DE8317296U1 - Im untertägigen Steinkohlebergbau eingesetzte Bremskatze - Google Patents

Description

Patentanwalt DipWng. R₁ Beyer, Am Dickeisbach 8, D-4030 Ratingen 6 Im untertägigen Steinkohlebergbau eingesetzte Bremskatze

Gattung

Die Neuerung bezieht sich auf eine Bremskatze gemäß dem
Oberbegriff des Schutzanspruches.

Stand der Technik

Im untertägigen Steinkohlebergbau sind Bremskatzen vorbekannt, die z. B. an den horizontal angeordneten Flanschen der Schiene einer Einschienenhängebahn verfahrbar angeordnet sind. Diese vorbekannten Bremskatzen weisen Bremsbacken auf, die den vertikalen Steg der Fahrschiene zwischen sich ergreifen und denen Spikes aus Hartmetall zugeordnet sind. Diese Spikes greifen &zgr;. B. beim Ansprechen einer Fliehkraftauslösung in das Material des Steges ein

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und bremsen dadurch den Zugverband bis zum Stillstand ab. Die Bremsbacken sind über Hebel mit einer Kolben-Zylin- | der-Einheit gekuppelt, deren Kolben durch Druckmitteldruck gegen die Rückstellkraft von Tellerfedern derart beaufschlagt ist, daß normalerweise die Bremsbacken sich in gelüfteter Stellung, also in einem vorbestimmten Abstand zum Schienensteg, befinden.

Beim Ansprechen der Fliehkraftauslösung wird ein Absperrorgan in Offenstellung gesteuert, das den Zylinderraum an einen Tank anschießt, so daß das Druckmittel aus dem Zylinderraum abfließen kann. Die sich entspannenden Tellerfedern bringen dann über Hebel die Bremsbacken in der beschriebenen Art und Weise gegen den Schienensteg zur Anlage.

Es ist im untertägigen Steinkohlebergbau Vorschrift, daß die Mindestverzögerung bei 0 bis 5 gon Streckenneigung nicht größer als 1 g sein darf. Bei größter Neigung oder größter Gesamtlast dürfen 11 m Bremsweg nicht überschritten werden, außerdem darf die Mindestverzögerung nicht kleiner als 1 m/s sein. j

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Bei etwa 20 gon Streckenneigung wird durch den Haspel gewöhnlich eine Zugkraft von 30 KN bei einer Gesamtlast des Zugverbandes von etwa 9 t aufgebracht.

Es hat sich nun gezeigt, daß beim Ansprechen des durch die Fliehkraftauslösung in Offenstellung gesteuerten Ventils, das den Druckmittelabfluß zum Tank freigibt, beide Bremsbacken etwa 0,15 see Zeit benötigen, um an den Schienensteg zu gelangen. Dadurch ergeben sich besonders bei zu geringer Totlast zu hohe Bremsverzögerungen.

Durch die AT-PS 2 25 228 ist eine Tragseilbremse für Seilbahnwagen mit wenigstens e^ner vorzugsweise durch die Kraft einer vorgeschalteten Feder an das Tragseil anpreßbaren Bremsbacke vorbekannt, wobei der Seilbahnwag an unter Zwischenschaltung einer mechanischen oder hydraulischen Wiegeeinrichtung am Laufwerk angehängt und eine Bremsverzögerungseinrichtung vorgesehen ist, die in Abhängigkeit vom Wiegedruck selbsttätig verstellbar ist. Dabei soll die Bremsfeder in einem mit einem hydraulischen Mittel gefüllten Zylinder zwischen der einen Zylinderstirnwand und einem im Zylinder verschiebbaren, auf die Bremsbacke wirkenden Kolben eingespannt sein, wobei

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die Verbindungsleitung zwischen den beiden Kolbenseiten ein federbelastetes, durch die Druckflüssigkeit der hydraulischen Wiegeeinrichtung oder über ein Gestänge von der mechanischen Wiegeeinrichtung her verstellbares Drosselorgan/ nämlich einen den Durchflußquerschnitt ändernden Steuerschieber, aufweist. Zwischen der Bremsfeder und der Bremsbacke ist ein aus einem Tellerfederpaket bestehender Federspeicher zwischengeschaltet. Diese Tragseilbremse ermöglicht lediglich eine lastabhängige Bremsung, das heißt bei einer bestimmten, abzubremsenden Masse ist die Bremskraft immer gleich. Mittels einer solchen Tragseilbrernse ließen sie die im untertägigen Steinkohlebergbau anzuwendenden, obenbeschriebenen Vorschriften nicht erfüllen.

