DE2129278A1

DE2129278A1 - Weiche, insbesondere für Hängeförderbahnen

Info

Publication number: DE2129278A1
Application number: DE19712129278
Authority: DE
Inventors: Jean-Rene Courtry Benner (Frankreich)
Original assignee: Merlin Gerin SA
Current assignee: Merlin Gerin SA
Priority date: 1970-06-15
Filing date: 1971-06-12
Publication date: 1971-12-23
Also published as: GB1346468A; BE768514A; US3760739A; FR2094269A5; NL7108073A

Description

__..,, . ι Unser Zeichen bitte angeben

Dr. E. Wetzel _8/11 Dipl.-Ing. E.Tergau J

Patentanwälte Nürnberg, den H-^ni 1971

MERLIN GERIN, Grenoble (Frankreich)'

'Weiche, insbesondere für Hängeförderbahnen..

Die Erfindung bezieht sich auf eine Weiche, die zwischen zwei oder mehreren Schienensträngen, insbesondere einer Hängeförderbahn, angeordnet ist und ein bewegliches Weichenelement aufweist, das in verschiedene wirksame Stellungen bringbar ist, in denen es auf den einen oder auf den anderen Schienenstrang ausgerichtet ist und die Kontinuität der Bewegung eines sich auf dem ausgewählten Schienenstrang bewegenden Fahrzeuges gewährleistet.

Die Vorrichtungen zum Transport oder zur Förderung mittels Schienenbahnen weisen allgemein Abzweigungen auf, um die Fahrzeuge auf verschiedene Schienenwege zu führen. Das gemeinsame charakteristische Merkmal der verschiedenen Arten der Weichen, die z.B. für Eisenbahnen oder Hängeförderbahnen bestimmt sind, besteht darin, daß sie ein bewegliches Weichenelement aufweisen, das die Kontinuität des Fahrweges gewährleistet und das Fahrzeug oder den Wagen je nach der Stellung dieser; beweglichen Weichenelementes auf verschiedene Strecken führen kann. Dieses bewegliche Weichenelement kann aus einer einfachen Weichenzunge oder aus ganzen Schienenabschnitten

109852/1309

Nürnberg 1 Telefon Telex Telegramme Deutsche Bank AG Stadtsparkasse Postscheckkonto

J 0911Λ04081-83 06/22327 Patwetzel Nürnberg 368910 Nürnberg 52835 Nürnberg 11151

bestehen, die durch Schwenkung oder durch Querverschiebung auf den gewählten Schienenweg hin ausgerichtet werden. Die Weichen weisen im allgemeinen zwei Abzweigungen auf, aber es sind auch Weichen mit drei und sogar mehr Abzweigrichtungen bekannt, die auf demselben Prinzip beruhen, daß nämlich ein . bewegliches Weichenelement in drei,oder mehrere Stellungen gebracht werden kann, in denen es auf die verschiedenen Schienenabzweigungen ausgerichtet ist.

Die Automatisierung der Transport- und Fördervorrichtungen erfordert eine Fernsteuerung der Weichen und die automatische Verstellung des beweglichen Weichenelementes. Zu diesem Zvreck ist- bereits vorgeschlagen worden, pneumatische Energie nach Art eines Wagenhebers, mechanische Energie, die in Federn gespeichert und durch eine Entriegelungsvorrichtung freigegeben wird, oder elektrische Energie, z.B. von Elektromotoren, die mittels Untersetzungsgetriebe das bewegliche Weihenelement antreiben, oder von Elektromagneten zu verwenden. Die Herstellung dieser bekannten Vorrichtungen ist kompliziert und teuer, und ihre Leistung .und ihre Ansprechgeschv/indigkeit sind' ungenügend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unte'r Vermeidung dieser Nachteile eine möglichst einfache Vorrichtung zur Betätigung der Weichen zu 'schaffen, deren Lebensdauer und Leistung praktisch unbegrenzt sin el.

109852/1309

BAD ORiGIiSJAL

Ferner soll eine schnelle Steuerung geschaffen werden, die die Lenkung eng aufeinander folgender Fahrzeuge oder Wagen gewährleistet, z.B. bei einer eingleisigen Hängeförderbahn. Die Kapazität dieser Förderbahnen ist durch die Geschwindigkeit und den Abstand der Wagen bestimmt, und es ist leicht einzusehen^ daß eine möglichst schnelle Verstellung der Weichen notwendig ist.

