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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.
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
aber 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 21 28 321, 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 in Verbindung mit dem Oberbegriff des Hauptanspruches
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
aufgenommen 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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Fig. 1 einen schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen Förderwagens,
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Fig. 2 einen an einem Radsatz eines zu fördernden Waggons positionierten
Förderwagen und
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Fig. 3 einen schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Förderanlage.
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Gemäß der Fig. 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 Fig. 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 Fig. 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 Fig. 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
erzeugen ein Signal, wenn sie unmittelbar unter einem Radsatz 8 vorbei geführt
werden.
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Aus der Fig. 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 Fig. 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.
Bezugszeichen
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