EP3523236B1 - Selbstfahrender laufwagen mit energierückgewinnung für seilbahnen - Google Patents

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EP3523236B1
EP3523236B1 EP17791937.0A EP17791937A EP3523236B1 EP 3523236 B1 EP3523236 B1 EP 3523236B1 EP 17791937 A EP17791937 A EP 17791937A EP 3523236 B1 EP3523236 B1 EP 3523236B1
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EP
European Patent Office
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cable
energy
self
carriage
load
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EP3523236A1 (de
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Stefan Leitner
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Publication of EP3523236B1 publication Critical patent/EP3523236B1/de
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C21/00—Cable cranes, i.e. comprising hoisting devices running on aerial cable-ways

Definitions

  • the invention relates to a motorized carriage for cable cars, as well as cable cranes e.g. of the "Blondin" type which, for its own movement, acts on a warp rope, on a pull rope or on the support rope and which can be equipped with a winch or other known load lifting device for lifting loads, the carriage having devices for recovery and storing the energy generated while the carriage is traveling from a higher area to a lower area and possibly during the lowering of the load towards the floor, is equipped for this energy for the return of the carriage from the lower area to the higher area located area and / or for lifting the load.
  • the carriage having devices for recovery and storing the energy generated while the carriage is traveling from a higher area to a lower area and possibly during the lowering of the load towards the floor, is equipped for this energy for the return of the carriage from the lower area to the higher area located area and / or for lifting the load.
  • the said carriages are equipped with a motorized single or double cable winch or with a known load lifting device.
  • the self-propelled carriages are very common and are usually equipped with hydraulic motors, be it for moving the carriage or for lifting loads, these hydraulic motors are fed by at least one pump which is driven by an internal combustion engine which, like the hydraulic pumps , is controlled via remote control.
  • an internal combustion engine which, like the hydraulic pumps , is controlled via remote control.
  • the hydraulic drive with an internal combustion engine is subject to considerable wear and tear and therefore also requires considerable maintenance, generates noise, is environmentally harmful and wastes considerable energy.
  • said drive requires frequent changing and disposal of the hydraulic oil and the oil of the internal combustion engine, as well as carrying out refueling and maintenance work in mostly difficult terrain and under dangerous circumstances.
  • the invention has for its object to provide a self-propelled, remote-controlled trolley for cable cars of the type mentioned above which works with high efficiency, is not polluting the environment, is quiet and requires no refueling work and little maintenance.
  • the invention proposes to provide the self-propelled carriage with an energy recovery system which works during the process from the loading area to the unloading area or in the opposite direction and / or during the lowering of the load, and also during the braking maneuvers, and with one To equip the energy storage system for the recovered energy, which is suitable to achieve the return of the unloaded or partially loaded carriage to the charging area and the eventual absorption of the load without using additional energy sources.
  • electric motors are used for the movement of the carriage and for lifting the load, which act as current generators around a battery (an electrical accumulator) while the carriage is traveling or during the lowering of the load and possibly also during the braking maneuvers. and / or to charge one or more identical or different types of storage for electrical energy such as accumulators, supercapacitors and / or for kinetic rotational energy (flywheel energy storage unit) and / or for pneumatic or hydraulic pressure.
  • the aforementioned storage of kinetic rotational energy, as well as the capacitor group, is particularly suitable because its readiness for use does not depend on the charging and discharging frequency, or on the level of discharge and the temperature fluctuations in the area of use, furthermore, both storage devices are used for storing the energy relatively short time intervals are suitable.
  • the storage of the electrical energy by means of a battery can contribute to charging the storage of the kinetic rotational energy or the capacitor group, for example when the carriage is started up discharged storage for kinetic rotational energy and / or the capacitor group, or for the energy supply of the electronic control unit.
  • a second battery with lower performance is provided, specifically for supplying the electronics, in particular the electronic control unit of the system and the receiver part of the remote control.
  • the carriage works independently, in particular with a certain height difference between the charging area and the unloading area, without supplying energy from the outside.
  • braking takes place in a regenerative manner by means of the motor / generator, the storage, for example for kinetic rotational energy and / or a group of capacitors and / or the aforementioned electric battery for the operating system.
  • the maximum degree of charge and thus a dissipation of the excess Energy is required in a known manner, for example by means of an electric motor which drives a brake propeller and / or by means of a wear-free braking system (retarder).
  • the brake air screw is a fan, dimensioned so that it reduces the desired output in the speed range of the drive motor (provides the desired rotational resistance) and thereby dissipates excess energy into heat.