Außerdem soll eine schnelle" und stoßfreie Verschiebung des beweglichen Weichenelementes durch Verringerung seiner Masse und durch Verwendung einer geeigneten Kraft für die gewünschte Verschiebung ermöglicht werden.

Die Weiche gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Weichenelement einen plattenförmigen Teil aus elektrisch leitendem Werkstoff aufweist und daß ein fester Induktor vorgesehen ist, der Mehrphasenwicklungen zur Erzeugung eines gleitenden Magnetfeldes trägt, das sich parallel zur Bewegungsrichtung des plattenförmigen Teiles während der Verstellung der Weiche bewegt, wobei der Induktor gegenüber dem plattenförmigen Teil so angeordnet ist, daß er induktiv mit ihm zusammenarbeitet und seine Verstellung in der einen öder anderen Richtung entsprechend der Bewegungsrichtung des ■gleitenden Magnetfeldes bewirkt.

10 9 8 5 2/1309

Der elektrische Linearmotor ist vorteilhafterweise ein Induktionsmotor, dessen Anker fest mit dem beweglichen Weichenelement verbunden ist oder durch das bewegliche Weichenelement gebildet wird. Auf diese Weise wird jegliche mechanische Verbindung zwischen dem beweglichen Teil und dem feäten Teil des Motors vermieden. Die Übertragung der Bewegung erfolgt durch die elektromagnetischen Kräfte, die durch den festen Teil oder Induktor des Linearmotors erzeugt werden. Der Motor kann vom Typ mit einfacher oder doppelter Arbeitsfläche sein, und'die Länge des Ankers muß dem gewünschten Weg entsprechen, der praktisch unbegrenzt ist. Die Leistung des Motors muß selbstverständlich in Abhängigkeit von der notwendigen Verstellkraft des beweglichen Weichenelementes bestimmt werden.

Ein besonderes Merkmal des Linearmotors besteht darin, daß er ein sehr hohes und ein mit der Verschiebegeschwindigkeit des beweglichen Teiles abnehmendes Anzugsmoment ermöglicht. Diese Eigenschaft, verbunden mit der geringen Trägheit der beweglichen Teile, erlaubt eine starke Beschleunigung, wobei der Stoß am Ende der Bewegung der beweglichen Teile begrenzt wird. Die lange Lebensdauer dieser Vorrichtung ist trotz der schnellen und häufigen Verschiebungen gewährleistet.

Ein anderer Vorteil der Steuerung durch einen Linearmotor besteht darin, daß man über eine Antriebskraft in der einen

109852/1309

oder anderen Richtung verfügt und daß eine Einstellung der beweglichen Teile durch Aufrechterhaltung der Verschiebekraft in den äußersten Stellungen am Ende der Bewegung ermöglicht wird.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die stabilen v/irksamen Stellungen des beweglichen-Weichenelementes durch eine mechanische Verriegelung festgelegt. Die Entriegelung v/ird durch die Erregung des Linearmotors oder automatisch durch elektromagnetische Kräfte bewirkt, die durch den Induktor des Motors erzeugt werden und auf das Verriegelungsorgan einwirken, das einen Anker bildet. Das starke Anzugsmoment des Linearmotors erlaubt ebenfalls, eine Festsetzung durch mechanisches Verklinken oder durch Verwendung von Dauermagneten zu erreichen.

Eine solche Weiche kann besonders bei Hängeförderbahnen, aber selbstverständlich auch bei anderen Bahnen verwendet werden.

Aucführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt. Es zeigen:

Fig.l eine schematische, perspektivische Ansicht einer Hängeförderbahn mit einem Wagen und einer durch einen Linearmotor gesteuerten Weiche gemäß der Erfindung, Fiy.2 einen Ausschnitt aus Fig.l im Bereich der Weiche in vergrößerter Darstellung,

109 852/1309

BAD ORIGINAL

Fig.3,4 und 5 schematisch eine Einstellvorrichtung, die der Steuerung des beweglichen Weichenelementes gemäß Fig.l zugeordnet ist, in linker Sperrstellung, in Übergangsstellung und in rechter Sperrstellung,

Fig.6 eine Fig.3 entsprechende Ansicht einer weiteren Einstellvorrichtung und

Fig.7 schematisch eine weitere Einstellvorrichtung mit Elektromagneten z.ur Steuerung von Sperrklinken.