Insbesondere wäre eine Verrringerung der Totlast bei dieser Bremse nicht möglich.

Die DE-AS 26 41 237 beschreibt eine selbsttätig wirkende Rücklaufbremse einer Bremskatze für einen mittels Laufwerke an der Laufschiene einer Einschienenhängebahn verfahrbaren Energiezug in insbesondere Untertagebetrieben mit gegen die I-förmige Laufschiene arbeitenden Klemmbacken einer zugeordneten Klemmeinrichtung, wobei

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die Klemmeinrichtung selbsttätig eingreifende Klemmbacken aufweist, die beidseitig der Laufschiene paarweise und/oder in abwechselnder Hintereinanderordnung um vertikale und/oder horizontale Längsachsen schwenkbar gelagert und mit einem Eingriffswinkel gegen dien I-Steg und/oder einen der I-Flansche der Laufschiene angedrückt sind, der in Fahrtrichtung kleiner als 90 Grad gewählt ist. Die Klemmbacken sollen ballige Klemmflächen aufweisen, deren größte Aufwölbung sich im 90 Grad-Scheitel der Klemmbacken befindet. Dabei sollen die gegen den senkrechten Steg der I-Fahrschiene einwirkenden Klemmflächen als gezahnte Flächen ausgebildet sein.

Aus der DE-AS 12 03 304 ist eine Schienenzange vorbekannt, deren Backen in einem Schnellgang und einem sich anschließenden Spanngang unter Mitwirkung eines in seiner Breite veränderbaren Stützkörpers und eines an den Zangenschenkeln angreifenden Kniehebelspannpaares zur Wirkung gebracht werden, wobei der Stützkörper unabhängig von Fahrbewegungen des zu bremsenden Schienenfahrzeugs im Schnellgang hinsichtlich seiner wirksamen Breite so verstellbar ist, daß beim Anliegen der Backen am Schienenkopf zu Beginn des Spannoranges das Kniehebelpaar noch geknickt ist. Diese Schienenzange weist eine Beta-

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tigungseinrichtung auf, mit deren Hilfe der Stützkörper während des Schnellganges zum Anlegen der Backen am Schienenkopf bleibend verstellbar und anschließend das Kniehebelpaar im Spanngang zum Festbremsen betätigbar sind. Außerdem weist der Stützkörper ein mit Außengewinde versehenes Teilstück einer Spindel auf, die in eine Gewindebohrung am freien Ende des einen Zangenschenkels eingeschraubt ist, wobei der eine Kniehebel, an einem Anschlag der Spindel anliegend, auf diesen Zangenschenkel zum Festbremsen einwirkt. Bei einer Alternative ist eine längsverschiebliche Zahnstange vorgesehen, die mit einem Ritzel auf der Spindel kämmt und mit Hilfe einer Feder zum Anliegen der Backen verschiebbar ist, wobei eine druckmittelbetätigte Einrichtung vorgesehen ist, durch die die Zahnstange entgegen der Kraft der Feder verstellbar ist. Außerdem weist diese Vorrichtung einen Führungsrahmen für die Zangenschenkel auf, der außen an den Zangenschenkeln, ein Schwenklager für diese bildend, anliegt, wobei ein längsverschieblich gelagerter Keil als Stützkörper zwischen dem einen Zangenschenkel und dein Führungsrahmen vorgesehen ist. Der Keil iot mit Hilfe einer Feder zum Anlegen der Backen verschiebbar, wobei eine druckmittelbetätigte Einrichtung (Kolben-Zylinder-Einheit) vorgesehen ist, durch die der Keil entgegen der

