprobleme ergeben, sofern infolge auftretender Feuchtigkeit die Reibwerte abnehmen. Außerdem werden durch die Einstellung der Anpreßkraft des angetriebenen Reibrades die unterschiedlichen Beladungszustände der Laufkatze oft nicht berücksichtigt.

Außerdem sind Motorlaufkatzen gemäß der DE-PS 2 54 028 mit einem von unten an die Schiene anstellbaren und antriebslosen Gegenrad bekannt. Das Gegenrad ist derart pendelnd an einem Tragrahmen mit Laufrädern angeordnet, daß bei Fahrt in horizontalen Schienenabschnitten ein Spalt zwischen dem Gegenrad und der Schiene verbleibt und in Steigungs- und Gefällestrecken das Gegenrad durch die mittelbar hieran angreifende Last von unten an die Schiene angepreßt wird. Hierdurch wird eine lastabhängige Reibschlußverstärkung zwischen den Rädern und der Schiene erwirkt.

Derartige Motorlaufkatzen ermöglichen zwar eine lastabhängige Reibschlußverstärkung in Steigungs- und Gefällestrecken, jedoch werden Laufkatzen mit Hubwerken normalerweise bei horizontalen Abschnitten eingesetzt.

Ferner ist aus der DE-PS 4 91 527 eine Unterflanschlaufkatze mit kurzer Bauhöhe bekannt. Diese Laufkatze besteht im wesentlichen aus einem Hubwerk, einem Tragrahmen, einem Fahrwerk mit Fahrantrieb und einem Gegengewicht. Das Hubwerk und der Fahrantrieb sind auf gegenüberliegenden Seiten des eine I-förmige Fahrschiene von unten umgreifenden Tragrahmens und etwa auf gleichem Höhenniveau mit der Schiene befestigt. An der dem Hubwerk gegenüberliegenden Seite des Tragrahmens ist ein Gegengewicht angeordnet, um die Laufkatze derart auszubalancieren, daß der Schwerpunkt unter der Mitte der Schiene liegt.

Diese kurze Laufkatze bietet zwar eine geringe Bauhöhe, jedoch ist durch die außermittige Anordnung des Hubwerks zur Ausbalancierung der Laufkatze ein Gegengewicht notwendig. Hierdurch wird neben einer Erhöhung des Eigengewichtes zumeist auch die Baugröße der Laufkatze erhöht, insbesondere wenn das Gegengewicht über Hebelarme an dem Tragrahmen befestigt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Laufkatze, insbesondere eine Einschienenkatze mit kurzer Bauhöhe zu schaffen, die eine kompakte und konstruktiv einfache Bauweise sowie einen zuverlässigen Antrieb aufweist.

Diese Aufgabe wird durch eine Laufkatze mit den im Anspruchs 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.

In den Unteransprüchen 2 bis 8 sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Laufkatze angegeben.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, nicht nur das federnd gegen den Unterflansch der Schiene angestellte Reibrad, sondern auch zusätzlich ein einzelnes Laufrad, insbesondere das dem Reibrad gegenüberliegende anzutreiben. Hierdurch wird der Vorteil erzielt, daß neben der durch das anstellbare Reibrad erzielten Reibschlußverstärkung zwischen dem Reibrad und der Schiene sowie indirekt auch zwischen den Laufrädern und der Schiene auch eine lastabhängige Reibschlußverstärkung zwischen dem angetriebenen Laufrad und der Schiene durch die über den Tragrahmen und die Laufräder eingeleiteten Kräfte erreicht wird.

Durch die antriebsmäßige Verbindung des Reibrades mit dem Laufrad überträgt nicht nur das Reibrad, sondern auch das Laufrad Antriebskräfte auf die Schiene, so daß es ausreichend ist, nur dieses Radpaar anzutreiben und auf aufwendige Antriebsverbindungen zwischen den Laufrädern, insbesondere zu dem Laufrad auf der gegenüberliegenden Seite der Schwinge verzichtet werden kann.

