EP2848492B1 - Track-bound carriages - Google Patents

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Publication number
EP2848492B1
EP2848492B1 EP14183207.1A EP14183207A EP2848492B1 EP 2848492 B1 EP2848492 B1 EP 2848492B1 EP 14183207 A EP14183207 A EP 14183207A EP 2848492 B1 EP2848492 B1 EP 2848492B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drive
inverter
drive shaft
frequency converter
motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP14183207.1A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP2848492A1 (en
Inventor
Manfred Laskowski
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pintsch Tiefenbach GmbH
Original Assignee
Pintsch Tiefenbach GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pintsch Tiefenbach GmbH filed Critical Pintsch Tiefenbach GmbH
Priority to PL14183207T priority Critical patent/PL2848492T3/en
Publication of EP2848492A1 publication Critical patent/EP2848492A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP2848492B1 publication Critical patent/EP2848492B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61J—SHIFTING OR SHUNTING OF RAIL VEHICLES
    • B61J3/00—Shunting or short-distance haulage devices; Similar devices for hauling trains on steep gradients or as starting aids; Car propelling devices therefor
    • B61J3/04—Car shunting or haulage devices with cable traction or endless-chain driving means
    • B61J3/06—Car shunting or haulage devices with cable traction or endless-chain driving means with vehicle-engaging truck or carriage

Definitions

  • the present invention relates to a device for rail-mounted conveying vehicles without self-propulsion or without the aid of a self-propulsion, with an electromotive drive element which is controllable by signals of a frequency or inverter, with a drive shaft, and with a drive pulley, which for conveying the vehicle required driving force transfers to a hoisting rope.
  • vehicles should be understood in particular rail vehicles or wagons on distribution or loading tracks (so-called “track harps”) or on rails that lead through washes, paint shops, loading and unloading or maintenance halls for such rail vehicles.
  • EP 0 413 337 A1 is an electric motor direct drive for vehicle wheels, in particular for rail vehicle wheels disclosed, which is characterized in that axially next to the driven wheel, an electronically commutated electric motor is arranged, whose rotor is connected to the torque to be driven to the wheel to be driven.
  • the axis of rotation of the rotor and the wheel to be driven at least substantially aligned with each other, so that the stator of the electric motor on the side facing away from the driven wheel is rotatably held on the vehicle.
  • This type of direct drive is primarily used on high-speed rail vehicles in the range from 200 km / h, where a large acceleration acceleration is not a priority. Accordingly, these direct drives are permanently installed in or on the rail vehicle. For cost reasons, it makes no sense to equip vehicles without their own power, such as freight cars, with such a drive.
  • EP 0 582 563 A1 is also a rail vehicle direct drive for a vehicle wheel, in particular for a wheel of a rail vehicle, preferably known in low-floor cars.
  • This is a gearless AC motor directly connected to the wheel.
  • the AC motor is an external rotor three-phase motor, which is mounted directly on the drive shaft of the rail vehicle and this drives.
  • a similar device shows the document DE 102 23 561 A1 , which shows a method and an arrangement for swinging out and in of conveyor arms on a trolley moving by means of a conveyor cable.
  • the invention was in contrast to the present invention, the object of the invention to provide a method and an arrangement, the swinging out of the conveyor arms as well as their pivoting without additional means for energy or power transmission solely by the presence of the hoisting rope at any position of the trolley in the track enable.
  • the drive of the trolley on the hoisting rope via a three-phase asynchronous motor with intermediate gearbox, wherein the three-phase asynchronous motor is controlled by a frequency converter.
  • a parking brake is arranged between the transmission and the three-phase asynchronous motor.
  • the setting of differently dimensioned ramp functions for accelerating and decelerating the trolley in the load-free state is thus to be generated.
  • the pulse generator is connected directly to the frequency or inverter.
  • the pulse generator can send signals, in particular with respect to the speed, directly to the frequency or inverter.
  • the device has a measuring element which receives a signal corresponding to the rotational speed of the drive shaft from the pulse generator. From this signal, in particular that of the thus measured information about the rotational speed of the drive shaft and the associated trolley, can thus permanently and advantageously infer back to the position of the trolley in the system.
  • control and control unit is also able to specify freely and continuously selectable flow and return speeds of the transport system. This allows catapult effect-free acceleration and transport of individual wagons and train units.
  • the frequency or inverter outputs a control signal for speed and torque control to the electric motor drive element.
  • the frequency or inverter can be generated from the available AC voltage, preferably three-phase AC voltage, variable in frequency and amplitude AC voltages for driving the electric motor drive element.
  • a generator mode is also conceivable, which makes it possible to selectively decelerate vehicles in motion, for example, to or at an expiry hill.
  • a closed control loop is implemented in the following, which allows all the known advantages of a control loop such as robustness and reduction of disturbance variables.
  • advantageous variants are to form it as an optical, inductive, acoustic or other sensor, and in particular by a Hall sensor.
  • Hall sensors offer the advantage that they are very insensitive to dirt and water, as far as they contain non-ferromagnetic components.
  • several sensors in particular several Hall sensors, can be used.
  • a tachogenerator or incremental encoder can be used as a measuring element, which offer the advantage that you can cover a high pulse frequency. This may be relevant if high precision measurement is needed at low speeds.
  • control and control unit or the frequency or inverter contains at least one PID controller.
  • PID controller in particular has the advantage that a fast response and exact compensation to desired target states with regard to transmitted speed and / or torque can be achieved.
  • the electromotive drive element can be designed in various ways, which essentially depends on the vehicle type and the desired load influencing.
  • an electronically commutated motor is preferably used as the electromotive drive element, which may be designed in particular as a three-phase motor, a synchronous motor, an asynchronous motor, a reluctance motor or else as a DC motor.
  • the device has a parking brake.
  • the parking brake is designed to prevent the drive shaft from rotating, or to prevent rotation.
  • the parking brake is preferably arranged along the drive shaft and / or connected directly to it.
  • the parking brake can be controlled via the control and control unit.
  • external forces can be, for example, wind forces.
  • the parking brake prevents the rotation of the drive shaft, the drive pulley and the hoist rope. As a result, the parking brake holds the trolley in its stop position.
  • the parking brake can also serve to protect the device from external forces or overloads due to undesired external forces, for example impinging misadventure in shunting installations.
  • the single figure shows a schematic component representation of an exemplary embodiment of a device according to the invention for the rail-bound delivery of vehicles, wherein only the elements essential for the immediate understanding of the invention are shown.
  • a pulse generator (12) which in this example is assigned to the B-side (22) but can also be mounted on the drive shaft (6) or directly on the electromotive drive element (2), detects the speed and transmits it as one type Speed feedback (18) to a measuring element (14).
  • the measuring element (14) is connected to a regulation and control unit (16), and suitable for controlling a frequency or inverter (4). It is also conceivable that the pulse generator (12) is connected directly to the frequency or inverter (4).
  • About the drive sheave required for conveying the vehicle driving force is transmitted to a hoisting rope (10).
  • a hoisting rope (10) By means not shown in the drawing wheel sensors running vehicles such as wagons are detected, for example, in train formation systems. If necessary, the launch of a trolley is triggered.
  • the parking brake (28) is arranged on the drive shaft (6) between the electric motor drive element (2) and the pulse generator (12).
  • the parking brake (28) is suitable to protect the device from external loads, in particular overloads. It serves in particular to keep the trolley in a desired holding position.
  • the control and regulation unit (16) can be relieved by the parking brake (28).
  • the parking brake (28) serves to brake the rotation of the drive shaft (6), in particular to prevent.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum schienengebunden Fördern von Fahrzeugen ohne Eigenantrieb oder ohne Zuhilfenahme eines Eigenantriebs, mit einem elektromotorischen Antriebselement, das durch Signale eines Frequenz- oder Wechselrichters steuerbar ist, mit einer Antriebswelle, und mit einer Antriebsseilscheibe, welche die zum Fördern des Fahrzeugs erforderliche Antriebskraft auf ein Förderseil überträgt.The present invention relates to a device for rail-mounted conveying vehicles without self-propulsion or without the aid of a self-propulsion, with an electromotive drive element which is controllable by signals of a frequency or inverter, with a drive shaft, and with a drive pulley, which for conveying the vehicle required driving force transfers to a hoisting rope.