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Kraft der Feder verstellbar ist. Zum Festbremsen der Backen ist eine das Kniehebelpaar verstellende Feder vorgesehen. Außerdem weist die Vorrichtung eine weitere durch Druckmitteldruck beaufschlagbare Kolben-Zylinder-Einheit auf, mit deren Hilfe das Kniehebelpaar entgegen der Kraft der Feder geknickt wird. Beide Kolben-Zylincer-Einheiten, also sowohl für das Kniehebelpaar, als auch für den Stützkörper, sind entgegen der Kraft der Feder vom Druckmittel zum Lösen der Schienenzange beaufschlagbar. Außerdem ist beiden druckmittelbetätigten Einrichtungen ein gemeinsamer Druckmittelspeicher zugeordnet, wobei die Kolben-Zylinder-Einheit für den Stützkörper direkt, dagegen die Kolben-Zylinder-Einheit für das Kniehebelpaar gemeinsam mit dem Druckmittelspeicher unter Zwischenschaltung eines Drosselventils an eine Abflußleitung für das Druckmittel angeschlossen sind. Die Vorrichtung weist ferner eine Druckmittel fördernde Pumpe auf, die durch einen Hauptschalter über ein Zeitrelais für eine vorbestimmte Zeitspanne einschaltbar ist, wenn der Hauptschalter in seine der geöffneten Schienenzange zugehörige Stellung geschaltet wird.

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Ein zweiter Schalter ist zum Wiedereinschalten des Zeitrelais vorgesehen, während der Hauptschalter sich in seiner der geöffneten Schienenzange zugehörigen Stellung befindet, der mit dem Kniehebelpaar zusammenwirkt und von diesem einschaltbar ist, wenn das Kniehebelpaar ein vorbestimmtes Stück aus seiner eingeknickten Stellung ausgewichen ist. Es i£>t ferner ein mit dem Kniehebelpaar zusammenwirkender dritter Schalter vorgesehen, der von dem Kniehebelpaar betätigt wird, wenn dieses ein vorbestimmtes Stück über seine wirksamste Stellung hinaus durchgedrückt wird und bei Betätigung, während sich der Hauptschalter in seiner der geschlossenen Schienenzange zugehörigen Stellung befindet, ein kurzzeitiges Wiederöffnen der Schienenzange auslöst. Bei dieser Vorrichtung strömt das gesamte Druckmittel, daß die Kolben-Zylinder-Einheit, die dem Kniehebelpaar zugeordnet ist, über eine Drossel ab, wenn die Bremsung durchgeführt werden soll. Die dem Kniehebelpaar zugeordnete Zugfeder bringt dann die Bremskraft auf. Eine zeitverzögerte oder stufenweise Abbremsung erfolgt hierbei nicht. Abgesehen von dem elektrischen Aufwand, der bei dieser Konstruktion getrieben wird und der aus bergbaupolizeilichen Gründen schon deshalb eine solche Vorrichtung im untertägigen

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Zug einer Einschienenhängebahn im Bergbau vorbekannt, die mit einer Zangenbremse ausgerüstet ist. Die Bremsbacken werden durch einen Bremszylinder gegen die Rückstellkraft eines Federelementes in Offenstellung gehalten. Spricht ein Fliehkraftauslöser an, so wird der Weg zu einer Abflußleitung freigegeben, so daß der Bremszylinder vom Druckmitteldruck entlastet wird und die Feder die Bremsbacken an den Steg der Schiene zur Anlage bringen. Außerdem weist die Bremskatze ein sogenanntes Bremsgetriebe auf, das zwei diametral gegenüberliegende

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Steinkohlebergbau nicht anwenden läßt/ wäre auch mit dieser Vorrichtung eine Verringerung der Totlast in einem Zugverband nicht möglich, so daß die obenbeschriebenen bergrechtlichen Vorschriften mit dieser Konstruktion nicht erfüllbar sind. Da die Schienenzange bei einem zu weiten Durchdrücken des Kniehebelpaares sogar geöffnet werden soll, würde dies bei Anwendung auf einen Zugverband bedeuten, daß dieser, insbesondere bei schrägem Einfallen, durchginge, so daß aus Gründen der Sicherheit diese Lösung ebenfalls rticht anwendbar ist. Deshalb soll diese Schienenzange wohl auch nur bei Schienenfahrzeugen Übertage eingesetzt werden.

