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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Positionieren
von Förderwagen
für das
Fördern,
Verschieben, auf Position bringen und Halten von Eisenbahnwaggons.
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Auf
Rangieranlagen des Eisenbahnwesens werden insbesondere für das Zusammenschieben von
Eisenbahnwaggons in den Richtungsgleisen Förderanlagen eingesetzt. Sie
haben die Aufgabe, die Waggons zu einem sogenannten kuppelreifen Verbund
zusammenzudrücken,
der ohne zusätzlichen
Einsatz von Rangierloks auf diese Weise die Zugbildung vereinfacht.
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Die
Förderanlagen
weisen nach dem Stand der Technik zu diesem Zweck Förderwagen
auf, die sich einzeln in jedem Richtungsgleis oder abschnittsweise
gestaffelt darin bewegen. Sie werden dabei durch Seilzugmittel angetrieben,
wobei der Förderwagen üblicherweise
in ein endlos umlaufendes Seil eingebunden ist, das über ein
Antriebsaggregat sowie über
zumeist hydraulische Spannvorrichtungen betrieben wird.
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Die
Förderwagen
sind mit Förderarmen
ausgestattet, an deren Enden sich Schubrollen befinden, und die
zum Bewegen eines zu verfahrenden Waggons an den Spurkränzen eines
Radsatzes zum Eingriff gebracht werden. Die Förderarme werden dazu in einer
ausgeschwenkten Position arretiert, die sie in Transportrichtung
in Eingriff mit einem Radsatz bringt, während diese Arretierung in
Rücklaufrichtung des
Förderwagens
oder beim Überrollen
durch einen in Transportrichtung laufenden Waggon wirkungslos ist.
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Derartige
typischerweise nach dem Stand der Technik aufgebaute Förderanlagen
sind regelmäßig erheblichen
mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt und stellen daher hohe Anforderungen
an eine sehr robuste Bauweise. Sie sind dementsprechend störungsanfällig.
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Der
Grund für
einen solcherart verschleißintensiven
Einsatz der Förderanlagen
resultiert einerseits aus Belastungen der federnd gelagerten Arretierung
der Förderarme
bei Rücklaufbewegungen
unterhalb der Waggons bzw. bei Überholungen
durch diese, wobei die Förderarme
regelmäßig gegen
die Federkraft der sie abstützenden
Arretierung beiseite gedrückt
werden. Hierbei tritt zusätzlich
eine hohe Beanspruchung an den Spurkranzrädern der Radsätze ein.
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Ein
hoher Verschleiß ergibt
sich andererseits aus den bislang unbefriedigenden Lösungen zum hinreichend
genauen Positionieren des Förderwagens
in Bezug zu den Standorten von Radsätzen der zu fördernden
Waggons. Dies a ber ist die Voraussetzung für eine angepasste Arbeitsweise
von steuerbaren Antrieben für
Förderanlagen
und für
eine damit verbundene gezielte Ansteuerung von Ein- und Ausschwenkbewegungen
der Förderarme.
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In
der Praxis wird daher meist in einfacher Weise so verfahren, den
Förderwagen
auf stehende Waggons bzw. auf stehende Waggongruppen ungebremst
auflaufen zu lassen und diesen nach erfolgtem Auflaufstoß die Fördergeschwindigkeit
des Förderwagens
unmittelbar aufzuprägen.
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Mit
dem Ziel, die Voraussetzungen für
ein genaues Positionieren der Förderwagen
zu verbessern, wurde in der
DE
198 55 930 eine Waggonfördereinrichtung
für Rangieranlagen
beschrieben, bei der das Spiel des Seilzugantriebes verhindert oder
minimiert wird, indem ein Schleppseil und ein Rückholseil jeweils mit beiden
Seiten des Förderwagens
verbunden sind, und diese beiden Seile jeweils separat zu den an
den Enden der Förderstrecke
angeordneten Motorwinden geführt
werden. Diese Motorwinden können
jeweils alternierend im Schlepp- oder im Rückholbetrieb laufen. Dabei
sorgt die nicht antreibende Motorwinde für den Aufbau einer Bremskraft, so
dass auch das nicht auf Zug beanspruchte Seil immer straff geführt wird.
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Im
Inneren der Seile ist weiterhin ein isolierter Leiter angeordnet,
der die Ansteuerung elektrischer Geräte auf dem Förderwagen übernimmt,
wobei ein solches elektrisches Gerät beispielsweise eine Antriebseinrichtung
für das
Ein- oder Ausschwenken
von Förderarmen
sein kann. Es ist hierdurch möglich,
die Förderarme
erst dann in die Arbeitsstellung zu bringen, wenn diese hierzu benötigt werden,
so dass zumindest ein verschleißarmer Rücklauf des
Förderwagens
gewährleistet
ist. Der in Transportrichtung auftretende Auflaufstoß auf einen stehenden
Waggon bzw. auf eine stehende Waggongruppe wird hingegen nicht minimiert,
da die Positionen von Radsätzen,
an denen die Förderarme
gezielt in Eingriff zu bringen sind, nicht festgestellt werden.
