-
-
Einrichtung zum automatischen Kuppeln und Trennen von Zügen
-
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung nach dem Oberbegriffes Patentanspruchs
1.
-
Bei Bahnen mit Wanderfeldantrieb durch Synchronlinearmotoren soll
eine schnelle Kapazitätsanpassung ohne personellen Mehraufwand möglich sein. Dazu
gehört auch ein automatischer Kuppel- und Trennvorgang zwischen Triebfahrzeugen
zu größeren oder kleineren Zugverbänden. Automatische Kuppel- bzw. Trennvorrichtungen
sind bereits bekannt.
-
Die Aufgabe besteht daher darin, eine Einrichtung zum automatischen
Kuppeln oder Trennen von Zügen aus spurgebundenen Triebwagen zu schaffen, die für
Bahnen mit Wanderfeldantrieb durch Synchronlinearmotoren geeignet sind.
-
Die'Aufgabe wird nach der Erfindung durch die in den Patentansprüchen
angegebenen Maßnahmen gelöst.
-
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert.
-
Eine Tasse für eine Bahn mit Wanderfeldantrieb durch Synchronlinearmotoren
besteht aus Langstatorabschnitten 1, 2, 3, 4. Die Abschnittsgrenze zwischen den
Langstatorabschnitten 2 und 3 soll einen Euppel- bzw. Trennpunkt 5 bilden.
-
Zum Kuppeln bzw. Trennen werden dann die Langstatorabschnitte 2 und
3 benutzt. Diese Abschnitte können innerhalb der Haupttrasse liegen, sie können
jedoch auch eine besondere Nebenspur bilden, die über nicht dargestellte Weichen
in die Hauptspur beidseitig einmündet. Am Euppel- bzw. Grennpunkt 5 ist dann die
nicht dargestellte Euppel- bzw. Trnnvorrichtung vorgesehen.
-
An den zum Kuppeln bzw. -Trennen vorgesehenen Abschnitten 2, 3 sind
Zugerfassungssonden 6, 7, 8, 9 angeordnet. Die se Sonden sind mit einer Steuereinheit
lo verbunden, die über Relais 11, 12 auf Auswahlschalter 13 und Strombelagschalter
14 wirkt.-Damit können wahlweise die Antriebe für die Langstatorabschnitte 2 oder
3 wirksam geschaltet werden. Je nach Bedarf können so die Umrichter 16, 17 entweder
an einen Iiangstatorabschnitt oder an beide gelegt werden. Sie werden von einer
Zugsteuerung 18 über Motorsteuerungen 19, 20 beaufschlagt. Die Zugsteuerung 18 gibt
nach Verarbeitung des Feinweges SF den Motorsteuerungen die Sollgeschwindigkeit
v vor.
-
Die Stoßstelle der beiden Langstatorabschnitte 2, 3 sollte möglichst
dicht bei dem Punkt 5, an dem die Kopplung oder Entkopplung der beteiligten Kupplungsteile
durchgeführt wird, liegen.
-
Zur Erfassung der Ein- und Ausfahrt von Zügen in die Kuppel- bzw.
Trennanlage sind die Außensonden 6 und 9 vorgesehen. Die Vberfahrt über den Euppel-
bzw. Trennpunkt 5 wird durch die Innensonden 7 und 8 registriert. Die Sondensignale
werden von der Steuereinheit 'lo ausgewertet und in Aktionen umgesetzt. Für die
Realisierung der unten beschriebenen Funktionen ist ein sog. passives Sondensystem,
bei dem die Zugerfassung durch den Bedämpfungseffekt der Fahrzeugmasse bewirkt wird,
vorgesehen, doch kann auch ein System mit aktiven Sonden auf dem Fahrzeug verwendet
werden. Die Abschnittsauswahlschalter 14 für die Zuordnung der Umrichter 16,'17
zu den jeweiligen Langstatorabschnitten sind derart zu verriegeln, daß a) die gleichzeitige
Schaltung eines Umrichters auf die Abschnitte 2 und 3 und b) die Schaltung der beiden
am Euppel-oder Trennvorgang beteiligten Umrichter 16, 17 gemeinsam auf einen Langstatorabschnitt
2 oder 3 ausgeschlossen sind.
-
Die beiden, zu einem Zugverband zu kuppelnden Teile, z. B.