Durch die DE-PS 22 54 287 ist eine Bremskatze für einen I

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Druckkammern besitzt, in denen Hohlkolben bzw. Einspannkolben eines Führungs- und Tragzylinders eines Keilgetriebes angeordnet sind. Die Druckkammern dieser Zylinder sind an diesselbe Druckmitteleitung wie der Bremszylinder angeschlossen und werden gleichzeitig wie der Bremszylinder beaufschlagt bzw. entlastet. Bei normalem Fahrantrieb sind der Zylinder des Bremszylinders und die Zylinder des Bremsgetriebes in dem Führungs - und 'Tragzylinder durch Druckflüssigkeit beaufschlagt. Dies führt zu einem Zusammenpressen der Federn im Bremszylinder und in dem Zylinder des Bremsgetriebes. Bei letzterem werden Hohlkolben nach außen gedrückt und liegen mit ihren Stirnseiten an Stirnseiten eines Gestelles an. Dadurch wird ein Zylinder des Bremsgetriebes in einem Gestell festgestellt, wodurch auch das Kupplungsgestänge in einer Mittellage zum Wagengestell arretiert ist. Sobald vom Fliehkraftauslöser die gemeinsame Druckmittelleitung vom Bremszylinder und den Zylinder des Bremsgetriebes entlastet wird, tritt gleichzeitig mit dem Entlasten des Bremszylinders auch eine Entlastung der Druckkammer in dem Führungs- und Tragzylinder des Bremsgetriebes ein. In diesem Augenblick können sich vorher zusammengepreßte Federn der Hohlkolben ausdehnen. Dadurch werden zunächst Kolbendruckstangen

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nach außen in die Hohlkolben hineinbewegt, so daß sich in diesem Augenblick die Lage der Hohlkolben zwischen den Stirnseiten des Gestelles nicht ändert. Beim Abbremsvorgang wird nun über das Kupplungsgestänge eine Axialschubkraft durch Trägkeitskraft des Zugverbandes auf den Führungs- und Tragzyiinder des Bremsgetriebes übertragen, wodurch der jeweils vorn, das heißt in Schubrichtung sich befindliche Hohlkolben gegen Federkraft einwärts gedrückt wird, wodurch sich Spannkeile in Längsrichtung gegenüber den Armen der Zangenbremse verschieben können, so daß nun entsprechend der Hebelübersetzung unter dem Einfluß des Spannkeils die Arme der Zangenbremse über Druckrollen nach außen bewegt werden, wodurch die Bremskraft an den Bremsbacken erhöht werden soll. Dadurch soll eine lastabhängige Bremsung bei stets nahezu gleichem Bremsweg erreichbar sein. De.~ ersten ist eine zweite Bremsstufe als Zusatzbremskraft überlagerbar, die aus der Schubkraft des bereits vorgebremsten Wagens und der mitgeführten Last mit Hilfe eines zugeordneten Bremsgetriebes abgeleitet ist.

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Aufgabe

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremskatae der im Schutzanspfuch beschriebenen Art so auszugestalten, daß eine möglichst geringe Totlast im Zugverband mitgeführt zu werden braucht und kaum Änderungen gegenüber herkömmlichen Bremskatzen notwendig sind.

Lösung

Die Aufgabe wird durch die im Schutzanspruch wiedergegebenen Merkmale gelöst.

Einige Vorteile

Bei der Neuerung erfolgt das Eingreifen der Spikes in das Material des Schienensteges zeitverzögert, so daß die Totlast im Zugverband wesentlich geringer sein kann. Durch die Neuerung wird die Möglichkeit eröffnet, wesentlich mehr Nutzlast im Zugverband mitzuführen, ohne das beim Ansprechen der Fliehkraftauslösung die Gefahr einer zu starken Bremsung besteht.