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In
der
DE 41 01 078 wird
eine Steuereinrichtung zum Betrieb von Förderanlagen beschrieben, die
das an sich bekannte Antriebskonzept von Asynchron-Drehstrommotoren
in Verbindung mit der Ansteuerung über Frequenzumrichter für den Antrieb der
Förderwagen
verwendet, indem aus den vor dem Einlauf in das Richtungsgleis ermittelten
Geschwindigkeitsdaten der zu fördernden
Waggons oder Waggongruppen Sollwerte für Fördergeschwindigkeiten abgeleitet
werden. Das Verfahren gestattet eine energieeffiziente und somit
verschleißoptimierte
Arbeitsweise, da die Antriebsenergie sehr dosiert einsetzbar ist.
Es minimiert indessen nicht wesentliche Ursachen für den erhöhten Verschleiß an Förderanlagen,
da Lösungen
für achsbezogene
Positionierungen des Förderwagens
nicht aufgezeigt werden.
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Es
existieren ferner Lösungen,
so beispielsweise aus
DE 2 128
321 , die anstatt von zwei Förderarmen für den Transport eines Waggons
lediglich in Förderrichtung
zwei weitere Mitnehmerarme auf der Gegenseite des Förderwagens
aufweisen, mit denen Bremsfunktionen sowie Transportfunktionen in
der umgekehrten Förderrichtung
ausführbar
sind. In der
DE 298 14 520 wird
zugleich vorgeschlagen, eine Ansteuerung dieser paarweise symmetrisch
zueinander angeordneten Förderarme über Steuerseilzüge zu bewerkstelligen,
die diese in oder außer
Eingriff mit dem Radsatz eines Waggons bringen. Bekannt ist auch,
die Förderarme
infolge der mechanischen Einwirkung durch ortsfest installierte
sogenannte Steuerschienen zum Ausschwenken zu bringen.
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Es
ist offensichtlich, dass für
einen zweckmäßigen Betrieb
der Förderanlagen,
insbesondere vor dem Hintergrund einer nach dem Stand der Technik
allgemeinen Verfügbarkeit
steuerbarer Antriebe für
den Förderwagen
selbst, wie auch für
Schwenkbewegungen an den Förderarmen,
immer dringlicher Einrichtungen erforderlich werden, mit deren Hilfe Förderwagen
zielgenau zum Anfahren und Stoppen gebracht werden und wodurch die
Förderarme
erst dann, und nur dann in eine ausgeschwenkte aktive Eingriffstellung überführt werden,
wenn Förderhübe an einem
Radsatz tatsächlich
erfolgen sollen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung
für eine
Fördereinrichtung
zu schaffen, wodurch die Position des Förderwagens in Bezug zu Radsätzen von
zu fördernden
Eisenbahnwaggons sowohl bei Stillstand des Waggons als auch aus
einer Relativbewegung heraus eindeutig erkannt wird und die Förderarme
in einer Transport- wie auch in einer Bremsrichtung nur dann ausgeschwenkt
werden wenn eine optimale Förderposition
erreicht ist.
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Diese
Aufgabe wird bezüglich
des Verfahrens durch die Maßnahmen
des Anspruchs 1 bzw. 2 und bezüglich
der Anordnung durch die Merkmale des Anspruchs 3 bzw. 4 gelöst.
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Insbesondere
wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst, indem
auf dem Förderwagen
mehrere Radsatzsensoren so angeordnet sind, dass die richtungsabhängige Annäherung an
einen Radsatz festgestellt wird, dass ein Einholen des Förderwagens
an einem Radsatz oder das Einholen eines Radsatzes an einem Förderwagen
richtungsabhängig
festgestellt werden, dass weitere Radsatzsensoren innerhalb eines
im wesentlichen symmetrisch zueinander gesetzten Aufbaus von Förderarmen
und Bremsarmen so angeordnet sind, dass eine optimale Förderposition
signalisiert wird, und dass die Förderarme motorisch angetrieben
ein- und ausschwenkbar sind und der Antrieb des Förderwagens über Asynchron-Drehstrommotoren
in Verbindung mit einem Frequenzumrichter erfolgt.
