DE19636993A1 - System zum Transport von Massengütern im Erdbau - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein System zum Transport von Massengütern im Erdbau nach dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruchs 1.

Bei Erdbauarbeiten müssen oft große Mengen von Massengü­ tern, wie Bodenaushub, Sande, Kiese oder Schlämme trans­ portiert werden. An der Baustelle werden Erdbaugeräte zum Ein- bzw. Abbau von Material verwendet, die zumeist boden­ gebundene Fahrzeuge sind, wie zum Beispiel Bagger oder dergleichen. Derartige Erdbaugeräte sind jedoch nicht ge­ eignet, das Bodenmaterial über eine längere Strecke zu transportieren. Hierfür werden wiederum geeignete Trans­ portmittel eingesetzt, wie zum Beispiel gleisgebundene oder gleislose Fahrzeuge, beispielsweise Kipper oder auch Rohrsysteme beim Fördern von Schlämmen.

Beim Transport von Massengütern im Erdbau spielt auch der Gesamtenergieaufwand, der hierfür bereitgestellt werden muß, eine wesentliche Rolle. Bekannt ist, daß gleisgebun­ dene Transportsysteme wegen des geringen Reibungskoeffi­ zienten gegenüber anderen bodengebundenen Transportmitteln im Vorteil sind. Gleichwohl werden gleisgebundene Trans­ portsysteme, beispielsweise Loren, auch in Verbindung mit Hängebahnen, kaum noch eingesetzt, insbesondere nicht beim Transport über größere Strecken. Der Grund liegt zum einen darin, daß Trassen für derartige Transportbahnen schwer zu schaffen sind und die Förderkapazität begrenzt ist. Ferner kann ein derartiges schienengebundenes Transportsystem nur mit größerem Aufwand an eine sich ständig bewegende Bau­ stelle angepaßt werden. Schließlich ist es verhältnismäßig aufwendig, die Loren zu be- und entladen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zum Transport von Massengütern im Erdbau zu schaffen, das flexibel an wechselnde Gegebenheiten einer Erdbaustelle angepaßt werden kann, einen minimalen Energieaufwand er­ fordert und eine hohe Transportkapazität bereitstellt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Das erfindungsgemäße Transportsystem setzt sich zu einem Teil aus einem gleisgebundenen System zusammen, in dem eine Vielzahl von Transportbehältern ein schienengebunde­ nes Fahrwerk aufweisen. Wesentlich ist jedoch, daß jeder Transportbehälter einen eigenen steuerbaren Fahrantrieb aufweist. Es ist daher möglich, die Transportbehälter mit individueller Geschwindigkeit bzw. mit individuellem Fahr­ verhalten auszustatten und zum Beispiel eine Reihe von Transportbehältern mit einem vorgegebenen Abstand vonein­ ander zu betreiben.

Erfindungswesentlich ist ferner, daß zum Transportsystem ein fahrbarer Manipulator gehört, der beispielsweise das Fahrwerk und den Ausleger eines Baggers aufweisen kann. Der Ausleger des fahrbaren Manipulators weist Kopplungs­ mittel auf, die mit Kopplungsmitteln am Transportbehälter zusammenwirken. Durch Heranfahren des Auslegers an den Transportbehälter auf dem Schienenweg kann dieser mit dem Ausleger gekoppelt und somit von dem Schienenweg abgehoben werden. Der Manipulator kann nunmehr den Inhalt des Trans­ portbehälters auf einen bereitstehenden Kipper oder der­ gleichen laden oder mit dem Transportbehälter zur mehr oder weniger nahegelegenen Baustelle fahren, um dort den Inhalt des Transportbehälters an einem vorgesehenen Ort abzuladen. Anschließend kann der Manipulator das Fahrzeug erneut auf den Schienenweg aufsetzen, damit es zum Belade­ ort zurückfährt. Zu diesem Zweck ist der Schienenweg zum Beispiel als Schleife ausgeführt. Alternativ können auch zwei parallele Gleise nebeneinander angeordnet sein, wobei das eine für beladene und das andere für leere Transport­ behälter dient. Ein derartiges System ist vor allen Dingen dann von Vorteil, wenn es zum Beispiel im Bereich eines toten Gleises eines Eisenbahnfahrwegs angeordnet werden kann. Dabei werden dann die Schienen und die Transport­ behälter so ausgeführt, daß sie jeweils innerhalb des Lichtraumprofils eines Eisenbahngleises bleiben. Der Eisen­ bahnbetrieb auf dem Nachbargleis kann daher ungehindert weitergehen.