Gemäß Fi,g.l trägt ein nur teilweise dargestellter Träger 10 mittels Rahmen 12 Schienen für eine zweigleisige Hängeförderbahn, deren Fahrweg aus gleichen U-förmigen Schienen 14,16 besteht. Der Schienenabschnitt 18 teilt sich an der in Fig.l dargestellten Abzweigstelle in einen Schienenzweig 20, der zur rechten Schiene gehört, und in einen abweichenden Schienenzweig 22 auf, und zwar so, daß ein auf der Schiene 18 fahrender Viagen entweder auf den Schienenzweig 20 oder auf den Schienenzweig 22 gelenkt werden kann, um eine mit diesen Schienenzweigen verbundene Kreisbahn- zu durchfahren. DieV/agen 24, die im Inneren der rohrförmigen, durch die U-förmigen Schienen 14,16 begrenzten Bahn fahren,weisen Laufrollen 26, die auf den unteren Schenkeln der U-förmigen Eisenschienen 14,16 rollen, und eine oder mehrere Führungsrollen 28 mit vertikaler Achse auf, die in dem Zwischenraum 30 zwischen den beiden U-förmigen Eisenschienen angeordnet sind. Ein Last-_

109 852/1309
BAD

haken 32 durchquert den Zwischenraum 30. Solche Förderbahnen sind bekannt und z.B. in der französischen Patentschrift 1 589 474 beschrieben. Die Wagen 24 sind vorteilhafterwexse selbstfahrend ausgebildet, und sie können zu diesem Zweck mit linearen Elektromotoren versehen werden, die den Vorschub entlang des durch die Schienen bestimmten Weges gewährleisten. Es kann natürlich auch jede andere Art des Vorschubes vorgesehen sein, und die Weiche kann für jede Art einer Förderoder Transportbahn verwendet werden.

In an sich bekannter Weise gehen im Bereich der Weiche die Fahrwege oder U-förmigen Schienen des Schienenabschnittes 18 auseinander, um die äußeren Fahrwege der Schienenzweige 20 und 22 zu bilden. Die inneren Fahrwege der Schienenzweige 20 und 22 sind im Bereich der Weiche gabelförmig miteinander verbunden und bieten eine Lösung für die unbedingt notwendige Kontinuität für den Durchgang des Wagens 24. Diese Lösung der Kontinuität kann durch eine Weichenzunge 34 erreicht werden, die schwenkbar auf einer festen Achse 36 gelagert ist, und zwar irväer Weise, daß ihre Spitze 38 mit dem einen oder anderen Fahrweg des Schienenabschnittes 18 zusammenarbeitet. In der in Fig.2 dargestellten Stellung der Weichenzunge 34 würde ein auf dem Schienenabschnitt 18 fahrender Wagen durch seine Führungsrollen 28, die gegen die Weichenzunge 34 stoßen, auf den Sctiienenzweig 22 gelenkt werden. Es ist leicht ersichtlich,

109852/1309 BAD ?

:; ■ - -■■"■"- ■'"- - β:- ■■.■■■■ . . "' ■

daß die Weichenzunge 34 durch eine einfache Schwenkung In die in Fig·. 2 mit gestrichelten Linien gekennzeichnete Stellung gebracht werden kann, um den Wagen auf den rechten Schienenzweig 20 zu lenken. Solche Weichen sind an sich bekannt, und es ist deswegen überflüssig, diese eingehender zu beschreiben. ; _: ■■■"-"-

Die Schwenkung der Weichenzunge 34 erfolgt durch einen linearen Indukti-TonsmotOr. Zu diesem Zweck ist die Weichenzunge durch einen.plattenförmigenf einen Anker 40 bildenden Ansatz verlängertj der sich im Bereich eines festen, mit einer Wicklung versehenen Induktors 42 befindet, der ein gleitendes Magnetfeld erzeugt, das mit dem Anker 40 so zusammenarbeitet} daß dieser seitlich verschoben bzw. um dfe vertikale Achse geschwenkt wird. Die Länge des festen Induktors 42 genügt, um mit dem 'Anker 40 während der gesamten Schwenkbewegung der Weichenzunge 34 zusammenzuarbeiten. Diese Schwenkbewegung wird durch Anschläge 43 und 45 begrenzt, die die äußersten Stellungen der Weichenzunge 34 bestimmen. Der den Anker 40 bildende Ansatz kann entweder aus einer einfachen Platte aus leitendem Werkstoff bestehen, z.B₈ Aluminium, um die bewegliche Masse bzw. die Trägheit des beweglichen Teils maximal zu begrenzen, öder aus einer Nebeneinanderanordnung einer leitenden Plätte und einer ferromagnetischen Platte zum Schließen des magnetischen Flusses. In an sich bekannter

