DE102011082864A1 - Track-side device of marshalling yard, converts electrical power in kinetic energy of rail vehicles to accelerate running of rail vehicles - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine streckenseitige Vorrichtung mit einem drehbaren Körper, der zum Wechselwirken mit Rädern vorbeilaufender Schienenfahrzeuge eine Wendel aufweist. The present invention relates to a trackside device having a rotatable body having a coil for interacting with wheels of passing rail vehicles.
Streckenseitige Vorrichtungen der zuvor genannten Art sind in Form von Schraubengleisbremsen beispielsweise aus der deutschen Patentschrift
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine streckenseitige Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die im Hinblick auf ihren Betrieb besonders vorteilhaft ist. The present invention has for its object to provide a trackside device of the type mentioned, which is particularly advantageous in terms of their operation.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine streckenseitige Vorrichtung mit einem drehbaren Körper, der zum Wechselwirken mit Rädern vorbeilaufender Schienenfahrzeuge eine Wendel aufweist, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist vorbeilaufende Schienenfahrzeuge durch Umwandlung von Bewegungsenergie der Schienenfahrzeuge in elektrische Energie zu bremsen und/oder vorbeilaufende Schienenfahrzeuge durch Umwandlung von elektrischer Energie in Bewegungsenergie der Schienenfahrzeuge zu beschleunigen. This object is achieved by a trackside device with a rotatable body having a coil for interacting with wheels passing rail vehicles, wherein the device is designed to slow down passing rail vehicles by converting kinetic energy of rail vehicles into electrical energy and / or passing rail vehicles by conversion of electric power to accelerate in kinetic energy of the rail vehicles.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist somit derart ausgestaltet, dass vorbeilaufende Schienenfahrzeuge durch Umwandlung von Bewegungsenergie der Schienenfahrzeuge in elektrische Energie gebremst und/oder durch Umwandlung von elektrischer Energie in Bewegungsenergie der Schienenfahrzeuge beschleunigt werden. Im ersten Fall ist die Vorrichtung somit als Bremse ausgebildet, während sie im zweiten Fall zum Beschleunigen beziehungsweise Antreiben der Schienenfahrzeuge dient. In Abhängigkeit von der jeweiligen konkreten Ausführungsform ist es hierbei insbesondere auch möglich, dass die Vorrichtung sowohl zum Bremsen als auch zum Beschleunigen von Schienenfahrzeugen ausgebildet ist. Hierbei kann die Vorrichtung beispielsweise derart ausgeführt sein, dass in eine Richtung an der Vorrichtung vorbeilaufende Schienenfahrzeuge gebremst und in die entgegen gesetzte Richtung vorbeilaufende Schienenfahrzeuge beschleunigt werden können. The device according to the invention is thus designed such that passing rail vehicles are braked by conversion of kinetic energy of the rail vehicles into electrical energy and / or accelerated by conversion of electrical energy into kinetic energy of the rail vehicles. In the first case, the device is thus designed as a brake, while it serves in the second case for accelerating or driving the rail vehicles. Depending on the respective specific embodiment, it is also possible in this case in particular for the device to be designed both for braking and for accelerating rail vehicles. In this case, the device may, for example, be designed in such a way that it brakes the rail vehicles passing by in one direction and can be accelerated in the opposite direction by passing rail vehicles.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist vorteilhaft, da sich durch die Umwandlung von Bewegungsenergie der Schienenfahrzeuge in elektrische Energie und/oder von elektrischer Energie in Bewegungsenergie der Schienenfahrzeuge im Rahmen des Betriebs der Vorrichtung neue Anwendungen und Möglichkeiten ergeben. The device according to the invention is advantageous because new applications and possibilities result from the conversion of kinetic energy of the rail vehicles into electrical energy and / or from electrical energy into kinetic energy of the rail vehicles as part of the operation of the device.
Sofern die Vorrichtung zur Umwandlung der Bewegungsenergie von Schienenfahrzeugen in elektrische Energie ausgebildet ist, so wird hierdurch vorteilhafterweise zumindest ein Teil der den vorbeilaufenden Schienenfahrzeugen entzogenen Bewegungsenergie in elektrische Energie umgewandelt, welche beispielsweise in ein elektrisches Versorgungsnetz zurückgespeist werden kann. Hierdurch wird somit die Energieeffizienz des Betriebs der Schienenfahrzeuge erhöht. If the device is designed to convert the kinetic energy of rail vehicles into electrical energy, then advantageously at least part of the kinetic energy withdrawn from the passing rail vehicles is converted into electrical energy, which can be fed back, for example, into an electrical supply network. As a result, the energy efficiency of the operation of rail vehicles is thus increased.