Unter dem Begriff "Fahrzeuge" sollen insbesondere Schienenfahrzeuge oder Waggons auf Verteil- oder Verladegleisen (sogenannte "Gleisharfen") oder auf Schienen, welche durch Waschstraßen, Lackierhallen, Be- und Entladestellen oder Wartungshallen für solche Schienenfahrzeuge führen, verstanden werden.The term "vehicles" should be understood in particular rail vehicles or wagons on distribution or loading tracks (so-called "track harps") or on rails that lead through washes, paint shops, loading and unloading or maintenance halls for such rail vehicles.

Stand der TechnikState of the art

Vorrichtungen der eingangs genannten Art sind unter dem Begriff "Förderwagen" insbesondere, aber nicht ausschließlich als Bestandteil von Rangiersystemen für Eisenbahnwaggons bekannt. Diese werden beispielsweise für das Zusammenstellen von Güterwaggons zu kompletten, kuppelreifen Zugverbänden eingesetzt. Sie haben die Aufgabe, die Waggons auf einem bestimmten Streckenabschnitt von Zugbildungsanlagen ohne fahrzeug-eigenen Antrieb und ohne Einsatz einer Rangierlok zu bewegen. Dabei werden meist mehrere Förderwagen auf einem oder mehreren Richtungsgleisen einer Gleisharfe einzeln oder abschnittsweise gestaffelt eingesetzt und jeweils durch Seilzugmittel angetrieben. Diese Seilzugmittel weisen im Allgemeinen ein umlaufendes Förderseil auf, in welches der Förderwagen eingebunden ist, und welches mittels der Antriebsseilscheibe reibschlüssig über das elektromotorische Antriebselement angetrieben wird.Devices of the type mentioned are known by the term "tram" in particular, but not exclusively as part of Rangiersystemen for railway cars. These are used, for example, for the assembly of freight cars to complete, dome-shaped train assemblies. They have the task to move the wagons on a certain stretch of train formation without vehicle-own drive and without the use of a shunting locomotive. In this case, several trolleys are usually used staggered on one or more directional tracks of a track harp, individually or in sections, and in each case driven by cable traction means. These cable means generally have a revolving conveyor rope, in which the tram is integrated, and which is frictionally driven by the drive pulley via the electric motor drive element.

Um im Anwendungsbeispiel der Rangiersysteme für Eisenbahnwaggons zu bleiben, ist der Förderwagen zur Mitnahme der zu fördernden Waggons mit Förderarmen ausgestattet, an deren Enden sich Schubrollen befinden, die zum Bewegen des Waggons mit mindestens einem Spurkranz eines Waggonrades in Schubeingriff gebracht werden. Dabei sind die Förderarme zumeist aus- und einfahrbar ausgebildet. Zum Bewegen eines zu verfahrenden Waggons werden die Förderarme in einer ausgeschwenkten Stellung arretiert, die sie in Transportrichtung in Eingriff mit einem Radsatz bringt.In order to remain in the application example of the Rangiersysteme for railway wagons, the tram is equipped for carrying the wagons to be conveyed with delivery arms at the ends of which are push rollers, which are brought to move the wagon with at least one flange of a wagon wheel in thrust engagement. In this case, the conveying arms are usually designed to be retractable and retractable. To move a wagon to be moved, the conveyor arms are locked in a swung-out position, which brings them in the transport direction into engagement with a wheelset.