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Bei einer neuerungsgemäß vorgeschlagenen Bremskatze braucht die Konstruktion der Kolben-Zylinder-Einheit im Grunde genommen nicht geändert zu werden. Vielmehr genügt die Anordnung einer gegebenenfalls einstellbaren Drossel, um die gewünschte verzögerte Anlage der Bremsbacken innerhalb der vorgegebenen Bedingungen sicherzustellen. Bei dieser Ausführungsform brauchen besonders wenige Änderungen gegenüber bisher schon eingesetzten Bremskatzen vorgenommen zu werden, so daß sich diese gegebenenfalls noch entsprechend der Neuerung umrüsten lassen. Dazu ist es nämlich lediglich erforderlich, den Kolben mit einem Vorsprung auszurüsten, der in eine in dem Zylinderdeckel an- j geordnete Drosselkammer mit Spiel eintaucht, wobei die ' |

i Ü Drosselkammer über einen Kanal und unter j f, Zwischenschaltung eines Ventils an den Sammeltank angeschlossen ist. ; |

In der Zeichnung ist die Neuerung - teils schematisch an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Es zeigt

Fig. 1 eine Kolben-Zylinder-Einheit für eine im

einzelnen nicht dargestellte Bremskatze, im
Längsschnitt, und

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Fig. 2 einen Kolben, gleichfalls im Längsschnitt.

In der Zeichnung sind nur die zum Verständnis der Neuerung unbedingt notwendigen Teile veranschaulicht, während die Bremskatze im übrigen selbst unverändert gegenüber herkömmlichen Bremskatzen dieser Art ausgebildet sein kann.

Mit dem Bezugszeichen 1 ist insgesamt eine Kolben-Zylinder-Einheit bezeichnet (Fig. 1), die im wesentlichen aus einam Zylinder 2 besteht, der an einem Ende durch einen angeschweißten Zylinderdeckel 3 und an seinem entgegengesetzten Ende durch einen aufgeschraubten Zylinderdeckel 4 druckmitteldicht verschlossen ist.

Koaxial zum Zylinder 2 ist eine Kolbenstange 5 angeordnet, die an ihrem einen Ende mit einem langsverschieblich und dichtend in dem Zylinder 2 geführten Kolben 6 versehen ist und die an ihrem dem Kolben 6 abgekehrten Endbereich den Zylinderdeckel 3 durchdringt und nach außen hervorragt. In diesem Bereich ist die Kolbenstange 5 durch eine Dichtung 7 druckmitteldicht abgedichtet.

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Aus Fig. 1 geht hervor, daß der Durchmesser der Kolbenstange 5 wesentlich geringer als der Innendurchmeser des Zylinders 2 ist, so daß zwischen der äußeren Mantelfläche der Kolbenstange 5 und einem in dem Zylinder 2 angeordneten Rohr 8 ein radialer Ringraum 9 vorgesehen ist, in dem ein Federpaket aus Tellerfedern 10 unter Vorspannung angeordnet ist, das sich an seinem einen Ende gegen den Zylinderdeckel 3 und an seinem entgegengesetzten Ende gegen den Kolben 6 abstützt, so daß der Kolben 6 stets in Richtung auf den Zylinderdeckel 4 belastet ist und damit die Tendenz hat, in eine Stellung zu gelangen, in welcher Bremsback m 11 und 12 mit Spikes 13 und 14 stets an dem senkrechten Schienensteg 15 der Fahrschiene 16 bremsend anliegen.

Des weiteren läßt die Fig. 1 erkennen, daß der Kolben 6 in seiner in Richtung auf den Zylinderdeckel 4 maximal vorgeschobenen Lage mit Spaltabstand 17 zum Zylinderdeckel 4 verbleibt.

Im übrigen ist der Kolben 6 über Gewinde 18 mit einem entsprechenden Gewinde der Kolbenstange 5 einstückig, aber lösbar, verbunden.

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Wie die Fig. 2 erkennen läßt, weist der Kolben 6 an seiner dem Zylinderdeckel 4 zugekehrten Stirnseite einen einstückig angeformten Drosselvorsprung 19 mit dabei der dargestellten Ausführungsform zylindrischer Mantelfläche aaf, der in eine forramäßig angepaßte Drosselkammer 20 mit Spiel einzutauchen vermag, derart, daß in der maxiic?! gegen den Zylinderdeckel 4 vorgeschobenen Stellung der Drosselvorsprung 19 mit seiner Stirnfläche 21 im Abstand von der gegenüberliegenden Wandung 22 der Drosselkammer 20 zu liegen kommt.