Sofern die Vorrichtung alternativ oder zusätzlich hierzu zur Umwandlung von elektrischer Energie in Bewegungsenergie der Schienenfahrzeuge ausgebildet ist, so wird hierdurch vorteilhafterweise eine Beschleunigung auch solcher Schienenfahrzeuge ermöglicht, die selbst keinen Antrieb aufweisen. Dabei kann es sich bei entsprechenden Schienenfahrzeugen insbesondere um Güterwagen handeln. Unabhängig von der Art des jeweiligen Schienenfahrzeugs wird es hierdurch ermöglicht, Bahnanlagen automatisiert zu betreiben, wobei durch den Verzicht auf schwere Antriebsfahrzeuge Energie eingespart werden kann, die anderenfalls zum Beschleunigen dieser Antriebsfahrzeuge aufgewendet werden müsste. If the device is designed as an alternative or in addition to the conversion of electrical energy into kinetic energy of the rail vehicles, this advantageously also enables an acceleration of such rail vehicles, which themselves have no drive. In particular, rail vehicles may be freight wagons. Regardless of the type of rail vehicle, this makes it possible to operate automated railway systems, which can be saved by dispensing with heavy drive vehicles energy that would otherwise be expended to accelerate this drive vehicles.
Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Vorrichtung derart weitergebildet, dass die Vorrichtung als Gleisbremse ausgebildet ist und zur Umwandlung von Bewegungsenergie vorbeilaufender Schienenfahrzeuge in elektrische Energie einen elektrischen Generator aufweist. Dies ist vorteilhaft, da Gleisbremsen insbesondere in rangiertechnischen Zugbildungsanlagen, d.h. insbesondere Ablaufanlagen, zum automatisierten Abbremsen von antriebslosen Schienenfahrzeugen in Form von Güterwagen verwendet werden. Hierbei kann die erfindungsgemäße Vorrichtung als Gleisbremse unterschiedliche Funktionen wahrnehmen, d.h. beispielsweise als Bergbremse, Talbremse, Richtungsgleisbremse oder auch als Gefälleausgleichsbremse Anwendung finden. Der zur Umwandlung von Bewegungsenergie vorbeilaufender Schienenfahrzeuge in elektrische Energie verwendete elektrische Generator kann vorteilhafterweise sowohl außerhalb als auch innerhalb des drehbaren Körpers angeordnet sein. Preferably, the device according to the invention is further developed in such a way that the device is designed as a track brake and has an electric generator for converting kinetic energy of passing rail vehicles into electrical energy. This is advantageous because track brakes, particularly in train formation equipment, i. in particular drainage systems, are used for automated braking of unpowered rail vehicles in the form of freight cars. In this case, the device according to the invention as a track brake can perform different functions, i. For example, as a mountain brake, valley brake, directional track brake or as a gradient compensation brake application. The electric generator used to convert kinetic energy passing rail vehicles into electrical energy may advantageously be arranged both outside and inside the rotatable body.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der elektrische Generator mechanisch an den drehbaren Körper angebunden. Auch hierdurch ergibt sich eine besonders robuste und einfache Ausführung der als Gleisbremse ausgebildeten Vorrichtung. According to a further particularly preferred embodiment of the invention Device, the electric generator is mechanically connected to the rotatable body. This also results in a particularly robust and simple design of the device designed as a rail brake.
Die mechanische Anbindung des elektrischen Generators an den drehbaren Körper der Vorrichtung kann grundsätzlich auf unterschiedliche Arten und Weisen erfolgen. So können hierfür beispielsweise Zahnräder oder Keilriemen verwendet werden. The mechanical connection of the electric generator to the rotatable body of the device can basically be done in different ways and ways. Thus, for example, gears or V-belts can be used for this purpose.
Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Vorrichtung derart ausgeführt, dass der elektrische Generator mittels einer Kardanwelle mechanisch an den drehbaren Körper angebunden ist. Dies ist vorteilhaft, da eine mechanische Anbindung des elektrischen Generators an den drehbaren Körper mittels einer Kardanwelle insbesondere auch eine Änderung der Position des drehbaren Körpers zulässt. Eine solche kann insbesondere für den Zweck vorgesehen sein, dass die Vorrichtung durch eine Positionsänderung des drehbaren Körpers deaktivierbar beziehungsweise wirkungslos schaltbar ist. Preferably, the device according to the invention is designed such that the electric generator is mechanically connected to the rotatable body by means of a cardan shaft. This is advantageous since a mechanical connection of the electric generator to the rotatable body by means of a cardan shaft in particular also allows a change in the position of the rotatable body. Such can be provided in particular for the purpose that the device can be deactivated or ineffective switchable by a change in position of the rotatable body.
Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch derart weitergebildet sein, dass die Vorrichtung zum Einstellen der Bremskraft einen elektronisch regelbaren elektrischen Widerstand aufweist. Dies ist vorteilhaft, da für viele Anwendungsfälle Gleisbremsen benötigt werden, deren Bremskraft an die Eigenschaften, d.h. insbesondere die Laufeigenschaften, des jeweiligen vorbeilaufenden Schienenfahrzeugs angepasst werden kann. Mittels eines vorzugsweise unmittelbar an dem elektrischen Generator angeschlossenen elektronisch regelbaren elektrischen Widerstands ist es somit möglich, die Bremskraft beispielsweise mittels einer Steuereinrichtung einer Bremsensteuerung elektronisch einzustellen. Hierbei wächst die Stärke der Bremskraft in der Regel mit der Größe des eingestellten elektrischen Widerstands. Preferably, the device according to the invention can also be developed such that the device for adjusting the braking force has an electronically controllable electrical resistance. This is advantageous because track brakes are required for many applications, the braking force of which depends on the properties, i. E. In particular, the running properties of the respective passing rail vehicle can be adjusted. By means of a preferably directly connected to the electric generator electronically controllable electrical resistance, it is thus possible to electronically adjust the braking force, for example by means of a control device of a brake control. In this case, the strength of the braking force usually increases with the size of the set electrical resistance.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung als hydraulische Schraubengleisbremse ausgebildet. Während die erfindungsgemäße Vorrichtung grundsätzlich gerade nicht als hydraulische Schraubengleisbremse ausgebildet zu sein braucht, d.h. insbesondere keine hydraulischen Komponenten zum Abbremsen vorbeilaufender Schienenfahrzeuge aufweist, ist es gemäß dieser bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich, dass hydraulische Schraubengleisbremsen derart ertüchtigt werden, dass sie zum Bremsen vorbeilaufender Schienenfahrzeuge durch Umwandlung von Bewegungsenergie der Schienenfahrzeuge in elektrische Energie ausgebildet sind. Hierbei besteht einerseits die Möglichkeit, dass in Gleisanlagen vorhandene hydraulische Schraubengleisbremsen derart umgerüstet werden, dass die Hydraulik vollständig oder zumindest weitgehend abgeschaltet ist und die Bremswirkung ausschließlich durch die Umwandlung von Bewegungsenergie der Schienenfahrzeuge in elektrische Energie erzielt wird. Alternativ hierzu ist es jedoch auch möglich, dass hydraulische Schraubengleisbremsen lediglich derart nachgerüstet werden, dass zumindest ein Teil der Bewegungsenergie des Schienenfahrzeugs, die demselben durch die Schraubengleisbremse entzogen wird, in elektrische Energie umgewandelt wird. According to a further particularly preferred embodiment, the device is designed as a hydraulic screw track brake. While the device according to the invention basically need not be designed as a hydraulic screw track brake, i. In particular, no hydraulic components for decelerating passing rail vehicles, it is possible according to this preferred embodiment of the device according to the invention that hydraulic screw track brakes are so upgraded that they are designed to brake passing rail vehicles by converting kinetic energy of rail vehicles into electrical energy. On the one hand, there is the possibility that existing hydraulic track rail brakes in track systems are converted such that the hydraulics is completely or at least largely switched off and the braking effect is achieved solely by the conversion of kinetic energy of rail vehicles into electrical energy. Alternatively, however, it is also possible that hydraulic screw track brakes are merely retrofitted such that at least a portion of the kinetic energy of the rail vehicle, which is withdrawn from the same by the screw track brake, is converted into electrical energy.