-
Triebwagen 21, 22, können hintereinander vom Langstatorabschnitt 1
oder aber gegeneinander gleichzeitig oder mit zeitlicher Verzögerung von den Langstatorabschnitten
1 und 4 in die Rupplungsanlage einfahren. Bei tberfahrt der Außensonden 6, 9 wird
der dem åeweiligen Fahrzeug zugehörige Umrichter durch die Steuereinheit 1o dem
gerade belegten Langstatorabschnitt zugeschaltet. Die Sondensignale werden zusätzlich
zur Normierung der Feinwegzähler in den betroffenen Motorsteuerungen 19, 20 benutzt.
-
Die beiden Triebwagen 21, 22 müssen sich vor dem Kuppelvorgang unabhängig
voneinander bewegen lassen, d. h., daß sie nicht gleichzeitig einen der beiden Langstatorabschnitte
2, 3 der Kupplungsanlage belegen dürfen. Werden die Griebwagen z. B. aus einer Richtung
in die Kuppelanlage gefahren, darf das nachfolgende Fahrzeug erst dann einfahren,
wenn der vorausfahrende Triebwagen den Kuppelpunkt 5 überfahrenhat und der zugehörige
Umrichter auf den dahinterliegenden Langstatorabschnitt geschaltet wurde.
-
Bei gegenläufiger Einfahrt werden beide Triebwagen durch die Sollgeschwindigkeitsvorgabe
der Zugsteuerung 18 über die Motorsteuerungen 19, 20 jeweils mit ihrer Spitze im
Kuppelpunkt 5 positioniert. Um trotz der Positionierungstoleranz /#/ eine Berührung
der Triebwagen zu gewährleisten, wird der Bremszielpunkt jeweils in Fahrtrichtung
um verschoben. Im v (s) 'Diagramm'ergibt sich dadurch eine Vberlappung der für die
Griebwagenbewegung zugrundeliegenden Bremskennlinien.
-
In einem günstigen Fall können aufgrund der Positionierungsgenauigkeit
die tatsächlichen Bremszielpunkte 4 gegeneinander verschoben sein. Unter der Voraussetzung
konstanter Verzögerung b ergibt sich dann die Auf fahrgeschwindigkeit
Bezogen auf den Einfahrpunkt (Sonde 6 bzw. 9) ist die Position
eines Triebwagens mit dessen Spitze bzw. Heck im Kuppelpunkt: SKi. = Ki - ci +|#|-
+/E/-#ts . VK - Fahrzeugspitze in K SKi = Ki - ci + 1F - /#/ - #ts . VK - Bahrzeugheck
in E darin sind: K. = Abstand der Außensonde S 6, 9 vom Koppelpunkt 5 Ci = Bezugspunkt
auf Zug bei Sondenerfassung 1F = Triebwagenlänge VK = Geschwindigkeit bei Einfahrt
#ts = Näherungswert für Signallaufzeit i = Index (6, 9).
-
Nach erfolgtem Kuppelvorgang werden von der Zugsteuerung 18 Ausfahrtrichtung
und Sollgeschwindigkeit parallel an beide noch im Eingriff befindliche Motorsteuerungen
19, 20 übergeben. Der als Ergebnis des automatischen Kuppelns entstandene Zugverband
21 und 22 setzt sich in die vorgegebene Richtung in Bewegung. Der Triebwagen, der
dabei den Kuppelpunkt 5 überfahren muß,kommt dabei zwangsläufig in den Einflußbereich
des anderen Umrichters, dessen Traktionsanteil umso größer wird, je weiter dieser
Triebwagen in den zugehörigen Langstatorabschnitt hineinragt. Der Anteil des eigenen
Umrichters an der Traktion wird dagegen immer geringer. Nach Überfshrt der zweiten
in Fahrtrichtung liegenden Innensonde 7, 8 wird der überzählige Umrichter incl.
Motorsteuerung abgekoppelt. Sollen weitere Fahrzeuge angekoppelt werden, wird nach
Uberfahren der
zweiten Innensonde die Fahrtrichtung umgekehrt und
das Heck des inzwischen entstandenen Seilzuges im Kuppelpunkt 5 positioniert.
