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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Schienenfahrzeugs mit mindestens einer steuerbaren Kupplung an einem Fahrzeugende, welche mittels Steuersignalen in eine kuppelreife Stellung überführbar ist.
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In den Zugbildungsanlagen des Schienengüterverkehrs werden Wagen oder Wagengruppen entweder im sogenannten „Ablaufbetrieb“ unter Ausnutzung der natürlichen Schwerkraft über einen sogenannten „Ablaufberg“ aus einem sog. „Berggleis“ oder - dort wo solche Ablaufberge aus topographischen Gründen nicht vorhanden sind - im sogenannten „Abstoßbetrieb“ in der Ebene durch kurzzeitiges Beschleunigen mittels eines motorisch angetriebenen Rangiermittels (in der Regel einer Rangierlokomotive) aus einem sog. „Ausziehgleis“ über jeweils eine eine Mehrzahl von Weichen aufweisende Verteilzone in eine Mehrzahl von Richtungsgleisen sortiert, wobei jedes Richtungsgleis zur Aufnahme von für ein bestimmtes Ziel adressierten Wagen bzw. Wagengruppen dient. In beiden Fällen durchlaufen die in die Richtungsgleise zu verteilenden Wagen bzw. Wagengruppen - nachdem sie sich durch Abdrücken über den Scheitelpunkt des Ablaufberges oder durch Abbremsen der abstoßenden Rangierlok von der zu rangierenden Wagensäule gelöst haben - einen freien Lauf durch die Verteilzone in das jeweilige Richtungsgleis. Hierbei werden sie mittels stationärer (d.h. den Gleisen zugeordneter) Bremsvorrichtungen oder Hemmschuhen bedarfsweise derart verzögert, dass sie die für sie jeweils vorgesehenen Zielpunkte in den Richtungsgleisen mit einer für das Kuppeln notwendigen Endgeschwindigkeit erreichen. Die Abbremsung der Fahrzeuge erfolgt dabei in Abhängigkeit von ihren jeweiligen fahrzeugspezifischen Roll- bzw Laufeigenschaften, ihrer jeweiligen Masse (bestehend aus Eigenanteil des jeweiligen Fahrzeugs und dessen Zuladung), den in der Zugbildungsanlage vorhandenen Neigungsverhältnissen und durch die Gleisführung bedingten Streckenwiderständen sowie den aktuellen klimatischen Verhältnissen im Bereich der Zugbildungsanlage (wie z.B. insbesondere Windrichtung und -stärke). Solche Zugbildungsanlagen sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden oft vollautomatisiert betrieben. Neben der vorgenannten Bremsensteuerung erfolgt meist auch die Laufwegsteuerung, d.h. die Ansteuerung der Verteilweichen in der Verteilzone, für jeden Ablauf vollautomatisiert in der zentralen Steuerungseinrichtung der Zugbildungsanlage.
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In beiden Arten von Zugbildungsanlagen (d.h. sowohl im Ablaufbetrieb als auch im Abstoßbetrieb) müssen die Wagen bzw. Wagengruppen vor dem Ablaufen bzw. Abstoßen selbstverständlich entkuppelt sein, sofern sie in unterschiedliche Richtungsgleise verteilt werden sollen. Schienenfahrzeuge mit automatisierten Kupplungen sehen hierzu einen ersten Betriebs-Modus der Kupplungen in Form einer sogenannten Löse- bzw. Pufferstellung vor, bei der die Kupplungen zweier benachbarter Schienenfahrzeuge aus ihrem gegenseitigen Eingriff gelöst sind und somit zwischen beiden Fahrzeugen nur noch Druckkräfte übertragbar sind. Vor bzw. während der Durchführung eines Zugbildungsvorgangs in vorgenannten Zugbildungsanlagen werden deshalb die Kupplungen der Schienenfahrzeuge an den hierfür vorgesehenen Trennstellen in der Wagensäule des rangiertechnisch aufzulösenden Zugverbandes entkuppelt und in die vorgenannte Löse- bzw. Pufferstellung gebracht. Auf diese Weise wird die Wagensäule in eine Mehrzahl von „Zerlegeeinheiten“ aufgeteilt. Unter einer „Wagensäule“ ist in diesem Kontext der bisherige Zugverband der zur Zugbildung vorgesehenen Schienenfahrzeuge gemäß einer ersten Zusammenstellung und Reihung der Fahrzeuge vor deren Verteilung in die Richtungsgleise zu verstehen. Eine „Zerlegeeinheit“ kann auch eine Mehrzahl von Schienenfahrzeugen umfassen, die während der Zugbildung untereinander gekuppelt bleiben und gemeinsam durch die Verteilzone der Zugbildungsanlage in ein Richtungsgleis bewegt werden.