Der Antrieb für den Transportbehälter wird vorzugsweise von einer modular ausgebildeten Antriebseinheit gebildet. Als Antriebsmotor kann ein Elektromotor oder ein Verbren­ nungsmotor dienen, der über ein Getriebe auf mindestens ein angetriebenes Rad des Transportbehälters wirkt.

Der Transportbehälter weist einen von oben beladbaren La­ deraum auf und ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung als Schaufel oder Löffel eines Baggers ausgebildet. Da­ durch kann der Manipulator mit aufgenommenem Transportbe­ hälter wie ein üblicher Bagger arbeiten und zum Beispiel an einer Aushubstelle Bodenmaterial aufnehmen. Anschlie­ ßend fährt der Manipulator zum Schienenweg und setzt den gefüllten Transportbehälter auf das entsprechende Gleis.

Für den Schienenweg können vorgefertigte Schienenroste verwendet werden, beispielsweise von einer Länge von 12 m, die leicht auf einer bereitgestellten Trasse verlegt wer­ den können. Die Trasse muß jedoch nicht besonders vorbe­ reitet werden, wenn das Gewicht der Transportbehälter nicht so hoch ist. Wird beispielsweise ein Volumen von 3 m³ in Betracht gezogen, ergibt sich als Gesamtgewicht für den Transportbehälter einschließlich modularer An­ triebseinheit nicht mehr als 9 t. Bei einem elektrischen Antrieb können die Versorgungsleisten geeigneterweise mit den Schienen verbunden werden.

Durch geeignete Formgebung und Abmessung der Transportbe­ hälter können auftretende Hindernisse mit geringem Aufwand umgangen werden. So können Autobahnen mittels Durchpres­ sungen doppelstöckig unterfahren oder mit Leichtbaukon­ struktionen überfahren werden. Eisenbahnbaustellen können auf eingleisiger Strecke im vollen Wechselbetrieb befahren werden.

Durch Ansetzen bzw. Wegnehmen von Schienen können die End­ punkte des schienengebundenen Teils des Transportsystems in Anpassung an die jeweiligen Gegebenheiten verändert werden. Durch Einstellung der Aufeinanderfolge der Trans­ portbehälter läßt sich eine nahezu beliebige Kapazitätsan­ passung entsprechend der jeweiligen Baustelle erreichen. Bei hoher Frequenz läßt sich ein nahezu kontinuierlicher Betrieb verwirklichen. Der Einsatz der schienengebundenen Transportbehälter verringert die Beeinträchtigung der Um­ gebung durch Lärm und Staub. Bei elektrischen Antrieben kann eine Energierückgewinnung stattfinden, wenn Gefälle längs des Schienenweges besteht.

Die Transportbehälter können mit einem flüssigkeitsdichten Laderaum versehen werden, so daß sie auch für den Flüssig­ transport bzw. den Transport von Schlämmen geeignet sind.