  • the brakes which act on the locomotive device of the self-propelled carriage, or on the winch or the device for lifting and lowering the load, are only used in an emergency and to secure the corresponding motors during the corresponding maneuvers in the locked state and thus not about the traveling speed of the carriage or the movements when lowering the burden of influencing.
  • the function of the brakes and the devices for reducing the excess energy are controlled by the electronic control center, depending on the emergency state and the requirement for the locked state of the movements, or depending on the storage state of the energy store (s).
  • the invention does not exclude that a simple motor is used for the operation of the cable winch, which cannot be used as a generator during the lowering of the load, especially if there are only small differences in height between the carriage and the floor in the unloading area.
  • the motor of the cable winch / load lifting device is also supplied with stored energy during the hauling in of the load rope or during the retrieval of the load lifting device.
  • the range extenders that have already been successfully tested in the automotive sector can be used. Range extenders consist of a compact internal combustion engine generator unit, which are characterized by a lightweight design and can deliver an electrical output of up to 30kW.
  • the range extender feeds additional energy into the energy store (s), as a result of which the area of application for the carriage according to the invention can be expanded to include flat tracks and ascending tracks.
  • the electric drives offer the possibility of measuring the lifted or transported load by providing known sensors and also using these measured values for overload protection of the carriage, the carriage drive and the cable car system. In a known manner, further sensors can be provided which control the reduction in the driving speed and the stopping of the carriage in the loading and unloading area.
  • the excess energy is also used here, e.g. derived via an electric motor with brake propeller and / or retarder.
  • the Fig. 1 shows the functional diagram of a self-propelled, remote-controlled carriage according to the invention with two rope pulleys which, for the purpose of moving the carriage, act on a traction rope or a warp rope and with a simple winch for lifting the load.
  • the method of the self-propelled carriage is carried out in a known manner by means of two rope pulleys 1 around which the pull rope or warp rope 10, which is anchored on the mountain side and loaded with counterweight on the valley side, is looped.
  • These rope pulleys 1 are driven by an electric motor / generator M / G via a reduction gear 1a.
  • a brake 1b and a retarder 1c both are electronically controlled.
  • the load is raised or lowered via a simple cable winch 5 with a cable 50 which is driven by an electric motor / generator m / g, via a reduction gear 5a, and is monitored by means of an electrically operated brake 5b.
  • Both of the aforementioned motor / generators M / G and m / g are electrically connected A and controlled by specific electronic units 8b, 8a which are connected to an electronic switching unit 6, which in turn is connected to the receiver part of the remote control 7. Furthermore, both motor / generators MG and m / g are electrically connected to the rechargeable batteries 3 and 3a, to the storage for kinetic rotational energy (FESU) 4 and to the motor 2m with brake propeller 2.
  • the battery 3 serves to charge the storage for rotational kinetic energy 4 in the event that this, e.g. due to a longer work break of the trolley of the cable crane, is empty, while the battery 3a is used to supply the control electronics 6, 8, 8a, 8b, 8c, 8d, 8e and the receiver part 7a of the remote control 7.
  • the central electronic control unit 6 is with the specific electronic units 8b, 8a for controlling the motor / generators M / G and m / g, with the specific control unit 8c for controlling the motor 2m with brake propeller 2, with the specific control unit 8e for the control of the energy charging of the batteries 3, 3a, or the energy withdrawal from these and with the specific electronic unit 8 for the energy charging of the storage device for kinetic rotational energy 4, or for the energy withdrawal therefrom C.
  • the central electronic control unit 6 determines the dependent on the energy requirement for the carriage process or for lifting the load Feeding of electrical energy supplied by the storage 4 for rotational kinetic energy or, in the event that the storage is in a depleted state, its charging beforehand by means of electrical energy from the charged battery 3.
  • the motor generators M / G, or m / g function as current generators and the central electronic control unit 6 gives the consensus on the specific electronic units 8 , 8e for charging the batteries 3, 3a, or the memory 4 for kinetic rotational energy.
  • the central electronic control unit 6, via the specific electronic unit 8c gives the consensus on the power supply for the motor 2m for the energy dissipation by means of the propeller 2, or respectively the use of the retarder 1c.