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In der Regel wird im Ablaufbetrieb eine solche Entkupplung schon in einem Einfahrgleis der Zugbildungsanlage durchgeführt, so dass die Zerlegeeinheiten bereits mit an den Trennstellen entkuppelten Kupplungen in das Berggleis gedrückt werden und dort keine Unterbrechungen zum Entkuppeln mehr erforderlich sind. Auf diese Weise wird ein quasi-kontinuierliches Abdrücken der Zerlegeeinheiten ermöglicht. Im Abstoßbetrieb werden die Trennstellen erst unmittelbar vor dem Abstoßvorgang hinter der jeweils abzustoßenden Zerlegeeinheit gesetzt. Während des Abdrückens bzw. Abstoßens befinden sich die Kupplungen an den in Ablauf- bzw. Abstoßrichtung jeweils vordersten und hintersten Fahrzeugenden jeder Zerlegeeinheit (d.h. die in Bewegungsrichtung jeder Zerlegeeinheit vorauslaufenden vordere Kupplung des ersten Fahrzeugs und die in Bewegungsrichtung nachlaufenden hintere Kupplung des letzten Fahrzeugs jeder Zerlegeeinheit) in Löse- bzw. Pufferstellung. Es ist jedoch erforderlich, dass diese Kupplungen während des freien Laufes jeder Zerlegeeinheit aus diesem ersten Betriebs-Modus wieder zurück in eine kuppelreife Stellung überführt werden, damit ein ordnungsgemäßes Kuppeln der Zerlegeeinheiten in den Richtungsgleisen der Zugbildungsanlage möglich ist. Diese Rück-Überführung der Kupplungen in eine kuppelreife Stellung muss bis zum Erreichen der vorgesehenen Zielpunkte in den Richtungsgleisen abgeschlossen sein.
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Unter einer „kuppelreifen Stellung“ ist in diesem Kontext eine solche Stellung der Kupplung zu verstehen, bei der die Kupplung eines ersten Fahrzeugs durch mechanischen Kontakt mit einer zweiten Kupplung eines weiteren Fahrzeugs selbsttätig in eine gekuppelte Stellung übergehen kann, so dass erstes und zweites Fahrzeug hierdurch miteinander gekuppelt sind. Es versteht sich von selbst, dass hierunter nicht nur das rein mechanische Kuppeln der beiden Fahrzeuge zu verstehen ist, sondern insbesondere auch das Verbinden von elektrischen oder sonstigen Leitungen (Datenleitungen, Pneumatik etc...) zwischen den beiden Fahrzeugen.
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Aus
DE 44 41 396 C1 ist hierzu der Vorschlag bekannt, die Kupplungen von Fahrzeugen mit fahrzeugeigenen Signalleitungen zu versehen, mittels denen durchgängige Signalpfade zwischen benachbarten Fahrzeugen eines gekuppelten Fahrzeug-Verbands herstellbar sind und über die nach Ablauf einer voreinstellbaren zeitlichen Verzögerung, beginnend mit dem Schalten der jeweiligen Kupplung in die Löse-Stellung, ein Signal zur Rückstellung der jeweils vordersten und hintersten Kupplungen des Fahrzeug-Verbands in die kuppelreife Stellung übertragen wird. Dies hat sich in der Praxis jedoch als wenig zuverlässig erwiesen. Zusätzlich ist ein großer fahrzeugseitiger Verkabelungsaufwand nötig.
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Der Erfindung liegt daher die technische Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Schienenfahrzeugs mit mindestens einer steuerbaren Kupplung an einem Fahrzeugende, welche mittels Steuersignalen in eine kuppelreife Stellung überführbar ist, bereitzustellen, welches die vorgenannten Nachteile überwindet und einen kostengünstigen sowie zuverlässigen Betrieb von Rangieranlagen auch bei Nutzung durch Schienenfahrzeuge mit automatischen steuerbaren Kupplungen ermöglicht.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Steuersignale zum Überführen der mindestens einen Kupplung in eine kuppelreife Stellung mittels einer Einrichtung des Schienenfahrzeugs zum sensorischen Erfassen aktueller Beschleunigungssignale des Schienenfahrzeugs und zu deren Auswertung auf Vorliegen mindestens eines Musters von räumlichen Beschleunigungszuständen des Schienenfahrzeuges erzeugt werden.