Alternativ oder zusätzlich zu den zuvor beschriebenen bevorzugten Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann diese vorzugsweise auch derart ausgestaltet sein, dass sie zum Beschleunigen vorbeilaufender Schienenfahrzeuge ausgebildet ist und einen elektrischen Anschluss für eine elektrische Energiequelle aufweist. In diesem Fall wird die Vorrichtung in der Regel einen Elektromotor aufweisen, der mittels des elektrischen Anschlusses mit elektrischer Energie gespeist wird. Darüber hinaus kann auch ein zur Umwandlung von Bewegungsenergie des Schienenfahrzeugs in elektrische Energie vorhandener elektrischer Generator als Elektromotor betrieben werden, wobei der elektrische Generator hierzu – vorzugsweise schaltbar – an eine Stromquelle angeschlossen wird. As an alternative or in addition to the preferred developments of the device according to the invention described above, this may preferably also be designed such that it is designed to accelerate passing rail vehicles and has an electrical connection for an electrical energy source. In this case, the device will usually have an electric motor which is fed by means of the electrical connection with electrical energy. In addition, an existing for converting kinetic energy of the rail vehicle into electrical energy electric generator can be operated as an electric motor, the electric generator for this purpose - preferably switchable - is connected to a power source.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der drehbare Körper in einen Zustand überführbar, in dem die Vorrichtung derart wirkungslos geschaltet ist, dass keine Wechselwirkung mit Rädern vorbeilaufender Schienenfahrzeuge erfolgt. Hierzu kann die Vorrichtung beispielsweise Luftdruckzylinder aufweisen, mit deren Hilfe der drehbare Körper vom Gleis weg oder an das Gleis herangeschoben, geklappt oder geschwenkt werden kann. According to a further particularly preferred embodiment of the device according to the invention, the rotatable body can be converted into a state in which the device is switched ineffective in such a way that there is no interaction with wheels of passing rail vehicles. For this purpose, the device may for example comprise air pressure cylinders, with the help of which the rotatable body can be pushed away from the track or pushed against the track, folded or pivoted.
Die Erfindung umfasst ferner eine Zugbildungsanlage mit zuminderst einer erfindungsgemäßen Vorrichtung beziehungsweise mit zumindest einer Vorrichtung gemäß einer der zuvor beschriebenen bevorzugten Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung. The invention further comprises a train formation system with at least one device according to the invention or with at least one device according to one of the previously described preferred developments of the device according to the invention.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierzu zeigt die In the following the invention will be explained in more detail by means of exemplary embodiments. This shows the
Figur in einer schematischen Skizze ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen streckenseitigen Vorrichtung. Figure in a schematic sketch of an embodiment of a trackside device according to the invention.
In der Figur ist eine streckenseitige Vorrichtung
Der drehbare Körper, der auch als Bremsenkörper bezeichnet werden könnte, ist hierbei zylinderförmig ausgeführt. The rotatable body, which could also be referred to as a brake body, in this case is cylindrical.
Der drehbare Körper
Es sei darauf hingewiesen, dass der drehbare Körper
Die in der Figur dargestellte Vorrichtung
Abweichend von dem Ausführungsbeispiel der Figur, bei welchem die Vorrichtung
Insbesondere für den Fall, dass die Vorrichtung als Gleisbremse ausgebildet ist, ist sie vorzugsweise für den Einsatz in Zugbildungsanlagen der Rangiertechnik vorgesehen. In Abhängigkeit von den jeweiligen Gegebenheiten und Anforderungen ist hierbei beispielsweise ein Einsatz als Bergbremse, Talbremse, Richtungsgleisbremse oder auch Gefälleausgleichsbremse möglich. In particular, in the event that the device is designed as a track brake, it is preferably provided for use in Zugbildungungsanlagen the maneuvering technique. Depending on the particular circumstances and requirements in this case, for example, use as a mountain brake, valley brake, directional track brake or downhill compensation brake possible.
Entsprechend den vorstehenden Ausführungen weist die beschriebene Vorrichtung in der betrieblichen Praxis erhebliche Vorteile auf. Sofern die Vorrichtung als Bremse ausgebildet ist, wird es hierdurch insbesondere möglich, zumindest einen Teil der den Schienenfahrzeugen entzogenen Bewegungsenergie in elektrische Energie umzuwandeln und damit die Energieeffizienz der Schienenfahrzeuge beziehungsweise der Anlage, deren Bestandteil die streckenseitige Vorrichtung
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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