  • the brake 1b for the carriage and the brake 5b of the cable winch 5 serve (in emergencies) to block the movement of the carriage or the lowering of the load and to keep it locked.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Carriers, Traveling Bodies, And Overhead Traveling Cranes (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen motorisierten Laufwagen für Seilbahnen, sowie auch Seilkräne z.B. des Typs "Blondin" welcher, zwecks eigener Fortbewegung, auf ein Warpseil, auf ein Zugseil oder auf das Tragseil wirkt und welcher mit einer Seilwinde oder einer anderen bekannten Lasthebevorrichtung für das Anheben von Lasten ausgestattet sein kann, wobei der Laufwagen mit Vorrichtungen für die Rückgewinnung und Speicherung der, während der Fahrt des Laufwagens von einem höher gelegenen Bereich zu einem niedriger gelegenen Bereich und eventuell während des Absenkens der Last in Richtung Boden, erzeugten Energie ausgestattet ist, um diese Energie für die Rückführung des Laufwagens, vom niedriger gelegenen Bereich zum höher gelegenen Bereich und/oder für das Anheben der Last zu nutzen.
  • Beispielsweise für den Transport von Baumstämmen vom Bereich der Schlägerung, meist an Berghängen, zum Bereich der Verladung auf Fahrzeuge, meist im Talbereich und auf niedrigerem Niveau, werden Seilkräne eingesetzt deren Laufwagen entweder über ein, mittels bergseitiger Seilwinde bewegtes, Zugseil angetrieben ist oder deren Laufwagen selbstfahrend ist. Im Fall von selbstfahrenden Laufwägen, können diese verschiedener Art sein:
    • mit motorbetriebener Seilwinde welche auf dem Laufwagen installier ist und auf ein Warpseil wirkt welches bergseitig verankert ist,
    • mit, am Laufwagen vorgesehenen motorbetriebenen, Seilrollen welche auf das, die Seilrollen umschlingende, Warpseil oder Zugseil wirken,
    • mit motorbetriebenen Raupen welche durch Reibung auf das Tragseil wirken;
    dabei können die Seilrollen, bzw. die Raupen, durch andere bekannte Vorrichtungen ersetzt werden um die Antriebskraft auf ein Seil zu übertragen.
  • Für das Anheben und Absenken der Last sind die besagten Laufwägen mit motorbetriebener einfacher oder doppelter Seilwinde oder mit einer bekannten Lasthebevorrichtung ausgestattet.
    Insbesondere die selbstfahrenden Laufwägen sind sehr verbreitet und sind, sei es für das Verfahren des Laufwagens, als auch für das Anheben der Lasten üblicherweise mit Hydraulikmotoren ausgestattet, diese Hydraulikmotoren werden von mindestens einer Pumpe gespeist welche von einem Verbrennungsmotor angetrieben ist welcher, wie auch die Hydraulikpumpen, über eine Fernlenkung gesteuert wird.
    Die Praxis hat gezeigt, dass der hydraulische Antrieb mit Verbrennungsmotor einem beachtlichen Verschleiß ausgesetzt ist und somit auch beachtliche Wartung benötigt, Lärm erzeugt, Umwelt belastend ist und beträchtliche Energie verschwendet. Weiters erfordert der besagte Antrieb einen häufigen Wechsel und die Entsorgung des Hydrauliköls und des Öls des Verbrennungsmotors sowie die Durchführung des Nachtankens und der Wartungsarbeiten in meist schwierigem Gelände und unter gefährlichen Umständen. Betreffend der vorgenannten Energieverschwendung ist es bekannt, dass durch das Verfahren einer mittleren Last auf einem Gefälle in Richtung Abladebereich ungefähr das dreifache der Energie aufgewandt wird welche notwendig ist um den unbeladenen Laufwagen vom Abladebereich bis zum Ladebereich zu fahren, dies vor allem auch weil der Wirkungsgrad der Hydraulikantriebe nur bei ca. 60% liegt und somit die Leistung des Verbrennungsmotors dementsprechend erhöht werden muss.
  • Aus der CH 634785 ist ein "Selbstfahrwerk für eine Seilschwebebahn" bekannt wobei der auf dem "Selbstfahrwerk" installierte Motor, "Seilscheiben" antreibt um welche das Zugseil geschlungen ist; dieser Antrieb wirkt während der Talfahrt nicht als Stromgenerator und es ist nicht eine Energierückgewinnung und/oder eine Energiespeicherung während der Talfahrt, bzw. während Bremsmanöver, vorgesehen.
  • Die Erfindung stellt sich die Aufgabe einen selbstfahrenden, ferngesteuerten Laufwagen für Seilbahnen der oben genannten Art zu schaffen welcher mit hohem Wirkungsgrad arbeitet, nicht die Umwelt belastet, geräuscharm ist und keine Auftankarbeiten sowie wenig Wartung erfordert.