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Die Erfindung ermöglicht ein autonomes Umschalten der Kupplungen eines Schienenfahrzeuges während dessen freien Laufs beim Passieren einer Zugbildungsanlage, sobald das Fahrzeug hierbei einen vordefinierten Beschleunigungszustand erreicht hat. Auf diese Weise kann mit einfachen Mitteln ein zuverlässiges Umstellen der Kupplungen in eine kuppelreife Stellung vor Erreichen der Zielposition im Richtungsgleis einer Zugbildungsanlage realisiert werden, ohne dass hierzu der Einbau von Signalleitungen in die Schienenfahrzeuge oder bauliche Ergänzungen im Bereich der Gleisanlage der Zugbildungsanlage erforderlich sind. Dies schließt die letzte verbleibende technologische Lücke für eine durchgängig automatisierte Zugbildung von Schienenfahrzeugen mit automatisierten Zugkupplungen. Die Leistungsfähigkeit automatisierter Zugbildungsanlage wird durch die Einführung automatisierter Zugkupplungen nicht reduziert, sondern sogar positiv beeinflusst. Zugleich ist mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens eine ungewollte Trennung zwischen den Schienenfahrzeugen ausgeschlossen, da in jedem Fall ausschließlich auf das Umstellen der Kupplung in die kuppelreife Stellung gerichtete Steuerbefehle zur Anwendung kommen.
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Unter aktuellen Beschleunigungssignalen des Schienenfahrzeugs sind im Kontext dieser Erfindung die Beschleunigungszustände des Schienenfahrzeugs während dessen freien Laufs in der Zugbildungsanlage zu verstehen.
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Die erfindungsgemäß benötigten räumlichen Beschleunigungssensoren sind kostengünstig und mit hinreichender Erfassungsgenauigkeit am Markt verfügbar. Bei neuen Fahrzeugen ist es ausreichend, solche Beschleunigungssensoren in die Steuerungseinrichtungen der automatisierten Kupplungen zu integrieren. Vorhandene Bestandsfahrzeuge können in einfacher Weise nachgerüstet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht sogar die temporäre Ausrüstung von Schienenfahrzeugen während der Dauer des Rangiervorgangs mittels am Schienenfahrzeug lösbar befestigbarer Sensorvorrichtungen, sofern die Steuerungseinrichtungen der automatisierten Kupplungen des jeweiligen Schienenfahrzeugs für Empfang und Auswertung solcher erfindungsgemäß erzeugter Steuersignale eingerichtet sind.
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In bevorzugter Weise erfolgt die Ausgabe der Steuersignale simultan an beide Kupplungen des Wagens. Somit ist keine Richtungserkennung des Wagens erforderlich. Dies ermöglicht eine erhebliche Reduzierung des technischen Aufwandes.
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Gemäß einer ersten Ausführungsvariante der erfinderischen Grundidee wird bei der Auswertung auf Vorliegen mindestens eines Musters von räumlichen Beschleunigungszuständen des Schienenfahrzeuges ein erstes sensorisch erfasstes Beschleunigungssignal auf eine Grenzwertunterschreitung in Richtung der auf das Schienenfahrzeug einwirkenden Normalkraft überwacht sowie ein zweites sensorisch erfasstes Beschleunigungssignal des Schienenfahrzeugs auf eine Grenzwertüberschreitung in Richtung der Längsachse des Schienenfahrzeugs überwacht. Dies ermöglicht die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in rangiertechnischen Anlagen für den schwerkraft-unterstützten Ablaufbetrieb. Werden die automatisierten Kupplungen der über den Ablaufberg abzudrückenden Wagen bzw. Wagengruppen beispielsweise im Einfahrgleis an den Trennstellen des Zugverbandes in die Pufferstellung gebracht, so kann die aus den vorentkuppelten Zerlegeeinheiten gebildete Wagensäule vorentkuppelt angerückt und über den Ablaufberg in Richtung der Verteilzone bzw. Richtungsgleise abgedrückt werden. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Erreichen der unmittelbar an den Ablaufberg anschließenden Gefällezone erkannt und die in Pufferstellung gebrachten Kupplungen an den Trennstellen jeder Zerlegeeinheit werden vor Erreichen der Zielposition im Richtungsgleis wieder in die kuppelbereite Stellung überführt.
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Gemäß einer hierzu alternativen zweiten Ausführungsvariante der erfinderischen Grundidee werden bei der Auswertung auf Vorliegen mindestens eines Musters von räumlichen Beschleunigungszuständen des Schienenfahrzeuges ein sensorisch erfasstes Beschleunigungssignal des Schienenfahrzeugs in Richtung der Längsachse des Schienenfahrzeugs auf eine erste Grenzwertüberschreitung während einer ersten Zeitdauer t1 sowie eine hieran zeitlich anschließende zweite Grenzwertüberschreitung während einer zweiten Zeitdauer t2 überwacht.