Aus der Druckschrift DE 10 2004 060 671 A1 ist eine Vorrichtung zur Steuerung von Fördereinrichtungen für Wagen innerhalb einer Rangieranlage bekannt. Dabei sind Seilenden des Förderseiles vorn und hinten an dem im Gleis laufende Förderwagen angeschlagen. Das Förderseil wird über ortsfeste Umlenkrollen geführt und umschlingt eine Treibscheibe, welche über ein Getriebe und eine elastische Kupplung von einen Drehstromasynchronmotor angetrieben wird.From the publication DE 10 2004 060 671 A1 a device for controlling conveyors for cars within a shunting system is known. This rope ends of the hoisting rope are struck front and rear of the running in the track tram. The hoisting rope is guided over stationary deflection rollers and wraps around a traction sheave, which is driven by a gearbox and a flexible coupling of a three-phase asynchronous motor.

Aus der Druckschrift EP 0 413 337 A1 ist ein elektromotorischer Direktantrieb für Fahrzeugräder, insbesondere für Schienenfahrzeugräder offenbart, der dadurch gekennzeichnet ist, dass axial neben dem anzutreibenden Rad ein elektronisch kommutierter Elektromotor angeordnet ist, dessen Rotor zur Drehmomentübertragung an das anzutreibende Rad angeschlossen ist. Dabei fluchten die Rotationsachse des Rotors und die des anzutreibenden Rads mindestens im Wesentlichen miteinander, so dass der Stator des Elektromotors an der dem anzutreibenden Rad abgewandten Seite drehfest an dem Fahrzeug gehalten ist. Verwendung finden diese Art von Direktantrieben vorrangig bei Hochgeschwindigkeits-Schienenfahrzeugen im Bereich ab 200 km/h, bei denen ein großes Anfahrbeschleunigungsvermögen nicht im Vordergrund steht. Entsprechend sind diese Direktantriebe fest im oder am Schienenfahrzeug installiert. Aus Kostengründen macht es bisher keinen Sinn, Fahrzeuge ohne Eigenkraft, wie beispielsweise Güterwaggons, mit einem solchen Antrieb auszustatten.From the publication EP 0 413 337 A1 is an electric motor direct drive for vehicle wheels, in particular for rail vehicle wheels disclosed, which is characterized in that axially next to the driven wheel, an electronically commutated electric motor is arranged, whose rotor is connected to the torque to be driven to the wheel to be driven. In this case, the axis of rotation of the rotor and the wheel to be driven at least substantially aligned with each other, so that the stator of the electric motor on the side facing away from the driven wheel is rotatably held on the vehicle. This type of direct drive is primarily used on high-speed rail vehicles in the range from 200 km / h, where a large acceleration acceleration is not a priority. Accordingly, these direct drives are permanently installed in or on the rail vehicle. For cost reasons, it makes no sense to equip vehicles without their own power, such as freight cars, with such a drive.

Aus der Druckschrift EP 0 582 563 A1 ist ebenfalls ein Schienenfahrzeug-Direktantrieb für ein Fahrzeugrad, insbesondere für ein Rad eines Schienenfahrzeuges, vorzugsweise in Niederflurwagen bekannt. Hierbei wird ein getriebeloser Wechselstrommotor mit dem Rad unmittelbar verbunden. Der Wechselstrommotor stellt dabei einen Außenläufer-Drehstrommotor dar, der direkt auf der Antriebswelle des Schienenfahrzeugrades befestigt ist und diese antreibt.From the publication EP 0 582 563 A1 is also a rail vehicle direct drive for a vehicle wheel, in particular for a wheel of a rail vehicle, preferably known in low-floor cars. This is a gearless AC motor directly connected to the wheel. The AC motor is an external rotor three-phase motor, which is mounted directly on the drive shaft of the rail vehicle and this drives.

Aus der Druckschrift DE 27 35 616 B1 ist beispielsweise eine Vorrichtung zum Verschieben von Eisenbahnwaggons mit einem zwischen den Schienen eines Gleises mit einem angetriebenen Seilzug in Gleisrichtung vor und zurück verfahrbaren Förderwagen bekannt. Dieser Förderwagen ist mittels Seilklemmen in den umlaufenden Seilzug eingebunden, wobei die Bewegung des Förderwagens über die Bewegung des Seilzuges erfolgt, wozu ein - in jener Druckschrift nicht dargestelltes - Antriebselement zum Einsatz kommt.From the publication DE 27 35 616 B1 For example, a device for moving railway wagons with a between the rails of a track with a driven cable in the track direction movable back and forth trolley known. This trolley is integrated by means of cable clamps in the circulating cable, wherein the movement of the trolley via the movement of the cable takes place, to which a - not shown in that document - drive element is used.