  • Für die Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, den selbstfahrenden Laufwagen mit einem Energierückgewinnungssystem zu versehen, welches während des Verfahrens vom Aufladebereich zum Abladebereich oder auch in umgekehrter Richtung und/oder während des Absenkens der Last, sowie auch während der Bremsmanöver arbeitet und mit einem Energiespeichersystem für die rückgewonnene Energie auszustatten, welches geeignet ist, um die Rückführung des unbeladenen oder teilweise beladenen Laufwagens in den Aufladebereich und die eventuelle Aufnahme der Last, ohne Nutzung zusätzlicher Energiequellen, zu erreichen.
  • Erfindungsgemäß werden für das Verfahren des Laufwagens und für das Anheben der Last Elektromotoren eingesetzt welche, während der Fahrt des Laufwagens, bzw. während des Absenkens der Last, und eventuell auch während der Bremsmanöver, als Stromgeneratoren wirken, um eine Batterie (einen elektrischen Akkumulator) und/oder einen oder mehrere gleich- oder verschiedenartige Speicher für elektrische Energie wie Akkumulatoren, Superkondensatoren und/oder für kinetische Rotationsenergie (Flywheel Energie Storage Unit) und/oder für pneumatischen oder hydraulischen Druck, aufzuladen. Der genannte Speicher kinetischer Rotationsenergie, sowie auch die Kondensatorengruppe, ist besonders geeignet, weil deren Nutzungsbereitschaft nicht von der Auflade- und Abladefrequenz, bzw. vom Entladeniveau und von den Temperaturschwankungen im Einsatzbereich, abhängig ist, weiters sind beide Speicher für die Speicherung der Energie über relativ kurze Zeitintervalle geeignet. Die Speicherung der elektrischen Energie mittels Batterie kann zur Aufladung des Speichers der kinetischen Rotationsenergie bzw. der Kondensatorengruppe, z.B, im Fall der Inbetriebnahme des Laufwagens bei entladenem Speicher für kinetische Rotationsenergie und/oder der Kondensatorengruppe, bzw. für die Energieversorgung der elektronischen Steuereinheit, dienen.
  • Vorteilhafterweise wird eine zweite Batterie mit kleinerer Leistungsfähigkeit, spezifisch für die Versorgung der Elektronik, insbesondere der elektronischen Steuereinheit des Systems und des Empfängerteils der Fernbedienung, vorgesehen.
  • Erfindungsgemäß funktioniert der Laufwagen, insbesondere bei einem bestimmten Höhenunterschied zwischen dem Aufladebereich und dem Entladebereich, autark, ohne Energiezuführung von außen. Während des Verfahrens des beladenen Laufwagens entlang einer Seilstrecke mit Gefälle und während des eventuellen Absenkens der Last erfolgt die Bremsung auf regenerative Art indem, mittels dem Motor/Generator, der Speicher z.B. für kinetische Rotationsenergie und/oder eine Kondensatorengruppe und/oder die vorgenannte elektrische Batterie für das Betriebssystem geladen wird. Im Fall eines Transports mit beachtlicher Last entlang einer Strecke mit beachtlichem Gefälle kann es vorkommen dass, sei es die Batterie, als auch der Speicher für kinetische Rotationsenergie, bzw. die Kondensatorengruppe oder anderen Energiespeicher, den maximalen Ladungsgrad erreichen und dass somit eine Dissipation der überschüssigen Energie, auf bekannte Weise, z.B. mittels einem Elektromotor welcher eine Bremsluftschraube antreibt und/oder mittels eines verschleißfreien Bremssystems (Retarder), notwendig ist. Die Bremsluftschaube ist eine Ventilator, so dimensioniert dass er im Drehzahlbereich des Antriebsmotors die gewünschte Leistung abnimmt (den gewünschten Drehwiederstand liefert) und dadurch überschüssige Energie in Wärme abführt. Die Bremsen welche auf die Fortbewegungsvorrichtung des selbstfahrenden Laufwagens, bzw. auf die Winde oder die Vorrichtung für das Anheben und Absenken der Last, wirken, dienen ausschließlich im Notfall und um die entsprechenden Motoren, während der entsprechenden Manöver, im arretierten Zustand zu sichern und somit nicht um die Fahrgeschwindigkeit des Laufwagens, bzw. die Bewegungen beim Absenken der Last, zu beeinflussen. Die Funktion der Bremsen und der Vorrichtungen für den Abbau der überschüssigen Energie werden von der elektronischen Schaltzentrale, in Abhängigkeit des Notzustandes und der Anforderung des Arretierzustandes der Bewegungen, bzw. in Abhängigkeit des Speicherzustandes des oder der Energiespeicher, gesteuert.