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Dies ermöglicht die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in rangiertechnischen Anlagen für den Abstoßbetrieb in der Ebene. Werden die automatisierten Kupplungen der abzustoßenden Wagen bzw. Wagengruppen beispielsweise im Ausziehgleis an den Trennstellen des Zugverbandes zwischen den einzelnen Abstoßvorgängen in die Pufferstellung gebracht, so können die vorentkuppelten Zerlegeeinheiten der Wagensäule sukzessive in Richtung der Verteilzone bzw. Richtungsgleise abgestoßen werden. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das für den freien Lauf nach einem solchen Abstoßen charakteristische Bewegungsmuster erkannt und die in Pufferstellung gebrachten Kupplungen an den Trennstellen jeder Zerlegeeinheit werden vor Erreichen der Zielposition im Richtungsgleis wieder in die kuppelbereite Stellung überführt.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausführungsbeispiele und dazugehöriger Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1: schematische Darstellung des Ablaufens einer Wagengruppe im schwerkraftunterstützten Ablaufbetrieb über einen Ablaufberg;
- 2: schematische Darstellung des Abstoßbetriebs einer Wagengruppe in einer ebenen Zugbildungsanlage.
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1 zeigt den Gleisplan einer typischen Ablaufanlage zum Verteilen von Güterwagen, wobei die den einzelnen Anlagenteilen der Ablaufanlage zugeordneten Neigungsverhältnisse schematisch angedeutet sind. Die Ablaufanlage umfasst ein Berggleis (1), auf dem die zur Verteilung über die Ablaufanlage vorgesehenen Wagen bzw. Wagengruppen in vorentkuppelter Weise bereitgestellt werden. Ferner umfasst die Ablaufanlage einen Ablaufberg (2) und eine Mehrzahl von Richtungsgleisen (5), in das die am Berggleis (1) bereitgestellten Wagen bzw. Wagengruppen durch Abdrücken über den Ablaufberg (2) verteilt werden sollen. Die Richtungsgleise (5) liegen auf einem tieferen Höhen-Niveau als das Berggleis (1), so dass die vom zu verteilenden Wagen bzw. Wagengruppen unter Ausnutzung der Schwerkraft in die Richtungsgleise (5) laufen können, sobald sie über den durch den Ablaufberg (2) gebildeten höchsten Anlagenteil der Ablaufanlage gedrückt worden sind. Zwischen Ablaufberg (2) und Richtungsgleisen (5) sind eine Gefällezone (3), gebildet aus einer in Ablaufrichtung unmittelbar an den Ablaufberg (2) anschließenden ersten Steilneigungszone und einer hieran in Ablaufrichtung anschließenden weniger stark geneigten zweiten Zwischenneigungszone, sowie eine im Wesentlichen ebene Verteilzone (4) mit einer Mehrzahl von die Gleisanlage in Richtung auf die Richtungsgleise (5) auffächernden Verteilweichen. Der Scheitelpunkt des Ablaufberges (2) bildet die Trennstelle aus, an der sich die durch die anschließende Gefällezone (3) unter Schwerkraft-Einfluss geratenden Wagen bzw. Wagengruppen an der vorentkuppelten Trennstelle von der restlichen Wagensäule lösen.
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Am Ende der Gefällezone (3) sowie am Beginn eines jeden Richtungsgleises (5) sind jeweils Gleisbremsen (6) vorgesehen, die durch gesteuertes Zusammenwirken dazu vorgesehen sind, jeden in Ablaufrichtung in ein Richtungsgleis (5) einlaufenden Wagen beim Passieren der seriellen Staffel von Gleisbremsen (6) derart abzubremsen, dass dieser im anschließenden freien Lauf auf dem jeweiligen Richtungsgleis (5) sein konkretes Laufziel auf diesem Richtungsgleis mit einer vordefinierten Grenzgeschwindigkeit erreicht. Hierzu verfügt die automatisierte Ablaufanlage über technische Mittel zur Ermittlung des jeweiligen Füllgrades bzw. des aktuellen Laufziels im Richtungsgleis, die aus Gründen der Übersichtlichkeit in 1 nicht dargestellt sind. Darüber hinaus sind alle Gleisanlagen mit Vorrichtungen zur sensorischen bzw. automatischen Gleisfreimeldung ausgerüstet, so dass sich in Bezug auf den Laufweg eines Ablaufs eine Mehrzahl aufeinanderfolgender bzw. aneinander anschließender Freimeldeabschnitte ergibt. Die Ablaufanlage verfügt über eine Steuereinrichtung, welche zur Verarbeitung u.a. der Ausgangssignale der Freimeldeabschnitte sowie zur Ansteuerung der Richtungsgleisbremsen und der Talbremsen eingerichtet ist.