109 8 52/130 9

BAD

Weise ist es ebenfalls möglich, ein nicht dargestelltes, den magnetischen Fluß schließendes Joch im Bereich des Induktors 42 vorzusehen, das fest ist und mit dem Induktor 42 einen ebenen Luftspalt bestimmt, in dem sich der plattenförmige Anker 40 bewegt·» An dem nicht dargestellten Joch kann ein zweiter Induktor so vorgesehen werden, daß er den Vorschub des linearen Motors verstärkt. Die Vorschubrichtung des linearen Motors und folglich die Verschieberichtung der Weichenzunge kann durch einfache Vertauschung zweier Phasen umgekehrt werden.

Die Wirkungsweise der Weiche gemäß den Fig.l und 2 ist klar. Die Steuerung der Weiche zur Änderung der Bewegung erfolgt einfach dadurch, daß der Induktor 42 in entsprechender Weise erregt wird. Diese Erregung, die ein gleitendes Magnetfeld erzeugt, übt auf den plattenförmigen Anker 40 einen Druck aus, wodurch er und die Weichenzunge 34, die auf der Achse 36 ge lagert ist, so geschwenkt werden, daß der Anker 40 in der jeweils gegenüberliegenden äußersten Stellung in Anlage an einen Anschlag kommt. Infolge der geringen'Trägheit der Weichenzunge erfolgt ihre Verschwenkung äußerst schnell, und der Aufprall auf den Anschlag am Ende der Bewegung ist relativ schwach. Durch Aufrechterhaltung der Erregung des Induktors 42 ist es möglich, die Weichenzunge 34 in einer bestimmten Endstellung zu halten'und jede unpassende Verschwenkung zu vermeiden.

109852/1309 -BAD ORIGINAL· a

Die bistabile Einstellung der Weichenzunge 34 kann natürlich auf jede andere Weise, und zwar auch ohne Aufrechterhaltung der Spannung des Linearmotors 42 erreicht werden." Die Fig.3 bis 5 zeigen eine Ausführung einer Einstellvorrichtung mit einer Fallklinkenverriegelung. Gemäß diesen Figuren ist der Induktor 42 oberhalb des Ankers 40 angeordnet, was in keiner Weise die Wirkungsweise der Weiche abändert. Auf dem plattenförmigen Anker 40 ist im Bereich, der mit dem Induktor 42 zusammenarbeitet, eine Fallklinke 44 schwenkbar gelagert, aus der ein Sperrstift herausragt, der in Öffnungen 46 oder 48 einer festen Verriegelungsplatte 49 einrasten kann. Die Fallklinke besteht aus einem ferromagnefcLschen Werkstoff und kann unter der Wirkung des durch den Induktor 42 erzeugten Elektromagnetfeldes in Richtung auf den Induktor geschwenkt werden, so daß der Sperrstift aus den Öffnungen 46 oder 48 herausgezogen wird (siehe Fig.4).. Diese Entriegelung erfolgt schon während des Unterspannungsetζens des Induktors 42, und unter der Wirkung des vom Induktor 42 erzeugten dynamischen magnetischen Feldes kann sich nun der .freigegebene plattenförmige Anker 40 verschieben. Am Ende der Verschiebung des Ankers 40 (Fig.5) wird der Induktor 42 entregt, und die Fallklinke 44 kommt durch die Schwerkraft oder durch ein anderes entsprechendes Mittel in ihre Verriegelungsstellung. Es ist leicht ersichtlich, daß man durch diese äußerst einfache Vorrichtung genau bestimmte bistabile Stellungen erhält»

1QIIB2/1309

BAD ORIGINAL

Vorzugsstellungen können ebenfalls durch mechanische Sperrvorrichtungen6der durch Dauermagnete erhalten werden, die auf den Anker 40 eine Sperrkraft ausüben, die durch das vom Induktor 42 erzeugte Drehmoment überwunden werden kann. Fig.6 zeigt beispielsweise eine bistabile Einstellung mit Hilfe von Dauermagneten 50 und 52, die mit entsprechenden Teilen des plattenförmigen Ankers 40 zusammenarbeiten.