  • Der erfindungsgemäße, selbstfahrende Laufwagen mit mindestens einem Energiespeicher arbeitet beispielsweise gemäß folgendem Zyklus, und wird anhand einer Ausführung mit Speicher kinetischer Rotationsenergie erklärt:
    • es erfolgt das Aufladen der Speichervorrichtung für z.B. kinetische Rotationsenergie, mittels der, während der Arbeitszyklen des vorherigen Tages, aufgeladenen Batterie,
    • Verfahren des unbeladenen oder teilweise beladenen Laufwagens vom Abladebereich in den Beladebereich mittels der vom Speicher z.B. für kinetische Rotationsenergie, an den Motor des Laufwagens, gelieferten Energie,
    • Anheben der Last mittels der z.B. vom Speicher für kinetische Rotationsenergie gelieferten Energie,
    • Verfahren des beladenen Laufwagens talwärts wobei der Motor des Laufwagens als Generator, zwecks Aufladen des Speichers z.B. für kinetische Rotationsenergie und der elektrischen Batterie, wirkt; bei Erreichen der maximalen Speicherkapazität der besagten Speichervorrichtungen werden die, auf dem Laufwagen installierten, Energie-Dissipationsvorrichtungen (z.B. Elektromotor mit Bremsluftschraube und/oder Retarder) aktiviert,
    • Arretieren des Laufwagens im Abladebereich durch Betätigung der Bremse,
    • Absenken der Last wobei der Motor der Seilwinde, bzw. der Lasthebevorrichtung, als Generator wirkt um eventuell die Speichervorrichtungen weiter aufzuladen; Arretieren des Absenkens der Last mittels der auf die Seilwinde/Lasthebevorrichtung wirkenden Bremse,
    • Abkoppeln der Last und Einholen des Seiles durch Betätigung der Seilwinde mit der, von den Speichervorrichtungen gelieferten Energie,
    • Verfahren des unbeladenen Laufwagens in den bergseitigen Beladungsbereich wobei der Motor des Laufwagens mit Energie aus dem Speicher z.B. für kinetische Rotationsenergie gespeist wird.
    Am Ende eines jeden Arbeitstages ist es vorteilhaft den unbeladenen Laufwagen in den höher gelegenen Seilbahnbereich zu verfahren um, am Morgen des nächsten Tages, nicht die Energie aus den Speicherbatterien für die Aufladung des Speichers z.B. für kinetische Rotationsenergie nutzen zu müssen und um den Laufwagen sofort betriebsbereit vorzufinden.
  • Die Erfindung schließt nicht aus dass, für den Betrieb der Seilwinde ein einfacher, während des Absenkens der Last nicht als Generator verwendbarer, Motor eingesetzt wird, insbesondere wenn im Abladebereich nur kleine Höhenunterschiede zwischen Laufwagen und Boden vorliegen. In diesem Fall wird der Motor der Seilwinde/Lasthebevorrichtung auch während des Einholens des Lastseiles, bzw. während des Rückholens der Lasthebevorrichtung, mit gespeicherter Energie gespeist.
    Erfindungsgemäß können die im Automobilsektor bereits erfolgreich erprobten "Range Extender" (Reichweitenverlängerer) eingesetzt werden. Range Extender bestehen aus einer kompakten Verbrennungsmotor-Generator Einheit, welche sich durch eine leichte Bauweise auszeichnen und eine elektrische Leistung von bis zu 30kW liefern können. Wenn die regenerativ gewonnene Energie nicht ausreicht den Kran zu betreiben, speist der Range Extender dabei zusätzliche Energie in den/die Energiespeicher ein, wodurch das Einsatzgebiet für den erfindungsgemäßen Laufwagen auf flache Bahnen sowie aufsteigende Bahnen erweitert werden kann.
    Weiters bieten sich die elektrischen Antriebe an, durch Vorsehen bekannter Sensoren, die angehobene, bzw. transportierte, Last zu messen und diese Messwerte auch für den Überlastungsschutz des Laufwagens, des Laufwagenantriebs und der Seilbahnanlage zu nutzen.
    Auf bekannte Weise können weitere Sensoren vorgesehen werden welche das Verringern der Fahrgeschwindigkeit und das Stoppen des Laufwagens im Auflade- und Abladebereich steuern.