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Die Verteilung der Wagen bzw. Wagengruppen auf die Richtungsgleise und damit deren geplanten Laufwege durch die Verteilzone sind der Steuereinrichtung durch ein übergeordnetes und im Ausführungsbeispiel nicht dargestelltes Produktionssystem bekannt (sog. „Zerlegeliste“). Die Verteilweichen in den Laufwegen der Wagen bzw. Wagengruppen werden durch die Steuereinrichtung automatisch gestellt.
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Auf der in 1 gezeigten Ablaufanlage sind drei aus jeweils zwei Wagen gebildete Wagengruppen dargestellt, die sich an jeweils für den Betrieb der Ablaufanlage unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens charakteristischen Positionen der Ablaufanlage befinden. Es handelt sich hierbei um die Darstellung derselben Wagengruppe zu drei verschiedenen Zeitpunkten.
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Zu einem ersten Zeitpunkt wird eine zum Rangieren über die Ablaufanlage vorgesehener und aus zwei Wagen (21, 22) mit jeweils steuerbaren automatischen Kupplungen gebildete Wagengruppe mittels einer Rangierlok (40) aus der Einfahrgruppe (in 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt) über das Berggleis (1) in Richtung auf den Abdrückberg (2) geschoben. Gemäß der durch das Produktionssystem für diesen Zug vorgegebenen Zerlegeliste sind die beiden Wagen (21, 22) als eine gemeinsame Wagengruppe über die Ablaufanlage zu rangieren und bilden somit eine „Zerlegeeinheit“ aus. Hierzu sind die erste Kupplung (31) an dem in Ablaufrichtung vorauslaufenden vorderen Wagenende des ersten Wagens (21) und die zweite Kupplung (32) an dem in Ablaufrichtung nachlaufenden hinteren Wagenende des zweiten Wagens (22) der Zerlegeeinheit jeweils in Löse- bzw. Pufferstellung gebracht. Die die beiden Wagen (21, 22) verbindende dritte Kupplung (33) ist hiervon nicht betroffen und verbleibt in Kupplungsstellung. Die Umstellung der ersten und zweiten Kupplungen (31, 32) in Lösestellung ist bereits in der Einfahrgruppe vorgenommen worden. In für sich genommen aus dem Stand der Technik bekannter Weise kann dies entweder mittels manuellen Entkuppelns durch eine Bedienperson, mittels geeigneter Steuerbefehle auf einen fahrzeuginternen Zugbus oder aber auch mittels infrastrukturseitiger Einwirkungsvorrichtungen, wie z.B. Entkupplungsautomaten, erfolgen.
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In einer zeitlichen späteren zweiten Phase des Rangierens über die Ablaufanlage befindet sich dieselbe Wagengruppe in der Gefällezone (3). Beide Wagen (21, 22) der Wagengruppe sind mit jeweils einer Sensorvorrichtung zur dreidimensionalen Beschleunigungsmessung ausgestattet. Diese ist entweder fest im jeweiligen Wagen eingebaut oder wird - hierzu alternativ - in einer geeigneten Aufnahmevorrichtung temporär für die Dauer des Rangiervorgangs über die Ablaufanlage am Wagen angebracht. Jede Sensorvorrichtung erfasst die auf den jeweiligen Wagen während des Rangierens über die Ablaufanlage einwirkenden Beschleunigungskräfte und wertet diese mittels einer Mustererkennung aus. Während des gesamten Rangiervorgangs werden ein erstes sensorisch erfasstes Beschleunigungssignal auf eine Grenzwertunterschreitung in Richtung der auf den Wagen einwirkenden Normalkraft sowie ein zweites sensorisch erfasstes Beschleunigungssignal auf eine Grenzwertüberschreitung in Richtung der Längsachse des Wagens überwacht. Die Überwachungsfunktionalität der Sensorvorrichtung aktiviert sich, sobald eine der beiden Kupplungen desselben Wagens in eine Lösestellung überführt wird.