Die Anordnung des Reibrades in Fahrtrichtung gesehen zwischen den Laufrädern führt zu einer Verteilung der Andruckkräfte des Reibrades auf die vier Laufräder und somit zu einer besonders stabilen Vierpunkt-Auflage der Laufräder.

Des weiteren ergibt sich aus der im wesentlichen bandförmigen Ausbildung des Hebelelementes, an dessen dem Laufrad abgewandten Ende ein Fahrantrieb angeordnet ist, eine besonders kompakte Baugruppe, die eine einfache Anpassung des Reibradantriebes an die vorliegenden Randbedingungen ermöglicht.

Außerdem wird durch die Lage des Hebelelementes und die Anordnung zweier Laufräder an der der Schiene zugewandten Gehäuseseite des Hubwerks eine kompakte Bauweise erreicht. Hierdurch ist es möglich, den Tragrahmen in Fahrtrichtung gesehen nur L-förmig auszubilden, da das Hubwerk den restlichen Teil der den Unterflansch U-förmig umgreifenden Laufkatze bildet.

Ferner kann bei der Ausbildung der erfindungsgemäßen Laufkatze als Einschienenkatze mit kurzer Bauhöhe vorteilhafterweise auf die Anordnung eines Gegengewichtes auf der dem Hubwerk gegenüberliegenden Seite verzichtet werden, da einerseits aus der direkten Anordnung der Laufräder an das Gehäuse des Hubwerks eine geringere Außermittigkeit des Hubwerks resultiert und andererseits die verbleibenden Kräfte von dem Reibrad in den Unterflansch der Schiene eingeleitet werden. Der hierdurch auftretende Raddruck des Reibrades von unten wird über das Hebelelement auf die Laufräder übertragen. Außerdem führt die von der Schienenmitte zum Fahrantrieb leicht versetzte Anordnung des Lastaufnahmemittels zu einer geringeren Torsionsbeanspruchung der Schiene.

Nachfolgend wird die Laufkatze in Ausführung als Einschienenkatze mit kurzer Bauhöhe anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Explosionsdarstellung einer Einschienenkatze mit kurzer Bauhöhe,

Fig. 2 eine Seitenansicht einer Einschienenkatze mit kurzer Bauhöhe,

Fig. 3 eine Vorderansicht von Fig. 2,

Fig. 4 eine vergrößerte Teilansicht von Fig. 2 mit einer Schnittdarstellung im Bereich des Hebelelementes.

In Fig. 1 ist die Laufkatze in einer Explosionsdarstellung gezeigt. Die Laufkatze besteht im wesentlichen aus einem Hubwerk 1 mit einem elektromotorischen Antrieb 2 und einem Fahrwerk mit drei nicht angetriebenen Laufrädern 3 und einem angetriebenen Laufrad 3a, die auf einem Unterflansch 4 einer teilweise dargestellten I-förmigen Schiene 5 verfahrbar sind. Das Hubwerk 1 ist mit einem Tragrahmen 7 verbunden. Der Tragrahmen 7 besteht in Fahrtrichtung gesehen aus zwei hintereinander angeordneten L-förmigen Rahmenteilen 21, die an dem dem Hubwerk abgewandten Ende über eine parallel zur Fahrtrichtung ausgerichtete Traverse 22 miteinander verbunden sind. An den freien Enden des Tragrahmens 7 und direkt an dem Gehäuse des Hubwerkes 1 sind in Fahrtrichtung gesehen vorne und hinten die Laufräder 3, 3a über Achsen 6, 6a gelagert, so daß diese Baueinheit den Unterflansch 4 von unten C-förmig umgreift. Außerdem ist an der Achse 5a des angetriebenen Laufrades 3a ein Hebelelement 8 gelagert, an dem über eine weitere Achse 6b ein Reibrad 9 angeordnet ist. Das Reibrad 9 liegt von unten an dem Unterflansch 4 an und ist in Fahrtrichtung gesehen versetzt zum Laufrad 3a angeordnet. Die zueinander parallelen und quer zur Fahrtrichtung angeordneten Achsen 6a, 6b sind über auf die Achsen 6a, 6b aufgeschobene Zahnräder 10a, 10b antriebsmäßig miteinander verbunden, wobei das Laufrad 3 über ein Abtriebszahnrad 11 eines Fahrantriebes 12 antreibbar ist. Vorzugsweise sind die Zahnräder 10a, 10b als Zahnkränze ausgebildet, die Bestandteil der Lauf- und Reibräder 3a, 9 sind. Das um die am Tragrahmen 7 angeordnete Achse 3a schwenkbare Hebelelement 8 ist durch ein sich am Tragrahmen 7 abstützendes Federelement 13 so anstellbar, daß das Reibrad 9 von unten durch Verschwenken des Hebelelementes 8 an den Unterflansch 4 der Schiene 5 und das Tragrad 3a indirekt von oben auf den Unterflansch 4 angepreßt werden. Hierdurch kann neben der lastabhängigen Reibschlußverstärkung für die Tragräder 3a durch die am Tragrahmen 7 angreifende Last zusätzlich der Reibschluß der Lauf- und Reibräder 3, 3a, 9 erhöht werden, um auf diese Weise für alle Lastfälle und Einsatzbedingungen, z. B. Feuchtigkeit, einen ausreichend rutschsicheren Betrieb zu gewährleisten.

In Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Einschienenkatze mit kurzer Bauhöhe dargestellt. Es ist zusätzlich zur Fig. 1 zu erkennen, daß das Hubseil 14 gemäß einer 4/1-Einscherung über eine am Tragrahmen 7 angeordnete Seilrolle 15 umgelenkt wird, wobei der Festpunkt 19 (s. Fig. 3) des Hubseils 14 sich am Hubwerk 1 befindet. Das Hubwerk 1 ist entsprechend der Ausführungsform mit seiner Längsrichtung parallel, seitlich neben und auf etwa gleicher Höhe des Unterflansches 4 der Schiene 5 angeordnet.

In Fig. 3 ist eine Vorderansicht von Fig. 2 dargestellt, aus der die direkte Befestigung zweier Laufräder 3 an der der I-förmigen Schiene 5 zugewandten Seite des Gehäuses des Hubwerks 1 ersichtlich ist. Das Gehäuse des Hubwerks 1 und der Tragrahmen 7 sind in Fahrtrichtung gesehen vorne und hinten jeweils mit gegenüberliegenden dreieckförmigen Vorsprüngen 16 versehen, die U-förmige Aussparungen 17 bilden. Die Aussparungen 17 umschließen den Unterflansch 4 der Schiene 5 unter Beibehaltung eines Spaltes. In den Aussparungen 17 ist jeweils eine um eine senkrechte Achse drehbare Führungsrolle 18 angeordnet, die an den Seiten des Unterflansches 4 abrollt. Die Vorsprünge 16 dienen als Absturzsicherung.

Außerdem ist zu erkennen, daß der Mittelpunkt des Lastaufnahmemittels 21 um einen Abstand a von der Mitte der Schiene 5 zu dem Hebelelement 8 hin versetzt angeordnet ist. Der Betrag des Abstandes a entspricht der außermittigen Eigengewichtswirkung bei maximaler Belastung der Laufkatze des als Elektrozug ausgeführten Hubwerks 1, so daß die Torsionsbeanspruchung der Schiene 5 bei maximaler Belastung der Laufkatze minimal ist.