  • Vom erfindungsgemäßen Laufwagen werden keine Verbrennungsgase ausgestoßen, es sind keine Auftankarbeiten notwendig, es muss kein Altöl entsorgt werden, nur die Kugellager der rotierenden Teile sind dem Verschleiß ausgesetzt weshalb die Wartung sehr begrenzt ist, es wird kein Treibstoff verbraucht und der Betrieb erfolgt geräuscharm und mit Auftritt minimaler Vibrationen.
  • Im Fall der Speicherung der rückgewonnenen Energie in einer Kondensatorengruppe wird diese über einen Umrichter mit Gleichstrom versorgt, bei maximalem Ladezustand der Kondensatorengruppe wird auch hier die überschüssige Energie z.B. über einen Elektromotor mit Bremsluftschraube oder/und Retarder abgeleitet.
  • Die Erfindung wird anhand eines, in der beigelegten Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen, selbstfahrenden Laufwagens, mit Speicherung der rückgewonnenen Energie in einem Speicher für kinetische Rotationsenergie näher erklärt, dabei erfüllt die Zeichnung rein erklärenden, nicht begrenzenden Zweck. Das Funktionsprinzip ist bei der Ausführung des Seilkranes mit Superkondensator-Speicher und/oder eines anderen Speichers unverändert.
  • Die Fig. 1 zeigt das Funktionsschema eines selbstfahrenden, ferngesteuerten erfindungsgemäßen Laufwagens mit zwei Seilrollen welche, zwecks Verfahren des Laufwagens, auf ein Zugseil oder ein Warpseil wirken und mit einer einfachen Seilwinde für das Anheben der Last.
  • Das Verfahren des selbstfahrenden Laufwagens erfolgt auf bekannte Art mittels zwei Seilrollen 1 um welche sich das bergseitig verankerte und talseitig mit Gegengewicht belastete Zugseil oder Warpseil 10 schlingt. Diese besagten Seilrollen 1 sind über ein Untersetzungsgetriebe 1a von einem elektrischen Motor/Generator M/G angetrieben. Vorzugsweise wirkt auf die selbe Antriebswelle eine Bremse 1b und ein Retarder 1c, beide sind elektronisch gesteuert.
  • Das Anheben, bzw. das Absenken, der Last erfolgt über eine einfache Seilwinde 5 mit Seil 50 welche von einem elektrischen Motor/Generator m/g, über ein Untersetzungsgetriebe 5a, angetrieben wird und mittels elektrisch betriebener Bremse 5b überwacht ist.
  • Beide der vorgenannten Motoren/Generatoren M/G und m/g sind unter sich elektrisch verbunden A und von spezifischen elektronischen Einheiten 8b, 8a gesteuert welche mit einer elektronischen Schalteinheit 6 verbunden C sind, welche ihrerseits mit dem Empfängerteil der Fernbedienung 7 verbunden ist. Weiters sind beide Motoren/Generatoren MG und m/g mit den aufladbaren Batterien 3 und 3a, mit dem Speicher für kinetische Rotationsenergie (FESU) 4 und mit dem Motor 2m mit Bremsluftschraube 2, elektrisch verbunden. Die Batterie 3 dient zur Aufladung des Speichers für kinetische Rotationsenergie 4 im Fall dass dieser, z.B. infolge einer längeren Arbeitspause des Laufwagens des Seilkrans, leer ist, während die Batterie 3a für die Speisung der Steuerelektronik 6, 8, 8a, 8b, 8c, 8d, 8e und des Empfängerteils 7a der Fernbedienung 7, dient.
  • Die zentrale elektronische Steuereinheit 6 ist mit den spezifischen elektronischen Einheiten 8b, 8a für die Steuerung der Motoren/Generatoren M/G und m/g, mit der spezifischen Steuereinheit 8c für die Steuerung des Motors 2m mit Bremsluftschraube 2, mit der spezifischen Steuereinheit 8e für die Steuerung der Energie-Aufladung der Batterien 3, 3a, bzw. der Energie-Entnahme aus diesen und mit der spezifischen elektronischen Einheit 8 für die Energie-Aufladung des Speichers für kinetische Rotationsenergie 4, bzw. für die Energie-Entnahme aus diesem, verbunden C.
  • In Abhängigkeit des Energiebedarfes für das Verfahren Laufwagens, bzw. für das Anheben der Last, bestimmt die zentrale elektronische Steuereinheit 6 die Einspeisung von elektrischer, vom Speicher 4 für kinetische Rotationsenergie gelieferter, Energie oder, im Fall dass dieser sich in einem entleerten Zustand befindet, vorher dessen Aufladung mittels elektrischer Energie aus der aufgeladenen Batterie 3.