Der zwischen der Mantelfläche 23 des Drosselvorsprunges 19 und der Mantelfläche 24 vorhandene Ringspalt kann 0,1 mm betragen.

Die Drosselkammer 20 ist über einen Abströmkanal 25 und über ein von einem nicht dargestellten Fliehkraftauslöser gesteuertes Atisperrorgan 26 und eine Leitung 27 an einen Tank 28 anschließbar.

Jede Bremsbacke 11 bzw. 12 ist Über eine Hebel anordnung 29 bzw. 30 mit der Kolbenstange 5 bzw. mit dem Zylinder-

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deckel 4 getrieblich verbunden, so daß die Relativbewegungen Von Zylinder 2 und Kolbenstange 5 entsprechend auf die Bremsbacken 11 und 12 übertragen werden-

Normalerweise befinden sie die Bremsbacken 11 und 12 und deren Spikes 13 bzw. 14 in gelüfteter Stellung, so daß zwischen ihnen und dem Schienensteg 15 ein Spalt 31 bzw. 32 vorhanden bleibt. Dies geschieht dadurch, daß über die Leitung 25 in die Drosselkammer 20 Druckmittel geleitet wird, das den Kolben 6 gegen die Rückstellkraft des Federpakets 10 verschiebt. Wird die maximal zulässige Fahrgeschwindigkeit des Zugverbandes überschritten, so wird der Absperrkörper 26 in seine Offenstellung gesteuert, was zur Folge hat, daß das Druckmittel aus der Drosselkammer 20 und aus dem dem Kolben 6 zugeordneten Zylinderraum über die Leitung 27 in den Tank 28 abfließen kann. Der Abfluß des Druckmittels aus der Ringkammer zwischen Zylinderdeckel 4 und Kolben 6 wird dadurch verzögert, daß die Flüssigkeit den Spalt zwischen den Mantelflächen 23 und 24 überwinden muß, der wie eine Drossel wirkt. Dadurch erfolgt ein verzögertes Eindringen der Spikes 13 bzw. 13 in den Schienensteg 15, so daß die Spikes 13, 14 nicht mehr - wie bisher - nach etwa 0,15 see an den Schienensteg 15 zur Anlage kommen_r sondern erst nach etwa

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0/25 bis etwa 0,3 see, jeweils gemessen vom Ansprechen des Ventils 26 bis zum Anliegen der Spikes 13, 14 an dein Schienenstoß 15. Dadurch wird erreicht, daß die maximale Verzögerung gegenüber bisher bekannten Ausführungen verringert wird.

Claims (1)

1. Patentanwalt Dipl.-Ing. R. Beyer, Am Dickelsbacb 8, D-4030 Ratingen 6

   G 83 17 296.3 07. März 1988

   3310/2S1 Mai.

   Schutzanspruch

   Im unfcsrtägigen Steinkohlebergbau eingesetzte Bremskatze, die an einer mit. einem Steg versehenen Fahrschiene einer Einschienenhängebahn verfahrbar ist, wobei die Bremskatze an den Schienensteg beim Bremsvorgang über Hebel anlegbare Bremsbacken aufweist, die durch eine unter Druckmitteldruck gegen die Rückstellkraft von Federn stehende Kolben-Zylinder-Einheit die Bremsbacken normalerweise im Abstand zum Steg der Fahrschiene hält und beim Bremsvorgang das den Kolben beaufschlagende Druckmittel über einen Abströmkanal und über ein Ventil zu einem Tank abströmt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (6) mit einem zapfenförmigen Drosselvorsprung (19) versehen ist, der von einer vorbestimmten Verschiebestellung des Kolbens (6) - letzte Stufe des

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   Bremsvorganges - an in eine Drosselkammer (20) mit radialem Spiel eintaucht, die über den Abströmkanal (25) an den Tank (28) angeschlossen ist, derart, daß in der letzten Stufe die Bremsbacken am Schienensteg zur Anlage kommen.

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