Eine ähnliche Vorrichtung zeigt die Druckschrift DE 102 23 561 A1 , welche ein Verfahren und eine Anordnung zum Aus- und Einschwenken von Förderarmen an einem mittels eines Förderseils bewegten Förderwagen zeigt. Jener Erfindung lag im Unterschied zur vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung zu schaffen, die das Ausschwenken der Förderarme wie auch deren Einschwenken ohne zusätzliche Einrichtungen zur Energie- oder Kraftübertragung allein durch das Vorhandensein des Förderseiles an beliebigen Positionen des Förderwagens im Gleis ermöglichen. Dabei erfolgt der Antrieb des Förderwagens an dem Förderseil über einen Drehstrom-Asynchronmotor mit zwischengeschaltetem Getriebe, wobei der Drehstrom-Asynchronmotor über einen Frequenzumrichter angesteuert wird. Zwischen dem Getriebe und dem Drehstrom-Asynchronmotor ist eine Feststellbremse angeordnet. Im Zusammenwirken von Frequenzumrichter sowie der Feststellbremse soll so die Einstellung unterschiedlich bemessener Rampenfunktionen zum Beschleunigen und Abbremsen des Förderwagens im lastfreien Zustand erzeugt werden.A similar device shows the document DE 102 23 561 A1 , which shows a method and an arrangement for swinging out and in of conveyor arms on a trolley moving by means of a conveyor cable. The invention was in contrast to the present invention, the object of the invention to provide a method and an arrangement, the swinging out of the conveyor arms as well as their pivoting without additional means for energy or power transmission solely by the presence of the hoisting rope at any position of the trolley in the track enable. In this case, the drive of the trolley on the hoisting rope via a three-phase asynchronous motor with intermediate gearbox, wherein the three-phase asynchronous motor is controlled by a frequency converter. Between the transmission and the three-phase asynchronous motor, a parking brake is arranged. In the interaction of the frequency converter and the parking brake, the setting of differently dimensioned ramp functions for accelerating and decelerating the trolley in the load-free state is thus to be generated.

In der Praxis hat sich eine solche Anordnung allerdings als nicht praktikabel und insbesondere im Hinblick auf Bauteile wie die Feststellbremse als störungs- und fehleranfällig erwiesen, was zusätzlich durch den Mangel an implementierten Anwendungsbeispielen in der Praxis belegbar ist.In practice, however, such an arrangement has proven impractical and error-prone, in particular with regard to components such as the parking brake, which is additionally provable in practice due to the lack of implemented application examples.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum schienengebunden Fördern von Fahrzeugen ohne Eigenantrieb oder ohne Zuhilfenahme eines Eigenantriebs der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass sowohl ein vereinfachter und damit kostengünstigerer Aufbau als auch eine geringere Stör- und Wartungsanfälligkeit erzielt werden.It is therefore an object of the present invention to develop a device for rail-mounted conveying vehicles without self-propulsion or without the aid of a self-propulsion of the type mentioned above, that both a simplified and thus more cost-effective structure and a lower susceptibility to malfunction and maintenance can be achieved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zum schienengebunden Fördern von Fahrzeugen ohne Eigenantrieb oder ohne Zuhilfenahme eines Eigenantriebs, mit einem elektromotorischen Antriebselement, das durch Signale eines Frequenz- oder Wechselrichters steuerbar ist, mit einer Antriebswelle, und mit einer Antriebsseilscheibe, welche die zum Fördern des Fahrzeugs erforderliche Abtriebskraft auf ein Förderseil überträgt, wobei das elektromotorische Antriebselement und die Antriebsseilscheibe über die Antriebswelle direkt miteinander verbunden sind, so dass das elektromotorische Antriebselement die Antriebskraft über die Antriebswelle direkt und unmittelbar auf die Antriebsseilscheibe überträgt.This object is achieved by a device for rail-mounted conveyance of vehicles without self-propulsion or without the aid of a self-propelled, with an electric motor drive element, which is controlled by signals of a frequency or inverter, with a drive shaft, and with a drive pulley, which for conveying of the vehicle transmits required output power to a hoisting rope, wherein the electromotive drive element and the drive pulley are connected directly to each other via the drive shaft, so that the electromotive drive element transmits the driving force via the drive shaft directly and directly to the drive sheave.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegen insbesondere darin, dass auf ein zwischengeschaltetes Getriebe verzichtet werden kann, wodurch sowohl die Herstellungskosten als auch der Wartungsaufwand und die Störanfälligkeit eines derartigen schienengebundenen Förderwagens optimiert wird.The advantages of the device according to the invention are in particular that can be dispensed with an intermediate gear, whereby both the manufacturing cost and the maintenance and the susceptibility of such a rail-mounted trolley is optimized.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.

Um eine Information über die Drehzahl der Antriebswelle zu erhalten, ist es von Vorteil die Drehzahl der Antriebswelle zu erfassen. So ist beispielsweise vorgesehen, dass die Vorrichtung einen Impulsgeber zum Erfassen der Drehzahl der Antriebswelle aufweist.In order to obtain information about the rotational speed of the drive shaft, it is advantageous to detect the rotational speed of the drive shaft. For example, it is provided that the device has a pulse generator for detecting the rotational speed of the drive shaft.