  • Während der Phase des Verfahrens des Laufwagens auf einem Gefälle, bzw. während des Absenkens der Last, funktionieren die Motoren Generatoren M/G, bzw. m/g, als Stromgeneratoren und die zentrale elektronische Steuereinheit 6 gibt den Konsens über die spezifischen elektronischen Einheiten 8, 8e zur Aufladung der Batterien 3, 3a, bzw. des Speichers 4 für kinetische Rotationsenergie. Im Fall der vollen Aufladung der Batterien 3, 3a und des Speichers 4 für kinetische Rotationsenergie, gibt die zentrale elektronische Steuereinheit 6, über die spezifische elektronische Einheit 8c, den Konsens zur Stromversorgung für den Motor 2m für die Energiedissipation mittels Bremsluftschraube 2, bzw. für den Einsatz des Retarders 1c. Die Bremse 1b für den Laufwagen und die Bremse 5b der Seilwinde 5 dienen um (in Notfällen) das Verfahren des Laufwagens, bzw. das Absenken der Last, zu blockieren und in arretiertem Zustand zu halten.
  • Natürlich hängt die Energierückgewinnung während des Verfahrens des Laufwagens talwärts, direkt vom Gewicht der Last und des Laufwagens und vom Gefälle der Strecke, und die Energierückgewinnung während des Absenkens der Last, vom Gewicht der Last und von der Höhe des Laufwagens zum Boden, ab. In jedem Fall hat der unbeladene Laufwagen, welcher bergwärts in den Aufladebereich zu verfahren ist, im Durchschnitt ein Drittel des Gewichtes des beladenen Laufwagens und das Gewicht der Ladevorrichtung samt dem Lastseil ist ein minimaler Teil des Gewichtes der Last, die rückgewinnbare Energie ist also in beiden Fällen ein vielfaches der Energie welche notwendig ist um den Laufwagen, durch Antrieb der Seilrollen, bergwärts in den Aufladebereich zu bringen, bzw. um durch Betätigung der Seilwinde 5 das Lastseil 5a und die Ladevorrichtung, ohne angekoppelter Last, einzuholen und auf jeden Fall ausreichend für energieautarken Betrieb auch unter Berücksichtigung des effektiven Wirkungsgrades der einzelnen Vorrichtungen für die Energierückgewinnung und Speicherung.
  • Im Fall dass der Speicher für kinetische Rotationsenergie 4 erfindungsgemäß z.B. durch eine Kondensatorengruppe 4, und die elektronische Einheit (AC/DC) 8 durch einen Umrichter (DC/DC) 8 ersetzt werden, wird die an den Motoren/Generatoren M/G, m/g rückgewonnene elektrische Energie (Wechselstrom) über Umrichter (AC/DC) 8b und 8a in den Gleichstromkreis A eingespeist. Der Umrichter (DC/DC) 8 überträgt die Leistung vom Gleichstromkreis A auf die Kondensatorengruppe 4, dieser Umrichter 8 ist erforderlich um die Spannung im Gleichstromkreis A konstant zu halten, während sich die Spannung in der Kondensatorengruppe 4, abhängig von dessen Ladezustand ändert. Bei Erreichen des maximalen Ladezustandes in der Kondensatorgruppe 4 wird die überschüssige Energie über einen Motor 2m mit Bremsluftschraube 2, bzw. über Retarder 1c, abgeleitet

Claims (13)

  1. Selbstfahrender Laufwagen für Seilbahnen, deren Tragseil zwischen einem Aufladebereich und einem Abladebereich gespannt ist, wobei das Verfahren des Laufwagens entlang des Tragseils mittels Seilrollen (1) oder mittels auf ein Warpseil oder Zugseil (10) oder direkt auf das Tragseil wirkende Kraftübertragungsvorrichtungen wie Raupen oder Seilrollen erfolgen kann und wobei am Laufwagen eine Lasthebevorrichtung, insbesondere eine Seilwinde (5), zum Anheben und Absenken einer Last vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet dass ein Elektromotor (M/G) für den Antrieb der besagten Seilrollen (1), Raupen oder Kraftübertragungsvorrichtungen zum Verfahren des Laufwagens und ein Elektromotor (m/g) für den Antrieb der Lasthebevorrichtung, insbesondere der Seilwinde (5), vorhanden sind, welche so ausgeführt sind, dass sie während einer Fahrt entlang einer Seilstrecke mit Gefälle und/oder während eines Absenkens der Last und/oder während eines Bremsmanövers, als Generatoren funktionieren, wobei deren erzeugte elektrische Energie in einem oder mehreren auf dem Laufwagen vorhandenen Speichern gespeichert wird, derart dass die gespeicherte Energie genutzt werden kann, um den Laufwagen entlang Seilstrecken zu verfahren und/oder um die Lasthebevorrichtung, insbesondere die Seilwinde (5) anzutreiben.