Die Steuerung der Fahrantriebe für die Transportbehälter muß an die Transportanforderungen angepaßt sein, d. h. nach dem Befüllen eines Transportbehälters bzw. seinem Auf­ setzen auf ein Gleis muß der Antriebsmotor in Gang gesetzt werden und den Transportbehälter mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit antreiben. Am Zielort müssen Vorkehrungen vorgesehen werden, um den Transportbehälter abzubremsen und an einer vorgegebenen Stelle anzuhalten. Dies kann da­ durch geschehen, daß am Gleis geeignete Mittel angebracht werden, über die ein Signal auf die Steuervorrichtung für den Antrieb gegeben wird. Die Steuersignale können elek­ trisch übertragen werden, beispielsweise über isolierte Schienen oder separate Signalübertragungskanäle. Es ist jedoch denkbar, die Signale mechanisch zu erzeugen über entsprechende Schalter, die von Initiatoren an dem Gleis betätigt werden. Schließlich ist auch eine kontaktlose Übertragung von Steuerbefehlen möglich, beispielsweise von einer zentralen Einheit aus, welche nach einem vorgegebe­ nen Programm den Transport mit Hilfe einer Mehrzahl von Transportbehältern steuert. Die Mittel zur Übertragung derartiger Steuerbefehle sind an sich bekannt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen na­ her erläutert.

Fig. 1 zeigt äußerst schematisch in Draufsicht das Trans­ portsystem nach der Erfindung.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Darstellung nach Fig. 1 entlang der Linie 2-2.

In Fig. 1 sind Gleise 10, 12 angedeutet. Sie liegen zum Beispiel parallel auf einem toten Gleis einer Eisenbahn­ fahrstrecke. Die Gleise 10, 12 erstrecken sich in der Nähe einer Baustelle 14, an der zum Beispiel Bodenmaterial aus­ zuheben ist, das zu einem anderen Ort transportiert werden soll. Auf den Gleisen 10, 12 sind Transportbehälter 16 aufgesetzt. In Fig. 1 sind drei gezeigt, es können jedoch entsprechend der vorgesehenen Länge der Gleise 10 oder 12 so viele sein, daß zum Beispiel ein Transport der Behälter im Abstand von 100 m möglich ist. Bei einer Länge von 1 km können zum Beispiel mindestens zwanzig Transportbehälter 16 vorgesehen werden.

Ein Transportbehälter 16 ist in Fig. 2 vergrößert darge­ stellt. Er besitzt einen nach oben offenen Laderaum 18 und ein schienengebundenes Fahrwerk 20. Die in Fig. 2 zu er­ kennenden Schienräder 22 sind von einem geeigneten Antrieb 23, der modular ausgeführt ist, angetrieben. Der Antrieb befindet sich unterhalb des Laderaums 18 und wirkt über ein nicht gezeigtes Getriebe unmittelbar auf die Räder 22, um den Transportbehälter 16 mit vorgegebener Geschwindig­ keit auf den Schienen vorzubewegen.

Man erkennt in Fig. 2 ferner, daß an der Außenwandung des Laderaums 18 ein erstes Kopplungsmittel 24 angebracht ist.

Der Antrieb 23, der zum Beispiel einen Elektromotor oder einen Verbrennungsmotor aufweist, enthält auch eine Steuer­ vorrichtung (nicht gezeigt), mit welcher der Betrieb des Motors gesteuert werden kann, um den Transportbehälter 16 von einem Ort nahe der Baustelle 14 zu einem anderen Ort zu transportieren bzw. von diesem anderen Ort zur Bau­ stelle 14, und zwar mit vorgegebener Geschwindigkeit bzw. einem vorgegebenen Abstand zum voraus fahrenden Transport­ behälter und bei rechtzeitigem Abbremsen und Halten am gewünschten Zielort. Hierfür sind geeignete Mittel bekannt.

Im Bereich der Baustelle 14 befindet sich auch ein Manipu­ lator 30, der wie ein herkömmlicher Bagger mit einem Rad- oder Raupenfahrwerk ausgeführt werden kann. Er enthält demzufolge auch einen Ausleger 32, der heb- und senkbar sowie schwenkbar ist, wie durch Doppelpfeil 34 angedeutet. Der Ausleger 32 weist am freien Ende ein zweites Kopp­ lungsmittel 36 auf, das geeignet ist, lösbar mit dem er­ sten Kopplungsmittel 24 des Transportbehälters 16 in Ein­ griff zu treten. Mit Hilfe des Manipulators 30 ist daher möglich, die Behälter 16 von den Schienen 10 bzw. 12 abzu­ nehmen oder auf diese aufzusetzen.