In bevorzugter Weise ist vorgesehen, dass der Impulsgeber direkt an den Frequenz- oder Wechselrichter angeschlossen ist. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass der Impulsgeber Signale, insbesondere bezüglich der Drehzahl, direkt an den Frequenz- oder Wechselrichter senden kann. Darüber hinaus, kann aus der Drehzahl der Antriebswelle über den Frequenz- oder Wechselrichter eine direkte Steuerung und Regelung des elektromotorischen Antriebselements erfolgen.
Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass die Vorrichtung über ein Messelement, welches ein der Drehzahl der Antriebswelle entsprechendes Signal vom Impulsgeber empfängt, aufweist. Aus diesem Signal, insbesondere der der so gemessenen Information über die Drehzahl der Antriebswelle und des damit verbundenen Förderwagens, lässt sich so permanent und vorteilhaft auf die Position des Förderwagens in der Anlage zurückschließen. Bevorzugterweise ist eine Regelungs- und Steuereinheit vorgesehen, welche das Ausgangssignal des Messelements empfängt, dieses Ausgangssignal mit einem vorgebbaren Sollwert vergleicht und ein Differenzsignal erzeugt, das auf dem Vergleich des Ausgangssignals des Messelements mit dem Sollwert basiert und dem Frequenz- oder Wechselrichter zugeführt wird. Dieses Differenzsignal ist auf vielfältige Weise nutzbar. So resultiert daraus beispielsweise der Vorteil, dass aus der Differenz zwischen Drehzahl und vorgegebenem Sollwert ein Rückschluss auf die Last, die Lasteigenschaften und das Lastverhalten der Regelstrecke mit den zu fördernden Fahrzeugen, mittels der zu steuernden physikalischen Größen Drehzahl und Drehmoment, möglich wird. "Last" ist dabei die Ladung und das Leergewicht eines oder mehrerer Fahrzeuge zu verstehen und schließt Verluste infolge von Reibung und Verschleiß mit ein, auf die unter Einbeziehung von Fahrzeugdaten über Beladung und Leergewicht in vereinfachter Form eines Quotienten mathematisch rückgefolgert werden kann. Weiter können sogenannte Blockfahrtenerkannt werden. Unter dem Begriff Blockfahrt wird eine Blockierung im Sinne von Blockade verstanden, bei der ein zu förderndes Fahrzeug auf ein Hindernis trifft. Ein wesentlicher Vorteil ergibt sich in der Endphase des kuppelreifen Aufstellens von Fahrzeugen in Zugbildungsanlagen dadurch, dass Einzelwaggons und Zugeinheiten bis zur Drehzahl Null des elektromotorischen Antriebselements und unter Beibehaltung eines gewünschten Nenndrehmoments befördert werden können. Mit Erreichen einer Zielposition und beim Beenden des kuppelreifen Aufstellens kann das Nenndrehmoment und damit die Zugkraft dann langsam reduziert werden. Dies hat den Vorteil, dass die Pufferkräfte von Fahrzeug-Kupplungen langsam entspannt werden und ungewollte Positionsveränderungen der Waggons infolge der Pufferkräfte vermieden werden. Die Regelungs- und Steuerungseinheit ist ferner in der Lage, frei und stufenlos wählbare Vorlauf- und Rücklaufgeschwindigkeiten der Transportanlage vorzugeben. Dadurch wird ein katapulteffektfreies Beschleunigen und Transportieren von Einzelwaggons und Zugeinheiten möglich.Preferably, it is provided that the pulse generator is connected directly to the frequency or inverter. This results in the advantage that the pulse generator can send signals, in particular with respect to the speed, directly to the frequency or inverter. In addition, from the speed of the drive shaft via the frequency or inverter direct control and regulation of the electric motor drive element can be done.
Alternatively or additionally, it is conceivable that the device has a measuring element which receives a signal corresponding to the rotational speed of the drive shaft from the pulse generator. From this signal, in particular that of the thus measured information about the rotational speed of the drive shaft and the associated trolley, can thus permanently and advantageously infer back to the position of the trolley in the system. Preferably, a control and control unit is provided which receives the output signal of the measuring element, compares this output signal with a predetermined desired value and generates a difference signal based on the comparison of the output signal of the measuring element with the desired value and supplied to the frequency or inverter. This difference signal can be used in many ways. For example, this results in the advantage that a conclusion on the load, the load characteristics and the load behavior of the controlled system with the vehicles to be conveyed, by means of the physical variables speed and torque to be controlled, becomes possible from the difference between the rotational speed and the predetermined nominal value. "Load" is understood to mean the load and curb weight of one or more vehicles and includes losses due to friction and wear which can be mathematically retraced by including vehicle data on loading and unloaded weight in a simplified form of a quotient. Next so-called block rides can be detected. The term block travel is understood to mean a blockage in the sense of blockage, in which a vehicle to be conveyed encounters an obstacle. A significant advantage arises in the final phase of the kuppelreifen setting up of vehicles in Zugbildungsanlagen in that individual wagons and train units can be transported to zero speed of the electric motor drive element and while maintaining a desired rated torque. When a target position is reached and when the dome-setting up is completed, the nominal torque and thus the tensile force can then be slowly reduced. This has the advantage that the buffer forces of vehicle clutches are slowly relaxed and unwanted changes in position of the wagons due to the buffer forces are avoided. The control and control unit is also able to specify freely and continuously selectable flow and return speeds of the transport system. This allows catapult effect-free acceleration and transport of individual wagons and train units.

Weiter ist es möglich, dass der Frequenz- oder Wechselrichter ein Steuersignal zur Drehzahl- und Drehmomentsteuerung an das elektromotorische Antriebselement abgibt. Durch den Frequenz- oder Wechselrichter können so aus der zur Verfügung stehenden Wechselspannung, vorzugsweise Dreiphasenwechselspannung, in Frequenz und Amplitude veränderbare Wechselspannungen zur Ansteuerung des elektromotorischen Antriebselements erzeugt werden. Daraus resultiert der Vorteil, dass die Vorrichtung je nach Streckenabschnitt in verschiedenen Betriebsmodi für beispielsweise Transit, Vor- und Rückschleppen, Anfahren, etc. betrieben werden kann. Neben einem Förder-Modus im Rechts- und Linkslauf ist auch ein Generator-Modus denkbar, der es ermöglicht, in Bewegung befindliche Fahrzeuge, beispielsweise nach oder an einem Ablaufberg, gezielt abzubremsen. Im Zusammenwirken mit der Regelungs- und Steuereinheit wird im Weiteren ein geschlossener Regelkreis implementiert, der sämtliche bekannten Vorteile eines Regelkreises wie beispielsweise Robustheit und Reduktion von Störgrößen ermöglicht.It is also possible that the frequency or inverter outputs a control signal for speed and torque control to the electric motor drive element. By the frequency or inverter can be generated from the available AC voltage, preferably three-phase AC voltage, variable in frequency and amplitude AC voltages for driving the electric motor drive element. This results in the advantage that the device can be operated depending on the route section in different operating modes for example, transit, forward and backward hauling, starting, etc. In addition to a conveyor mode in the clockwise and anti-clockwise rotation, a generator mode is also conceivable, which makes it possible to selectively decelerate vehicles in motion, for example, to or at an expiry hill. In conjunction with the control and control unit, a closed control loop is implemented in the following, which allows all the known advantages of a control loop such as robustness and reduction of disturbance variables.