  2. Selbstfahrender Laufwagen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher eine Batterie zum Speichern der elektrischen Energie aufweist.
  3. Selbstfahrender Laufwagen gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher einen Speicher für kinetische Rotationsenergie, insbesondere einen Schwungradspeicher aufweist.
  4. Selbstfahrender Laufwagen gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher eine Kondensatorengruppe, insbesondere mit einem Superkondensator zum Speichern elektrischer Energie aufweist.
  5. Selbstfahrender Laufwagen gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch einen Range Extender bei Bedarf zusätzlich Energie in den/die Speicher gespeist wird.
  6. Selbstfahrender Laufwagen gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zentrale elektronische Steuereinheit vorhanden ist, welche das Aufladen einer Batterie (3, 3a) für das Betriebssystem und/oder des Speichers für kinetische Rotationsenergie und/oder des Superkondensators sowie die Entnahme der in den vorgenannten Speichern gesammelten Energie steuern kann, und welche mit auf dem Laufwagen vorhandenen spezifischen elektronischen Einheiten (8a, 8b) für die Motoren/Generatoren (M/G, m/g), und spezifischen elektronischen Einheiten (8, 8e) für die Speichervorrichtungen (3, 3a, 4) und mit einem auf dem Laufwagen vorhandenen Empfängerteil (7a) einer Fernsteuerung (7) verbunden (C) werden kann.
  7. Selbstfahrender Laufwagen gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren des beladenen Laufwagens entlang Seilstrecken mit Gefälle, für die eventuelle Notwendigkeit einer Dissipation der rückgewonnenen Energie, durch einen Retarder (1c) und, für das Arretieren der Fahrbewegung, durch eine Bremse (1b), überwacht wird.
  8. Selbstfahrender Laufwagen gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Absenken der Last mittels Seilwinde (5) oder Lasthebevorrichtung, betreffend das Arretieren der Absenkbewegung, durch eine Bremse überwacht wird welche über eine zentrale elektronische Steuereinheit (6) gesteuert wird.
  9. Selbstfahrender Laufwagen gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall von voll beladenen Energie-Speichervorrichtungen (3, 3a, 4) die, während der Fahrt entlang Seilstrecken mit Gefälle des beladenen oder auch unbeladenen Laufwagens, bzw. während des eventuellen Absenkens der Last mittels Seilwinde/Lasthebevorrichtung, rückgewonnene Energie, mittels Motor (2m) mit Bremsluftschraube (2) und/oder Retarder dissipiert wird welcher von der zentralen elektronischen Steuereinheit (6) und der, mit dieser verbundenen (C), spezifischen elektronischen Einheit (8c) gesteuert wird.
  10. Selbstfahrender Laufwagen gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall eines Anhebens/Absenkens der Last über eine bescheidene Höhe, der mit der Seilwinde (5), bzw. Lasthebevorrichtung, verbundene Motor/Generator (m/g) nicht als Generator genutzt wird und mit der aus einem Speicher entnommenen Energie betrieben wird.
  11. Selbstfahrender Laufwagen gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensatorengruppe über die Motoren/Generatoren (M/G, m/g) und/oder durch einen "Range Extender" über Umrichter gespeist wird.
  12. Selbstfahrender Laufwagen gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Motoren/Generatoren (M/G, m/g), mit Sensoren ausgestattet sind, um das Gewicht der angehobenen Last und/oder das Drehmoment an den Kraftübertragungsvorrichtungen wie Seilrollen (1) oder Antriebsraupen zu messen, und dass diese Messwerte mit Grenzwerten verglichen werden, um Überlastungen vorzubeugen.
  13. Selbstfahrender Laufwagen gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor/Generator (M/G) für den Antrieb der Seilrollen (1) oder Antriebsraupen über Sensoren gesteuert wird, derart, dass der Laufwagen im Belade- und Abladebereich die Fahrt verlangsamen und in vorgegebener Position stoppen kann.
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