Die Fig. 4 zeigt eine vergrößerte Teilansicht von Fig. 2 mit einer Schnittdarstellung im Bereich des Hebelelementes 8. Das Hebelelement 8 ist an einem Ende auf einer Achse 6a schwenkbar gelagert. Die Achse 6a ist wiederum in dem Tragrahmen 7 gelagert und dient auf der dem Hebelelement 8 abgewandten Seite zur Lagerung des angetriebenen Laufrades 3a mit dem angegossenen Zahnrad 10a. Das im wesentlichen bandförmig ausgebildete Hebelelement 8 weist in der Mitte eine weitere Bohrung zur Aufnahme einer Achse 6b auf, auf der das Reibrad 9 mit dem angegossenen Zahnrad 10b gelagert ist. Das Übersetzungsverhältnis der Zahnräder 10a, 10b entspricht dem Durchmesserverhältnis des Laufrades 3a zu dem Reibrad 9. An dem der Achse 6a für das Laufrad 3a abgewandten Ende ist das Hebelelement 8 zum Anflanschen eines Fahrantriebes 12 verbreitert und mit einer Bohrung zur Durchführung der Abtriebswelle des Fahrantriebes 12 versehen. Auf der Abtriebswelle ist ein Antriebszahnrad 11 angeordnet, das mit dem Zahnrad 10b des Reibrades 9 kämmt.

Bezugszeichenliste

1 Hubwerk
2 Antrieb
3, 3a Laufräder
4 Unterflansch
5 Schiene
6, 6a, 6b Achsen
7 Tragrahmen
8 Hebelelement
9 Reibrad
10a, 10b Zahnräder
11 Antriebszahnrad
12 Fahrantrieb
13 Federelement
14 Hubseil
15 Seilrolle
16 Vorsprung
17 Aussparung
18 Führungsrolle
19 Festpunkt
20 Lastaufnahmemittel
21 Rahmenteil
22 Traverse
a Abstand von Schienenmitte zu 20

Claims

1. Reibradantrieb für eine Laufkatze, insbesondere Einschienenkatze, mit kurzer Bauhöhe, bestehend aus einem Tragrahmen mit an Achsen gelagerten Laufrädern, die auf dem Unterflansch einer Schiene verfahrbar sind, einem an dem Tragrahmen angeordneten Hubwerk und einem Fahrantrieb für ein Laufrad, dadurch gekennzeichnet, daß an der Achse (6a) des angetriebenen Laufrades (3a) ein schwenkbares Hebelelement (8) angeordnet ist, an dessen freiem Ende über eine weitere Achse (3b) ein Reibrad (9) gelagert ist, das antriebsmäßig mit dem angetriebenen Laufrad (3a) verbunden ist und daß zwischen dem Hebelelement (8) und dem Tragrahmen (7) ein Federelement (13) zur Anstellung des Reibrades (9) an den Unterflansch (4) der Schiene (5) angeordnet ist.

2. Reibradantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibrad (9) in Fahrtrichtung gesehen zwischen den Laufrädern (3, 3a) angeordnet ist.

3. Reibradantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibrad (9) und das angetriebene Laufrad (3a) jeweils mit einem Zahnrad (10a, 10b) verbunden sind und die Zahnräder (10a, 10b) miteinander kämmen.

4. Reibradantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibrad (9) und das zugehörige Zahnrad (10a) sowie das angetriebene Laufrad (3a) und das zugehörige Zahnrad (10b) jeweils einteilig ausgebildet sind.

5. Reibradantrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Hebelelement (8) im wesentlichen bandförmig ausgebildet ist und an dem der Achse (6a) des angetriebenen Laufrades (3a) abgewandten Ende ein Fahrantrieb (12) angeordnet ist, der über ein Abtriebszahnrad (11) antriebsmäßig mit dem Zahnrad (10b) des Reibrades (9) verbunden ist.

6. Reibradantrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der dem Unterflansch (4) zugewandten Seite des Gehäuses des Hubwerks (1) in Fahrtrichtung gesehen vorne und hinten jeweils direkt ein Laufrad (3) angeordnet ist.

7. Reibradantrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Hubwerk (1) und das Hebelelement (8) mit dem Reibrad (9) quer zur Fahrtrichtung gesehen an gegenüberliegenden Seiten der Schiene (5) angeordnet sind.

8. Reibradantrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Hubwerk (1) verbundenes Lastaufnahmemittel (20) unterhalb der Schiene (5) hängend und quer zur Fahrtrichtung gesehen aus der Mitte heraus um einen Abstand (a) zu dem Reibrad (9) hin versetzt angeordnet ist.