Im beschriebenen Fall soll Bodenmaterial von der Baustelle 14 entnommen werden. Auf der Schiene 10 kommen daher leere Transportbehälter 16 an von einem Aufgabeort, der zugleich Zielort der beladenen Transportbehälter ist, und werden im Bereich der Baustelle 14 durch geeignete Mittel angehal­ ten. Anschließend werden die Kopplungsmittel 24, 36 in Eingriff gebracht und der Transportbehälter 16 wird vom Gleis 10 abgehoben. Da der Laderaum 16 gleichzeitig wie die Schaufel eines Baggers ausgebildet ist, kann der Mani­ pulator 30 als Bagger eingesetzt werden und das Material von der Baustelle 14 unmittelbar aufnehmen und anschlie­ ßend den Transportbehälter 16 zum Schienenweg zurückfah­ ren, um ihn auf das Gleis 12 aufzusetzen, damit er in der entgegengesetzten Richtung befüllt zum Entladeort fahren kann. Nach dem Aufsetzen des befüllten Transportbehälters wird wiederum durch geeignete Steuermittel der Antriebs­ motor in Gang gesetzt, um den Transportbehälter zum Ziel- bzw. Entladeort zu fahren. Inzwischen ist der nächste Transportbehälter am Ort der Baustelle 14 angelangt, und das beschriebene Verfahren beginnt erneut. Es versteht sich, daß auch zwischen Manipulator und Baustelle ein bo­ dengebundenes gleisloses Transportfahrzeug eingesetzt wer­ den kann, um Material von der Baustelle in die Nähe des Manipulators zu bringen. Das Entladen an der Entladestelle erfolgt wiederum mit Hilfe eines Manipulators, der den Transportbehälter von dem Gleis 12 abhebt und an einem ge­ eigneten Ort entlädt.

Claims (9)

1. System zum Transport von Massengütern im Erdbau zu einer Einbaustelle oder von einer Abbaustelle fort, gekenn­ zeichnet durch folgende Merkmale:
mindestens ein Schienenweg (10, 12) aus transportablen Schieneneinheiten,
eine Mehrzahl von Transportbehältern (16) mit einem schienengebundenen Fahrwerk (20), die
jeweils eine eigene, von außen steuerbare Antriebsvor­ richtung (24) aufweisen, ferner
einen von oben beladbaren Laderaum (18) und
ein erstes Kopplungsmittel (24),
und mindestens ein fahrbarer Manipulator (30) mit einem Ausleger (32), an dessen freiem Ende ein zweites Kopp­ lungsmittel (36) vorgesehen ist zur lösbaren Verbindung mit dem ersten Kopplungsmittel (24) und zum Abheben eines Transportbehälters (16) und zum Aufsetzen eines Transportbehälters vom bzw. auf den Schienenweg (10, 12).

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine modular ausgebildete Antriebseinheit (24) vorge­ sehen ist.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (24) einen Verbrennungs­ motor oder einen Elektromotor aufweist.

4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwei parallele Schienenwege (10, 12) vor­ gesehen sind.

5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Schienenweg und die Transportbehälter (16) so ausgelegt sind, daß die Transportbehälter auf dem Schienenweg sich innerhalb des Lichtraumprofils eines Eisenbahn­ gleises befinden.

6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Transportbehälter (16) als Bag­ gerschaufel oder -löffel ausgebildet ist.

7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die ersten Kopplungsmittel (24) an der Außenseite des Transportbehälters (16) angebracht sind.

8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Steuersignale für die Antriebs­ vorrichtung (24) der Transportbehälter (16) über an dem Schienenweg (10, 12) angebrachte Steuermittel übertra­ gen werden.

9. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Steuersignale von einer zentralen Station aus gesendet und kontaktlos auf Empfangsvor­ richtungen in der Steuervorrichtung der Antriebsvor­ richtung (24) empfangen werden.