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Durch
die zueinander symmetrische Anordnung der Förderarme und Bremsarme mit
mindestens einem dazwischen befindlichen Radsatzsensor wird es ermöglicht,
den Radsatz eines zu fördernden Waggons
nahezu schlupffrei zu greifen und den Waggon auf diese weise auch
gezielt schrittweise zu bewegen. Der Förderwagen kann somit zugleich
als Haltevorrichtung oder Positioniereinrichtung eingesetzt werden,
beispielsweise an Beladungs- oder Behandlungsstellen. Mit der Möglichkeit,
den Förderwagen
in Bezug zu Radsätzen
der zu fördernden
Waggons eindeutig zu positionieren, sind wesentliche Voraussetzung
für einen
deutlich verminderten Verschleiß der
Förderanlage
im Betrieb erfüllt.
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Ein
Förderwagen
kann nunmehr mit zunächst
eingeschwenkten Förderarmen
beispielsweise entlang eines Richtungsgleises bis zu einem an einem
unbestimmten Punkt befindlichen Waggon bewegt werden. Sobald sich
der Förderwagen
unter einem seiner Radsätze
befindet, wird dieser mit Hilfe der Radsatzsensoren erkannt. Der
Antrieb des Förderwagens
wird sodann gestoppt und der Förderwagen
gegebenenfalls um ein bestimmtes Maß zurückbewegt. Daraufhin läuft der
Förderwagen
erneut, jedoch sanft an und stoppt genau an einem Punkt, an dem
der zwischen den Förderarmen
und den Bremsarmen angeordnete Radsatzsensor für die optimale Förderposition
ein Signal abgibt. Erst dann werden die Förder- und Bremsarme ausgeschwenkt
und gelangen in Eingriff mit dem Radsatz. Die sich anschließende Förderbewegung
beginnt wiederum mit einem sanften Anlauf.
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In
den Bewegungen des Förderwagens
können
auch entlang des Richtungsgleises befindliche Waggons bewusst ausgelassen
werden. Ein solches Vorgehen kann beispielsweise dann sehr sinnvoll sein,
wenn Förder-
oder Beidrückhübe an zu
vielen auf Lücke
stehenden und möglicherweise
schweren Waggons auszuführen
sind. Mit der erfindungsgemäßen Förderanlage
kann diese Aufgabe ohne die Gefahr einer Überlastung schrittweise abgearbeitet
werden.
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Alle
Bewegungsvorgänge
des Förderwagens
werden von dem Asynchron-Drehstrommotor angetrieben
und über
den Frequenzumrichter gesteuert.
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Eine
vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 5
angegeben. Danach werden für
die Radsatzsensoren induktive Sensoren verwendet, die mit hoher
Präzision
genau dann ein Signal erzeugen, wenn sich ein Radsatz unmittelbar über diesen
induktiven Sensoren befindet während es
darüber
hinwegrollt.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden
die Signale von den Radsatzsensoren über ein Schleppkabel zu einer
ortsfest installierten Steuerung geführt. Das Schleppkabel wird
von einer Kabelwinde auf genommen und führt von einer Antriebsstation
bis zu dem Förderwagen. Über dieses
Schleppkabel erfolgt auch die Übertragung
der Steuersignale für
die motorischen Antriebe der Förderarme
und eine Zuführung
von Elektroenergie für
den Betrieb der Sensoren und den motorischen Antrieb.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden
näher erläutert. Es
zeigen dabei
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1 einen schematischen Aufbau
eines erfindungsgemäßen Förderwagens,
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2 einen an einem Radsatz
eines zu fördernden
Waggons positionierten Förderwagen
und
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3 einen schematischen Aufbau
einer erfindungsgemäßen Förderanlage.
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Gemäß der 1 sind an einem rahmenartig aufgebauten
Förderwagen 1 jeweils
an den Enden seiner Längsseiten
frei drehbare Laufrollen 2 angeordnet, die sich gegen die
Schienenfüße von Fahrschienen 3 abstützen. Der
Förderwagen 1 befindet sich über diese
Laufrollen 2 in einer Führung
für Bewegungen
entlang der Fahrschiene 3. Wie aus den 1 bis 3 ersichtlich,
ist der Förderwagen 1 frontseitig
beiderseitig mit einem Antriebsseil 4 verbunden. Der Förderwagen 1 ist
mit vier Förderarmen 5 versehen,
die beweglich angeordnet sind. An den Enden der Förderarme 5 befinden
sich Schubrollen 6. Die Förderarme sind außerdem mit
einem motorischen Antrieb ausgerüstet.
In einer über
den motorischen Antrieb bewirkten ausgeschwenkten Stellung der Förderarme 5 greifen
diese mit ihren Schubrollen 6 beidseitig jeweils an einen
linken und einen rechten Spurkranz 7 eines Radsatzes 8.
Sind die Förderarme 5 nicht
ausgeschwenkt, so liegen sie, wie in der 1 dargestellt, für Eisenbahnfahrzeuge profilfrei an
dem Förderwagen 1 an.