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Sobald beide vorgenannten Kriterien erfüllt sind, wird ein Steuersignal an beide Kupplungen des Wagens (d.h. sowohl an die in Bewegungsrichtung vorauslaufende Kupplung als auch an die in Bewegungsrichtung nachlaufende Kupplung) zur Überführung der Kupplung in die kuppelreife Stellung ausgegeben. Sofern sich die Kupplung zum Zeitpunkt dieser Signalisierung bereits in Kupplungsstellung befindet (z.B. weil diese zuvor nicht in Lösestellung überführt worden war), bleibt die Kupplung in Kupplungsstellung und Signalisierung hat keine weitergehende Auswirkung auf den Zustand dieser Kupplung. Sofern sich die Kupplung zum Zeitpunkt dieser Signalisierung jedoch in Lösestellung befindet (z.B. weil diese an einer Trennstelle zwischen zwei Zerlegeeinheiten liegt), dann wird diese Kupplung in die kuppelreife Stellung überführt. Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel werden also die Beschleunigungen beider Wagen (21, 22) unabhängig voneinander durch deren jeweilige Sensorvorrichtungen erfasst und ausgewertet. Sobald sich die Wagen (21, 22) in der Steilneigungszone der Gefällezone (3) befinden, werden von beiden Sensorvorrichtungen die vorgenannten Grenzwertunter- bzw. -überschreitungen detektiert und Signalisierungen an die Kupplungen beider Wagen ausgegeben. Es ist dabei nicht zwingend erforderlich, dass diese Signalisierungen in beiden Wagen (21, 22) zueinander simultan bzw. zeitgleich erfolgen. Da sich die die beide Wagen gegeneinander verbindenden Kupplungen (33) ohnehin während des gesamten Rangiervorgangs über die Ablaufanlage in Kuppelstellung befinden, sind auch die an diese Kupplungen gerichteten Signalisierungen beider Wagen (21, 22) ohne praktische Auswirkung auf den Zustand dieser beiden Kupplungen. Lediglich die erste Kupplung (31) am in Ablaufrichtung vorauslaufenden vorderen Wagenende des ersten Wagens (21) und die zweite Kupplung (32) an dem in Ablaufrichtung nachlaufenden hinteren Wagenende des zweiten Wagens (22) der Wagengruppe werden - zu zueinander nicht zwingend zeitsynchronen Zeitpunkten - jeweils wieder zurück in die kuppelreife Stellung gebracht.
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Auf diese Weise ist es möglich, dass gelöste Kupplungen selbsttätig während des freien Laufs jedes Wagens über die Ablaufanlage aus diesem ersten Betriebs-Modus (Kupplung in Lösestellung) wieder zurück in eine kuppelreife Stellung überführt werden. Dies ist eine Voraussetzung für ein späteres ordnungsgemäßes Kuppeln des Wagens mit anderen im Richtungsgleis der Zugbildungsanlage vorhandenen Wagen bzw. Wagengruppen. Diese Rück-Überführung der Kupplungen in eine kuppelreife Stellung muss bis zum Erreichen der vorgesehenen Zielpunkte in den Richtungsgleisen abgeschlossen sein. Da die Signalisierung an beide Kupplungen des Wagens ausgegeben wird, ist keine Richtungserkennung des Wagens erforderlich. Dies ermöglicht eine erhebliche Reduzierung des technischen Aufwandes.
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In einer weiteren zeitlich späteren dritten Phase des Rangierens über die Ablaufanlage ist die Wagengruppe in das für sie vorgesehene Richtungsgleis (5) eingelaufen. Zu diesem Zeitpunkt hat die Wagengruppe die Gefällezone (3) vollständig durchlaufen und die erste Kupplung (31) am in Ablaufrichtung vorauslaufenden vorderen Wagenende des ersten Wagens (21) und die zweite Kupplung (32) an dem in Ablaufrichtung nachlaufenden hinteren Wagenende des zweiten Wagens (22) der Wagengruppe sind zurück in die kuppelreife Stellung gebracht. Sobald eine dieser beiden Kupplungen (31, 32) in Berührkontakt mit der auf dieselbe Weise in kuppelreife Stellung gebrachten Kupplung eines zeitlich früher oder zeitlich später in dasselbe Richtungsgleis abgelaufenen Wagens kommt, ist eine selbsttätig kuppelnde Verbindung möglich.
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2 zeigt den Gleisplan einer typischen Gleisanlage zum Verteilen von Güterwagen im sogenannten Abstoßbetrieb, dessen Anlagenteile im Wesentlichen ohne Höhenunterschiede zueinander in einer horizontalen Ebene angeordnet sind. Die Anlage umfasst ein Ausziehgleis (11), auf dem die zur Verteilung über die Gleisanlage im Abstoßbetrieb vorgesehenen Wagen bzw. Wagengruppen bereitgestellt werden. Ähnlich wie bei der in 1 gezeigten Ablaufanlage umfasst auch die Gleisanlage für den Abstoßbetrieb eine Mehrzahl von Richtungsgleisen (15), in die die auf dem Ausziehgleis (11) bereitgestellten Wagen bzw. Wagengruppen durch Abstoßen verteilt werden sollen, sowie eine im Wesentlichen ebene Verteilzone (14) mit einer Mehrzahl von die Gleisanlage in Richtung auf die Richtungsgleise (15) auffächernden Verteilweichen. Im Abstoßbetrieb befindet sich die Trennstelle, an der sich die durch motorisches Anschieben beschleunigten Wagen bzw. Wagengruppen von der restlichen Wagensäule lösen, kurz vor der in Abstoßrichtung ersten Verteilweiche der Verteilzone (14) und wird in der Regel unmittelbar vor dem Abstoßvorgang in einer für den Rangierer bzw. den Bediener der Rangierlok erkennbaren Weise gesetzt. Auch beim Abstoßbetrieb ist vorgesehen, dass die Wagen bzw. Wagengruppen in einem an den Abstoß-Vorgang anschließenden freien Lauf ihr Laufziel auf dem jeweiligen Richtungsgleis mit einer vordefinierten Grenzgeschwindigkeit erreichen. Die Verteilweichen in den Laufwegen der Wagen bzw. Wagengruppen werden vor jedem Abstoßvorgang gestellt.