Insbesondere ist möglich, dass der Impulsgeber als Frequenzgeber ausgeführt ist und auf einem optischen, induktiven, akustischen oder sonstigen, auf physikalischen Größen basierenden Verfahren beruht und auch aus einer Kombination dieser bestehen kann. Dies hat den Vorteil, dass je nach Fahrzeugtyp oder je nach den benötigten Drehmomenten zur Förderung der Fahrzeuge und Geschwindigkeitsbereiche auf der Regelstrecke eine möglichst genaue Messung von Drehzahl und/oder Drehmoment möglich wird..In particular, it is possible that the pulse generator is designed as a frequency generator and based on an optical, inductive, acoustic or other based on physical sizes method and also from a combination of these can exist. This has the advantage that depending on the vehicle type or depending on the required torque to promote the vehicles and speed ranges on the controlled system as accurate as possible measurement of speed and / or torque is possible.

Hinsichtlich der Wahl des Messelements bestehen vorteilhafte Varianten darin, es als optischen, induktiven, akustischen oder sonstigen Sensor auszubilden, und insbesondere durch einen Hallsensor. Hallsensoren bieten dabei den Vorteil, dass sie sehr unempfindlich gegen Schmutz und Wasser sind, soweit diese nichtferromagnetische Bestandteile enthalten. Um die Drehzahl möglichst kleinteilig und exakt zu messen, können auch mehrere Sensoren, insbesondere mehrere Hallsensoren, verwendet werden. Ebenfalls kann als Messelement auch ein Tachogenerator oder Inkrementalgeber Anwendung finden, welche den Vorteil bieten, dass Sie eine hohe Impulsfrequenz abdecken können. Dies kann dann von Relevanz sein, wenn eine hohe Präzision der Messung bei niedrigen Drehzahlen benötigt wird.With regard to the choice of the measuring element, advantageous variants are to form it as an optical, inductive, acoustic or other sensor, and in particular by a Hall sensor. Hall sensors offer the advantage that they are very insensitive to dirt and water, as far as they contain non-ferromagnetic components. To measure the speed as small as possible and accurate, several sensors, in particular several Hall sensors, can be used. Also, a tachogenerator or incremental encoder can be used as a measuring element, which offer the advantage that you can cover a high pulse frequency. This may be relevant if high precision measurement is needed at low speeds.

In besonders bevorzugter Weise ist vorgesehen, dass die Regelungs- und Steuereinheit oder der Frequenz- oder Wechselrichter mindestens einen PID-Regler enthält. Ebenso ist aber auch eine Kombination aus für den Anwendungsfall und die Fahrzeugart bedingten und aus technisch bekannten Regelgliedern denkbar. Ein PID-Regler jedoch hat insbesondere den Vorteil, dass eine schnelle Reaktion und exakte Ausregelung auf gewünschte Sollzustände hinsichtlich übertragener Drehzahl und/oder Drehmoment erzielt werden kann.In a particularly preferred manner, it is provided that the control and control unit or the frequency or inverter contains at least one PID controller. Likewise, however, a combination of for the application and the vehicle type and technically known control elements is conceivable. However, a PID controller in particular has the advantage that a fast response and exact compensation to desired target states with regard to transmitted speed and / or torque can be achieved.

Stromrichter sind elektronische Geräte ohne mechanisch bewegte Komponenten und können zur Leistungsregelung von Wechselstromverbrauchern verwendet werden. Entsprechend kann vorgesehen sein, dass der Frequenz- oder Wechselrichter als ein Stromrichter ausgeführt und geeignet ist, eine ausreichende Frequenz und Amplitude zur Ansteuerung des elektromotorischen Antriebselements und der zum Fördern von schweren Fahrzeugen erforderlichen Drehmomente aufzubringen. Komplexe Frequenz- oder Wechselrichter haben nach heutigem Stand der Technik und in gängigen Konfigurationen noch eine Leistungsgrenze, die eventuell unter einer benötigten Leistungsabgabe für entsprechend schwere Fahrzeuge liegen könnte. Unter Verwendung eines Stromrichters mit beispielsweise abschaltbarem Thyristor (Gate Turn Off) ergäbe sich der Vorteil, dass Einsatzbereiche bis zu 600 Volt und 160 Amper möglich werden.Power converters are electronic devices without any mechanical components and can be used to regulate the power of AC consumers. Accordingly, it can be provided that the frequency or inverter is designed as a power converter and is suitable for applying a sufficient frequency and amplitude for driving the electromotive drive element and the torque required for conveying heavy vehicles. Complex frequency or inverters have according to the current state of the art and in common configurations still a performance limit, which could possibly be below a required power output for correspondingly heavy vehicles. Using a power converter with, for example, turn-off thyristor (Gate Turn Off) would have the advantage that ranges up to 600 volts and 160 amps are possible.