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Genau
mittig zwischen den paarweise symmetrisch zueinander angeordneten
Förderarmen 5 befinden
sich zwei Radsatzsensoren 9 nach induktivem Wirkprinzip.
Diese Radsatzsensoren 9 sind so aufgebaut, dass von diesen
ein Signal genau dann erzeugt wird, wenn sich der Radsatz 8,
wie aus der 2 erkennbar,
genau über
den Radsatzsensoren 9 und mittig zwischen den Förderarmen 5 befindet.
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Der
Förderwagen 1 weist überdies
weitere Radsatzsensoren 9 auf, die in Doppelanordnung symmetrisch
zu seiner Längsachse
beidseitig der Förderarme 5 und
außerhalb
ihres Wirkungsbereiches angeordnet sind. Diese Radsatzsensoren 9 sind
ebenfalls nach dem induktiven Wirkprinzip aufgebaut und erzeu gen
ein Signal, wenn sie unmittelbar unter einem Radsatz 8 vorbei
geführt
werden.
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Aus
der 3 ist ersichtlich,
dass das Antriebsseil 4 als endlos umlaufendes Seil ausgeführt ist.
Es wird über
ein Antriebsaggregat 10 bewegt und verläuft über eine hydraulische Seilspannvorrichtung 11.
Eine Führung
des Antriebsseils erfolgt innerhalb der Fahrschienen 3.
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An
den Förderwagen 1 ist
weiterhin ein Schleppkabel 12 nach 3 herangeführt. Das Schleppkabel 12 wird
von einer Kabelwinde 13 abgerollt und von dieser zugleich
straff gehalten. Durch die Kabelwinde 13 erfolgt bei Bedarf
auch ein automatisches Wiederaufrollen des Schleppkabels 12. Über das
Schleppkabel 12 wird elektrische Energie zum Förderwagen 1 übertragen.
Außerdem
erfolgt hierüber
die Übertragung
der von den Radsatzsensoren 9 erzeugten Signale an eine
Steuerung 14 und die Übertragung
von Steuersignalen von der Steuerung 14 an motorische Stellantriebe
für die
Förderarme 5.
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Für das Ausführen eines
Förderauftrages wird
der Förderwagen 1 vermittels
des gesteuerten Antriebsaggregates 10 in Richtung auf den
zu fördernden
Waggon in Bewegung gesetzt. Dabei ist es zunächst unerheblich, in welcher
Distanz sich der Förderwagen 1 aktuell
zu dem Waggon befindet. Das Eintreffen an dem zu fördernden
Waggon wird anhand von Signalen erkannt, die von den an dem Förderwagen
befindlichen Radsatzsensoren 9 erzeugt werden, sobald diese
in eine Position unterhalb eines ersten Radsatz 8 des Waggons
gelangen. Die doppelte Anordnung der Radsatzsensoren 9 bewirkt, dass
durch einen in der Steuerung 14 ablaufenden Steueralgorithmus über das
reine Schaltsignal hinaus auch Geschwindigkeitswerte ermittelt werden, mit
denen der Förderwagen 1 in
Relativbewegung mit dem Waggon steht. Der Antrieb des Förderwagens 1 wird
demnach bei Signalgabe durch die bezeichneten Radsatzsensoren 9 gestoppt.
Infolge einer erhöhten
Anfahrgeschwindigkeit des Förderwagens 1 und seines
damit verbundenen verlängerten
Reaktionsweges wird dieser daraufhin zuerst langsam um ein bestimmtes
Wegmaß zurückbewegt,
während
die auf der Gegenseite des Förderwagens 1 befindlichen Radsatzsensoren 9 unmittelbar
die Annäherung
an die optimale Förderposition
signalisieren. Sobald mindestens einer der mittig zu den Förderarmen 5 paarweise
angeordneten Radsatzsensoren 9 ein Signal abgibt, wird
der Förderwagen
erneut angehalten. Daraufhin werden die vier Förderarme 5 ausgeschwenkt
und in beidseitig formschlüssigen
Kontakt mit den Spurkränzen 7 des
Radsatzes 8 gebracht. Der Förderwagen 1 läuft danach
sanft an und führt den
Förderauftrag
bis zum Erreichen einer jeweils vorgegebenen Position aus.
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- 1
- Förderwagen
- 2
- Laufrolle
- 3
- Fahrschiene
- 4
- Antriebsseil
- 5
- Förderarm
- 6
- Schubrolle
- 7
- Spurkranz
- 8
- Radsatz
- 9
- Radsatzsensor
- 10
- Antriebsaggregat
- 11
- Seilspannvorrichtung
- 12
- Schleppkabel
- 13
- Kabelwinde
- 14
- Steuerung