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Auf der in 2 gezeigten Gleisanlage sind zwei aus jeweils zwei Wagen gebildete Wagengruppen dargestellt, die sich an jeweils für den Betrieb der Anlage unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens charakteristischen Positionen der Gleisanlage befinden. Es handelt sich hierbei um die Darstellung derselben Wagengruppe zu zwei verschiedenen Zeitpunkten.
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Zu einem ersten Zeitpunkt wird eine zum Rangieren über die Gleisanlage vorgesehene und aus zwei Wagen (21, 22) mit jeweils steuerbaren automatischen Kupplungen gebildete Wagengruppe mittels einer Rangierlok (40) auf einem Ausziehgleis (11) bereit gestellt. Gemäß der durch das Produktionssystem für diesen Zug vorgegebenen Zerlegeliste sind die beiden Wagen (21, 22) als eine gemeinsame Wagengruppe über die Gleisanlage zu rangieren und bilden somit eine „Zerlegeeinheit“ aus. Hierzu sind die erste Kupplung (31) an dem in Abstoßrichtung vorauslaufenden vorderen Wagenende des ersten Wagens (21) und die zweite Kupplung (32) an dem in Abstoßrichtung nachlaufenden hinteren Wagenende des zweiten Wagens (22) der Zerlegeeinheit jeweils in Löse- bzw. Pufferstellung gebracht. Die die beiden Wagen (21, 22) verbindende dritte Kupplung (33) ist hiervon nicht betroffen und verbleibt in Kupplungsstellung. Die Umstellung der ersten und zweiten Kupplungen (31, 32) in Lösestellung ist bereits auf dem Ausziehgleis (11) unmittelbar vor dem dargestellten Abstoßvorgang vorgenommen worden. In für sich genommen aus dem Stand der Technik bekannter Weise kann dies mittels manueller Bedienhandlungen durch Betriebspersonal, mittels geeigneter Steuerbefehle auf einen fahrzeuginternen Zugbus oder aber auch mittels infrastrukturseitiger Einwirkungsvorrichtungen, wie z.B. Entkupplungsautomaten, erfolgen.
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In einer zeitlichen späteren zweiten Phase des Rangierens über die Gleisanlage befindet sich dieselbe Wagengruppe in freiem Lauf in Richtung auf die Verteilzone (14). Beide Wagen (21, 22) der Wagengruppe sind mit jeweils einer Sensorvorrichtung zur dreidimensionalen Beschleunigungsmessung ausgestattet. Diese ist entweder fest im jeweiligen Wagen eingebaut oder wird - hierzu alternativ - in einer geeigneten Aufnahmevorrichtung temporär für die Dauer des Rangiervorgangs über die Rangieranlage am Wagen angebracht. Jede Sensorvorrichtung erfasst die auf den jeweiligen Wagen während des Rangierens über die Gleisanlage einwirkenden Beschleunigungskräfte und wertet diese mittels einer Mustererkennung aus. Während des gesamten Rangiervorgangs werden ein erstes sensorisch erfasstes Beschleunigungssignal in Richtung der Längsachse des Wagens auf eine erste Grenzwertüberschreitung während einer ersten Zeitdauer t1 (dies entspricht der Beschleunigung durch die Lok in der zeitlichen Phase vor dem eigentlichen Abstoßen) sowie eine hieran zeitlich anschließende zweite Grenzwertüberschreitung während einer zweiten Zeitdauer t2 (dies entspricht dem Verlangsamen des Wagens bzw. der Wagengruppe aufgrund der Widerstände bei dessen freien Lauf) überwacht. Die Überwachungsfunktionalität der Sensorvorrichtung aktiviert sich, sobald eine der beiden Kupplungen desselben Wagens in eine Lösestellung überführt wird.