Das elektromotorische Antriebselement kann auf verschiedene Weisen ausgeführt sein, was sich im Wesentlichen aus der Fahrzeugart und der gewünschten Lastbeeinflussung bestimmt. Entsprechend kommt als elektromotorisches Antriebselement vorzugsweise ein elektronisch kommutierter Motor zum Einsatz, der insbesondere als ein Drehstrommotor, ein Synchronmotor, ein Asynchronmotor, ein Reluktanzmotor oder aber auch als Gleichstrommotor ausgeführt sein kann. Denkbar ist aber auch die Verwendung einer Kombination dieser Motorarten für verschiedene Streckenbereiche und deren Anforderungen bezüglich der Fördervorrichtung.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung eine Feststellbremse aufweist. Insbesondere ist die Feststellbremse derart ausgebildet die Antriebswelle am Rotieren zu hindern, beziehungsweise ein Rotieren zu unterbinden. Die Feststellbremse ist vorzugsweise entlang der Antriebswelle angeordnet und/oder direkt mit ihr verbunden. Optional kann die Feststellbremse über die Regelungs- und Steuereinheit angesteuert werden. Wird ein zu beförderndes Fahrzeug angehalten oder in beabsichtigter Weise gestoppt, ist es häufig äußerlich wirkenden Kräften ausgesetzt. Dies können beispielsweise Windkräfte sein. Um die Vorrichtung in diesem Fall von unnötigem Regelungsaufwand zu entlasten, ist es von Vorteil eine auf die Antriebswelle wirkende Feststellbremse zu verwenden. Die Feststellbremse verhindert die Rotation der Antriebswelle, der Antriebsseilscheibe und des Förderseils. Dadurch hält die Feststellbremse den Förderwagen an seiner Halteposition. Die Feststellbremse kann auch dazu dienen die Vorrichtung von äußeren Kräften oder Überlastungen in Folge unerwünschter äußerer Kräfte, beispielsweise auftreffender Fehlläufer in Rangieranlagen, zu schützen.The electromotive drive element can be designed in various ways, which essentially depends on the vehicle type and the desired load influencing. Correspondingly, an electronically commutated motor is preferably used as the electromotive drive element, which may be designed in particular as a three-phase motor, a synchronous motor, an asynchronous motor, a reluctance motor or else as a DC motor. However, it is also conceivable to use a combination of these engine types for different road sections and their requirements with respect to the conveyor.
Furthermore, it can be provided that the device has a parking brake. In particular, the parking brake is designed to prevent the drive shaft from rotating, or to prevent rotation. The parking brake is preferably arranged along the drive shaft and / or connected directly to it. Optionally, the parking brake can be controlled via the control and control unit. When a vehicle to be transported is stopped or intentionally stopped, it is often exposed to external forces. These can be, for example, wind forces. To relieve the device in this case of unnecessary regulatory effort, it is advantageous to use a force acting on the drive shaft parking brake. The parking brake prevents the rotation of the drive shaft, the drive pulley and the hoist rope. As a result, the parking brake holds the trolley in its stop position. The parking brake can also serve to protect the device from external forces or overloads due to undesired external forces, for example impinging misadventure in shunting installations.

Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert.In the following, a preferred embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing.

Die einzige Figur zeigt eine schematische Komponentendarstellung eines exemplarischen Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum schienengebunden Fördern von Fahrzeugen, wobei nur die für das unmittelbare Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente gezeigt sind.The single figure shows a schematic component representation of an exemplary embodiment of a device according to the invention for the rail-bound delivery of vehicles, wherein only the elements essential for the immediate understanding of the invention are shown.