-
Zum automatischen Trennen fahrt der zu trennende Zugverband z. B.
vom Langstatorabschnitt 1 her in die Trennanlage. Bei Überfahrt der Sonde 6 wird
der dem Zug zugehörige Umrichter 16 auf den Langstatorabschnitt 2 geschaltet. Wie
beim Kuppeln erfolgt auch beim Trennen eine Normierung des Feinwegzählers der mit
dem Umrichter gekoppelten Motorsteuerung. Durch die Zugsteuerung 18 wird der Zug
über die Motorsteuerungen so positioniert, daß die zu trennende Kupplung genau im
Brennpunkt 5 der Trennanlage positioniert wird. Der Einweg dafür ist: STi = Ki +
d - #ts . VK davon sind Abstand der Sonde S6, 9 von T c. = Bezugspunkt auf Zug bei
Sondenerf.
-
d = Abstand der Trennstelle v. d. Zugspitze sts = Näherungswert für
Signallaufzeit vK = Geschwindigkeit bei Einfahrt in die Trennanlage i = Index (6,
9).
-
Um die Positionierung durchführen zu können, fahren die zwischen der
Zugspitze und der Trennstelle in dem Zug befindlichen Triebwagen 21, 22 in den Nachbarsabschnitt
3 ein.
-
Bei überfährt der Zugspitze über die Innensonde 8 wird ein bereitstehender
Umrichter 17 auf den bisher stromlosen Langstatorabschnitt 3 geschaltet, wodurch
dem vorderen seilzug
ein eigener Antrieb zugeteilt wird. Nach Trennung
der mechanischen Kupplung sind die beiden Zugteile, die jeweils mit einem eigenen
Antrieb versehen sind, als getrennte Züge steuerbar.
-
Die Sondensignale durch die Steuereinheit 10 werden wie in der folgenden
Aufstellung angegeben verarbeitet.
-
Es bedeuten: S - Zuganwesenheitsmeldung (Zuganfang) - - Zugabwesenheitsmeldung
(Zugende) 5n - 5m - zeitliche Reihenfolge S hinter Sn LSA - Langstatorabschnitt
Signal -Ereignis Aktion Zugeinfahrt in LSA 2 Umrichter auf LSA 2 von LSA 1 schalten
5 Zugeinfahrt in LSA 3 Umrichter auf LSA 3 von LSA 4 schalten Zugeinfahrt in LSA
3 Umrichter auf LSA 3 von LSA 2 *) schalten S Zugeinfahrt in LSA 2 Umrichter auf
LSA 2 von LSA 3 *) schalten S7 - S8 Zugausfahrt aus LSA 2 S7 - S8 Zugausfahrt aus
LSA 2 Umrichter auf LSA 2 nach LSA 3 abschalten S8 - S7 Zugausfahrt aus LSA 3 Umrichter
auf LSA 3 nach LSA 2 abschalten S6 - S6 im Zustand belegt, Umrichter auf LSA 2 Zugausfahrt
aus LSA 2 abschalten S9 - S9 r im Zustand belegt, Umrichter auf LSA 3 9 9 Zugausfahrt
aus LSA 3 abschalten *) für den Fall, daß der LSA bereits belegt ist, wird das Signal
nicht ausgewertet.
-
Beim zeitlichen Nacheinander der Sondensignale 7 und 7 sollte eine
Zeitbedingung beachtet werden, um die Ausfahrt eines gekuppelten Zugverbandes von
der zweier getrennter Triebwagen unterscheiden zu können. Das Kommando für die gegenläufige
Ausfahrt getrennter Zugteile sollte daher zeitlich versetzt von der Zugsteuerung
18 gegeben werden.
-
Dazu ist erforderlich, daß der Steuereinheit 1o die Signale 11Zugabwesenheitsmeldung"
nur dann auswertet, wenn diese innerhalb einer systemabhängig festzulegenden Zeitspanne
at, die z. B. 5 Sekunden betragen könnte, eintreffen. Bei gleichläufiger Ausfahrt
darf der bezogen auf die Fahrtrichtung hintere Triebwagen ohnehin erst anfahren,
wenn der vordere Triebwagen seinen zugehörigen Langstatorabschnitt verlassen, d.
h. die Außensonde überfahren hat.
-
Der Vorteil derErfindung besteht in dem geringen apparativen Zusatz
für den Antrieb und der sicheren Durchführung des Suppel- oder Grennvorganges.
-
Leerseite