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Sobald beide vorgenannten Kriterien erfüllt sind, wird ein Steuersignal an beide Kupplungen des Wagens (d.h. sowohl an die in Bewegungsrichtung vorauslaufende Kupplung als auch an die in Bewegungsrichtung nachlaufende Kupplung) zur Überführung der Kupplung in die kuppelreife Stellung ausgegeben. Sofern sich die Kupplung zum Zeitpunkt dieser Signalisierung bereits in Kupplungsstellung befindet (z.B. weil diese zuvor nicht in Lösestellung überführt worden war), bleibt die Kupplung in Kupplungsstellung und Signalisierung hat keine weitergehende Auswirkung auf den Zustand dieser Kupplung. Sofern sich die Kupplung zum Zeitpunkt dieser Signalisierung jedoch in Lösestellung befindet (z.B. weil diese an einer Trennstelle zwischen zwei Zerlegeeinheiten liegt), dann wird diese Kupplung in die kuppelreife Stellung überführt. Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel werden also die Beschleunigungen beider Wagen (21, 22) unabhängig voneinander durch deren jeweilige Sensorvorrichtungen erfasst und ausgewertet. Sobald die Kupplungen der beiden Wagen (21, 22) getrennt sind, werden von beiden Sensorvorrichtungen die vorgenannten Grenzwertüberschreitungen detektiert und Signalisierungen an die Kupplungen beider Wagen ausgegeben. Es ist dabei nicht zwingend erforderlich, dass diese Signalisierungen in beiden Wagen (21, 22) zueinander simultan bzw. zeitgleich erfolgen. Da sich die die beide Wagen gegeneinander verbindenden Kupplungen (33) ohnehin während des gesamten Rangiervorgangs über die Ablaufanlage in Kuppelstellung befinden, sind auch die an diese Kupplungen gerichteten Signalisierungen beider Wagen (21, 22) ohne praktische Auswirkung auf den Zustand dieser beiden Kupplungen. Lediglich die erste Kupplung (31) am in Ablaufrichtung vorauslaufenden vorderen Wagenende des ersten Wagens (21) und die zweite Kupplung (32) an dem in Ablaufrichtung nachlaufenden hinteren Wagenende des zweiten Wagens (22) der Wagengruppe werden - zu zueinander nicht zwingend zeitsynchronen Zeitpunkten - jeweils wieder zurück in die kuppelreife Stellung gebracht.
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Auf diese Weise ist es möglich, dass gelöste Kupplungen selbsttätig während des freien Laufs jedes Wagens über die Gleisanlage aus diesem ersten Betriebs-Modus (Kupplung in Lösestellung) wieder zurück in eine kuppelreife Stellung überführt werden. Dies ist eine Voraussetzung für ein späteres ordnungsgemäßes Kuppeln des Wagens mit anderen im Richtungsgleis der Zugbildungsanlage vorhandenen Wagen bzw. Wagengruppen. Diese Rück-Überführung der Kupplungen in eine kuppelreife Stellung muss bis zum Erreichen der vorgesehenen Zielpunkte in den Richtungsgleisen abgeschlossen sein. Da die Signalisierung an beide Kupplungen des Wagens ausgegeben wird, ist keine Richtungserkennung des Wagens erforderlich. Dies ermöglicht eine erhebliche Reduzierung des technischen Aufwandes.
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Spätestens kurz vor Erreichen der Zielposition im Richtungsgleis (15) sind die erste Kupplung (31) am in Laufrichtung vorauslaufenden vorderen Wagenende des ersten Wagens (21) und die zweite Kupplung (32) an dem in Laufrichtung nachlaufenden hinteren Wagenende des zweiten Wagens (22) der Wagengruppe wieder in die kuppelreife Stellung gebracht. Sobald eine dieser beiden Kupplungen (31, 32) in Berührkontakt mit der auf dieselbe Weise in kuppelreife Stellung gebrachten Kupplung eines zeitlich früher oder zeitlich später in dasselbe Richtungsgleis abgelaufenen Wagens kommt, ist eine selbsttätig kuppelnde Verbindung möglich.
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Bezugszeichenliste:
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- 1
- Berggleis
- 2
- Ablaufberg
- 3
- Gefällezone
- 4
- Verteilzone
- 5
- Richtungsgleis
- 6
- Gleisbremse
- 11
- Ausziehgleis
- 14
- Verteilzone
- 15
- Richtungsgleis
- 21, 22
- Wagen einer Wagengruppe
- 31
- erste Kupplung (in Ablaufrichtung der Wagengruppe vorauslaufend)
- 32
- zweite Kupplung (in Ablaufrichtung der Wagengruppe nachlaufend)
- 33
- dritte Kupplung (beide Wagen der Wagengruppe verbindend)
- 40
- Rangierlok
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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