Beschreibung
Verfahren und Anordnung zum Positionieren von Förderwagen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Positionieren von Förderwagen für das Fördern, Verschieben, auf Position bringen und Halten von Eisenbahnwaggons.
Auf Rangieranlagen des Eisenbahnwesens werden insbesondere für das Zusammenschieben von Eisenbahnwaggons in den Richtungsgleisen Förderanla- gen 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.
Die Förderanlagen weisen nach dem Stand der Technik zu diesem Zweck Förderwagen auf, die sich einzeln in jedem Richtungsgleis oder abschnittswei- se 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.
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.
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. 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 Ü- berholungen 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 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.
In der Praxis wird daher meist in einfacher Weise so verfahren, den Förder- wagen auf stehende Waggons bzw. auf stehende Waggongruppen ungebremst auflaufen zu lassen und diesen nach erfolgtem Auflaufstoß die Fördergeschwindigkeit des Förderwagens unmittelbar aufzuprägen.
Mit dem Ziel, die Voraussetzungen für ein genaues Positionieren der Förderwagen zu verbessern, wurde in der DE 198 55 930 eine Waggonförderein- richtung 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.
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.
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 verschlei ßop- timierte 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.
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 umge- kehrten 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.
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 Einrich- tungen 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.
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 Brems- richtung nur dann ausgeschwenkt werden wenn eine optimale Förderposition erreicht ist.
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.
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.
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 Radsatz- sensoren 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.
In den Bewegungen des Förderwagens können auch entlang des Richtungsgleises befindliche Waggons bewusst ausgelassen werden. Ein solches Vorge- hen kann beispielsweise dann sehr sinnvoll sein, wenn Förder- oder Beidrück- hübe 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.
Alle Bewegungsvorgänge des Förderwagens werden von dem Asynchron- Drehstrommotor angetrieben und über den Frequenzumrichter gesteuert.
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 hin- wegrollt.
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.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen dabei
Fig. 1 einen schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen Förderwagens, Fig. 2 einen an einem Radsatz eines zu fördernden Waggons positionierten
Förderwagen und Fig. 3 einen schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Förderanlage.
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 För- derwagen 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.
Genau mittig zwischen den paarweise symmetrisch zueinander angeordneten Förderarmen 5 befinden sich zwei Radsatzsensoren 9 nach induktivem Wirk- prinzip. 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.
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.
Aus der Fig. 3 ist ersichtlich, dass das Antriebsseil 4 als endlos umlaufendes Seil ausgeführt ist. Es wird über ein Antriebsaggregat 10 bewegt und ver- läuft über eine hydraulische Seilspannvorrichtung 11. Eine Führung des Antriebsseils erfolgt innerhalb der Fahrschienen 3.
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. 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 zurückbe- wegt, 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