Die Verriegelung des plattenförmigen Ankers 40 oder der mit -ihm verbundenen Weichenzunge 34 kann ebenso durch jede andere Vorrichtung, z.B. in der in Fig.7 dargestellten Weise, bewirkt werden. In· jeder äußersten Stellung ist eine Sperrklinke 54 bzw«56 vorgesehen, die in eine entsprechende Aussparung 58 oder 60 des beweglichen plattenförmigen Ankers 40 einrasten kann. Irt die Sperrklinke 54 oder 56 eingerastet, so ist der plattenförmige Anker 40 in einer stabilen Stellung verriegelt. Jeder Sperrklinke 54,56 ist ein Elektromagnet 62,64 zugeordnet, der in erregtem Zustande die Sperrklinke 54^56 anzieht und dadurch den plattenförmigen Anker 40 freigibt. Die Erregung der Elektromagnete 62 und 64 sowie des Induktors 42 erfolgt vorteilhafterweise gleichzeitig, um die elektrische Steuerung zu vereinfachen. Eine getrennte Steuerung kann natürlich auch vorgesehen werden.

109852/1309

Claims

■ P at en t an sp r ü c h e: ." -

lJ Weiche, die zwischen zwei oder mehreren Schienensträngen, insbesondere einer Hängeförderbahn, angeordnet ist und ein bewegliches .Weich enelementaufweist, das in verschiedene wirksame Stellungen bringbar ist, in denen es auf den einen oder. auf den anderen Schienenstrang ausgerichtet ist und die Kontinuität der Bewegung eines sich 'auf dem ausgewählten Schienenstrang bewegenden Fahrzeuges gewährleistet, dadurch gekennzeichnet,, daß das. bewegliche Weichenelement einen plattenförmigen Teil aus elektrisch leitendem Werkstoff aufweist und daß ein fester Induktor vorgesehen ist, der iiehrphas en wicklungen zur Erzeugung eines gleitenden Magnetfeldes trägt, das sich parallel zur Bewegungsrichtung des plattenförmigen Teiles während der Verstellung der Weiche bewegt, wobei der Induktor gegenüber dem plattenförmigen Teil so angeordnet ist, daß er induktiv mit ihm zusammenarbeiten und seine Verstel-— lung in der einen oder anderen Richtung entsprechend der Bewegungsrichtung des gleitenden Magnetfeldes bewirkt«

2. Weiche nach Anspruch 1 mit zwei Schienensträngen, auf die das _;bewegliehe Weichenelement in zwei extremen Stellungen wahlweise unter ,Wirkung des Linearmotors ausrichtbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in beiden extremen Stellungen des beweglichen Weichenelementes ortsfeste Anschläge vorge-

109 8 5 2/1 3 09

BAD ORiGiNAlJ

sehen sind, an denen das bewegliche Weichenelement durch ständige Erregung des Linearmotörs in Anlage gehalten wird.

3ο weiche nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für das bewegliche Weichenelement Stellorgane vorgesehen sind, die jeder wirksamen Stellung zugeordnet sind und vor der Verstellung des beweglichen Weichenelementes unwirksam werden. * - . "

',. Weiche nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellorgane aus einer mechanischen Verriegelungsvorrichtung bestehen, deren Entriegelung mit Hilfe von elektromagnetischen Kräften erfolgt, die durch die Erregung des Linearmotors entstehen und sich in Querrichtung zur Verschieberichtung zwischen dem magnetischen Kreis des Induktors und einer Verriegelungsvorrichtung aus ferromagnetischem Material auswirken.

5. Weiche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der eine Weichenzunge auf einer senkrechten Achse schwenkbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Weichenzunge eine platbenför-mige Verlängerung aufweist, die induktiv mit einem Induktor zusammenarbeitet, um einen linearen Induktionsmotor zur Steuerung der Verstellung der Weichenzunge zu bilden.

109852/1309 BAD ORIGINAL ...

6. Weiche nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsvorriehtung eine Fallklinke, die schwenkbar auf der als Anker dienenden plattenförmigen Verlängerung der Weiche angeordnet und in zwei Stellungen verschwenkbar ist, nämlich in eine wirksame Verriegelungsstel— lung und in eine unwirksame Entriegelungsstellung, und in den Außenstellungen der Weiche entsprechend angeordnete Organe aufweist, die mit der Fallklinke in wirksamer Stellung zusammenarbeiten, um die Weiche zu verriegeln, und daß die Fallklinke einen ferromagnetisehen Teil aufweist, der magnetisch mit dem erregten Induktor zusammenarbeitet, um die Fallklinke in die Entriegelungsstellung zu bringen und damit eine Weichenverstellung unter Wirkung des Linearmotors zu ermöglichen.

10:3S5.27 T
BAD

Leerseite