Figur 1 zeigt eine Vorrichtung zum schienengebunden Fördern von Fahrzeugen ohne Eigenantrieb oder ohne Zuhilfenahme eines Eigenantriebs mit einem elektromotorischen Antriebselement (2), mit einem Rotor (24) und einem Stator (26), wobei das elektromotorische Antriebselement (2) durch Signale eines Frequenz- oder Wechselrichters (4) steuerbar ist. Dazu kann es einen oder mehrere Eingänge aufweisen, sowie einen oder mehrere Ausgänge, um Antriebsdaten erfassbar zu machen. Weiter zeigt die Figur 1 eine Antriebswelle (6) mit einer der Antriebsseilscheibe (8) und einer dieser zugeordneten A-Seite (20), wobei das elektromotorische Antriebselement (2) und die Antriebsseilscheibe (8) über die Antriebswelle (6) direkt miteinander verbunden sind. Ein Impulsgeber (12), der in diesem Beispiel der B-Seite (22) zugeordnet ist, aber auch beliebig an der Antriebswelle (6) oder unmittelbar am elektromotorischen Antriebselement (2) angebracht sein kann, erfasst die Drehzahl und übermittelt sie als eine Art Drehzahlrückführung (18) an ein Messelement (14). Das Messelement (14) ist mit einer Regelungs- und Steuerungseinheit (16) verbunden, und dazu geeignet einen Frequenz- oder Wechselrichter (4) anzusteuern. Denkbar ist aber auch, dass der Impulsgeber (12) direkt an den Frequenz- oder Wechselrichter (4) angeschlossen ist. Über die Antriebsseilscheibe wird die zum Fördern des Fahrzeugs erforderliche Antriebskraft auf ein Förderseil (10) übertragen. Mittels in der Zeichnung nicht dargestellter Radsensoren werden beispielsweise in Zugbildungsanlagen ablaufende Fahrzeuge wie Waggons detektiert. Bei Bedarf wird der Start eines Förderwagens ausgelöst. Diese können über die Regelungs- und Steuerungseinheit (16) automatisch zulaufgewichts- oder längenabhängig gesteuert werden. Beim Auftreffen eines Förderarms auf den Güterwaggon wird die Förderkraft so geregelt, dass der Wagen durch den auftretenden Katapulteffekt nicht unzulässig beschleunigt wird. Weiter zeigt Fig. 1 eine Feststellbremse (28). Die Feststellbremse (28) ist an der Antriebswelle (6) zwischen dem elektromotorischen Antriebselement (2) und dem Impulsgeber (12) angeordnet. Die Feststellbremse (28) ist geeignet die Vorrichtung von äußeren Lasten, insbesondere Überlasten, zu schützten. Sie dient insbesondere um den Förderwagen in einer gewünschten Halteposition zu halten. Die Regelungs- und Steuerungseinheit (16) kann durch die Feststellbremse (28) entlastet werden. Die Feststellbremse (28) dient dazu die Rotation der Antriebswelle (6) abzubremsen, insbesondere zu unterbinden. FIG. 1 shows a device for rail-mounted conveying vehicles without self-propulsion or without the aid of a self-propulsion with an electromotive drive element (2), with a rotor (24) and a stator (26), wherein the electromotive drive element (2) by signals of a frequency or inverter (4) is controllable. For this purpose, it can have one or more inputs, as well as one or more outputs in order to make drive data detectable. Next shows the FIG. 1 a drive shaft (6) with one of the drive pulley (8) and one of these associated A-side (20), wherein the electromotive drive element (2) and the drive pulley (8) via the drive shaft (6) are directly connected. A pulse generator (12), which in this example is assigned to the B-side (22) but can also be mounted on the drive shaft (6) or directly on the electromotive drive element (2), detects the speed and transmits it as one type Speed feedback (18) to a measuring element (14). The measuring element (14) is connected to a regulation and control unit (16), and suitable for controlling a frequency or inverter (4). It is also conceivable that the pulse generator (12) is connected directly to the frequency or inverter (4). About the drive sheave required for conveying the vehicle driving force is transmitted to a hoisting rope (10). By means not shown in the drawing wheel sensors running vehicles such as wagons are detected, for example, in train formation systems. If necessary, the launch of a trolley is triggered. These can be controlled via the control and regulation unit (16) automatically zulaufgewichts- or length-dependent. When hitting a conveying arm on the freight car, the conveying force is controlled so that the car is not inadmissible accelerated by the occurring catapult effect. Next shows Fig. 1 a parking brake (28). The parking brake (28) is arranged on the drive shaft (6) between the electric motor drive element (2) and the pulse generator (12). The parking brake (28) is suitable to protect the device from external loads, in particular overloads. It serves in particular to keep the trolley in a desired holding position. The control and regulation unit (16) can be relieved by the parking brake (28). The parking brake (28) serves to brake the rotation of the drive shaft (6), in particular to prevent.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

22
elektromotorisches Antriebselementelectromotive drive element
44
Frequenz- oder WechselrichterFrequency or inverter
66
Antriebswelledrive shaft
88th
AntriebsseilscheibeDrive sheave
1010
Förderseilhauling cable
1212
Impulsgeberpulse
1414
Messelementmeasuring element
1616
Regelungs- und SteuerungseinheitControl and regulation unit
1818
DrehzahlrückführungSpeed feedback
2020
A-SeiteA side
2222
B-SeiteB-side
2424
Rotorrotor
2626
Statorstator
2828
FeststellbremseParking brake

Claims (12)

  1. A device for the track-bound conveying of vehicles without self-propelled drive or without the aid of a self-propelled drive, comprising
    an electromotive drive element (2) which is controllable by frequency converter or inverter (4) signals,
    a drive shaft (6), and
    a drive sheave (8) which transfers the propulsive power required to convey the vehicle to a haul cable (10),
    characterized in that
    the drive shaft (6) directly connects the electromotive drive element (2) and the drive sheave (8) such that the electromotive drive element (2) directly and immediately transfers the propulsive power to the drive sheave (8) via the drive shaft (6).
  2. The device (1) according to claim 1,
    characterized in that
    the device comprises a pulse generator (12) for detecting the rotational speed of the drive shaft (6).
  3. The device (1) according to claim 2,
    characterized in that
    the pulse generator (12) is directly connected to the frequency converter or inverter (4).
  4. The device (1) according to claim 2 or 3,
    characterized in that
    the device comprises a measuring element (14) which receives a signal from the pulse generator (12) corresponding to the rotational speed of the drive shaft (6).
  5. The device (1) according to one of claims 1 to 4,
    characterized by
    a regulating and control unit (16) which receives the output signal of the measuring element (14), compares said output signal to a predefinable target value, and generates a differential signal based on the comparison of the output signal of the measuring element (14) to the target value and fed to the frequency converter or inverter (4).
  6. The device (1) according to one of the preceding claims,
    characterized in that
    the frequency converter or inverter (4) emits a speed and torque control signal to the electromotive drive element (2).
  7. The device (1) according to one of the preceding claims,
    characterized in that
    the pulse generator (12) is designed as a frequency generator and is based on optical, inductive, acoustic or other physical parameter-based operation.
  8. The device (1) according to one of the preceding claims,
    characterized in that
    the measuring element (14) is designed as an optical, inductive, acoustic or other sensor, in particular by means of a Hall sensor.
  9. The device (1) according to one of the preceding claims,
    characterized in that
    the regulating and control unit (16) or the frequency converter or inverter (4) comprises at least one PID controller.
  10. The device (1) according to one of the preceding claims,
    characterized in that
    the frequency converter or inverter (4) is designed as a power converter and is suited to applying sufficient frequency and amplitude to drive the electromotive drive element (2) and the torques required to convey heavy vehicles.
  11. The device (1) according to one of the preceding claims,
    characterized in that
    the electromotive drive element (2) comprises an electronically commutated motor which can in particular be configured as a three-phase motor, a synchronous motor, an induction motor, a reluctance motor or else as a direct current motor.
  12. The device (1) according to one of the preceding claims,
    characterized in that
    the device comprises a locking brake (28).
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