EP3566927A1 - Gleiswegbegrenzungssystem und -verfahren für schienenfahrzeuge - Google Patents

Gleiswegbegrenzungssystem und -verfahren für schienenfahrzeuge Download PDF

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EP3566927A1
EP3566927A1 EP19173673.5A EP19173673A EP3566927A1 EP 3566927 A1 EP3566927 A1 EP 3566927A1 EP 19173673 A EP19173673 A EP 19173673A EP 3566927 A1 EP3566927 A1 EP 3566927A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
track
rail vehicle
braking
barrier device
speed
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.)
Withdrawn
Application number
EP19173673.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernd Engeler
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.)
A Rawie GmbH and Co
Original Assignee
A Rawie GmbH and Co
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 A Rawie GmbH and Co filed Critical A Rawie GmbH and Co
Publication of EP3566927A1 publication Critical patent/EP3566927A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L17/00—Switching systems for classification yards
    • B61L17/02—Details, e.g. indicating degree of track filling
    • B61L17/026—Brake devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L25/00—Recording or indicating positions or identities of vehicles or trains or setting of track apparatus
    • B61L25/02—Indicating or recording positions or identities of vehicles or trains
    • B61L25/021—Measuring and recording of train speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L25/00—Recording or indicating positions or identities of vehicles or trains or setting of track apparatus
    • B61L25/02—Indicating or recording positions or identities of vehicles or trains
    • B61L25/025—Absolute localisation, e.g. providing geodetic coordinates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/20—Trackside control of safe travel of vehicle or train, e.g. braking curve calculation

Definitions

  • the invention relates to a track-limiting system for rail vehicles.
  • brake blocks are erected at track ends. To stop a rail vehicle at a certain position in the track or to temporarily block a track section brake shoes are used.
  • a conventional track closure consists of a brake block, which is able to implement the kinetic energy of a rail vehicle on a well-defined braking distance and thereby decelerate it.
  • Such a track closure requires a "lost track length", which results from the sum of the length of the buffer and the length of the braking distance in the event of emergency braking.
  • the rail vehicle brakes in time by its own brakes and comes to a stop in front of the brake block.
  • the lost track length is required, even if the braking distance is not claimed during normal operation.
  • head-end stations it leads to the fact that the retracting train must hold in normal operation a significant distance in front of the actual track end, so that passengers have to walk accordingly far.
  • Brake shoes are wheel chocks for rail vehicles.
  • the braking force is generated on the one hand from the weight of the vehicle wheels by friction of a sole, which is located between the wheel and rail, and / or from additional brake elements.
  • Brake shoes are located either directly on the rails (BS) or on additional rails, from where they are placed on the rails as needed.
  • brake shoes must be positioned so far forward, ie opposite to the direction of travel of the incoming rail vehicle, that behind it always a sufficiently long braking distance is available to stop a fast arriving rail vehicle safely before it can enter, for example, in a switch. Also when using a brake shoe in the track thus a lost track length is taken into account.
  • the object of the invention is to provide a track-limiting system for rail vehicles, with which the lost track length can be significantly reduced, in particular can be limited to almost the length of the barrier device used.
  • the solution provided by the invention consists in a Gleiswegbegrenzungssystem for rail vehicles with the features of claim 1.
  • This provides as an essential idea of the invention via a drive longitudinally displaceable in the track barrier device that is initially advanced so far against the direction of travel of the sf that behind her a sufficient braking distance is formed.
  • the speed of the incoming rail vehicle is measured continuously. If the vehicle approaches the barrier device slowly enough, it automatically pulls back in front of the rail vehicle to the end of the track section. Thus, there is no contact between the rail vehicle and the barrier device during normal operation of the track-limiting system.
  • the rail vehicle acts as a deceleration device via a controller of a remotely operated, frictionally engaged braking device and / or of the linear drive, that is, the barrier device is in contact with the rail vehicle.
  • the rail vehicle is braked.
  • the braking is done solely by energy conversion of kinetic energy to mechanical brakes and the braking effect drive.
  • no elements are plastically deformed or mechanically destroyed.
  • the track section secured via a track-limiting system according to the invention can be secured be used immediately again. After the train has left the track section again, the barrier device is advanced again by means of the linear drive and is again ready to intercept an arriving train in an emergency.
  • the particular advantage of the invention lies in the fact that in normal operation no contact takes place and in the emergency mode, a gentle onset and then continuously continued delay can be performed.
  • pre-acceleration of the barrier device in the direction of travel of the impulse is reduced upon impact of the rail vehicle on the barrier device, so that the forces acting on the barrier device and the rail vehicle in the emergency braking, can be reduced as well as the delay of passengers in the braked train, which their fall and injury risk is significantly reduced.
  • a much greater braking distance can be planned in the track-limiting system according to the invention than in the case of conventional track closures, since according to the invention the provided braking distance is no lost track length and thus has the intended traction position in normal operation when the rail vehicle automatically slows down, no influence whatsoever.
  • the traverse path available for pre-acceleration and deceleration needs to be made sufficiently long for the barrier device.
  • the track-limiting system is designed with a brake block at the rail end as a barrier device.
  • the brake block is positioned at a stand-by position well in front of the track section end and is driven by its own drive in the direction of travel of the rail vehicle before it hits it - provided that the approach speed is sufficiently low.
  • the brake block z. B. by mechanical brakes are frictionally locked on the track.
  • an eddy current brake can be provided, which allows a strong contactless braking without wear, with the eddy current brake alone for physical reasons, a deceleration only up to a low residual speed of about 10 km / h, but not to a stop is possible.
  • an electric linear drive with a long stator is used, which is preferably laid between the rails in the track body, so that no additional lateral space is needed.
  • a linear induction motor LIM
  • rotor which is formed in the invention on the movable barrier device, only magnetically conductive sword plates made of copper.
  • This drive has the advantage that in the barrier device as a moving component no power supply for the drive is needed. Because no cable tow is required, even long braking distances can be realized.
  • the AC voltage of the traction current network is rectified into a constant voltage.
  • the DC voltage is then pulse width modulated: A switch repeatedly switches the voltage on and off at the desired time and for the required duration.
  • the result is rectangular pulses, which receive a sinusoidal, wave-like course due to the inductances of the stator coils, creating an exact traveling magnetic field.
  • the converter serves for the reactive power compensation with respect to the power grid and on the other hand generates the required output signal for a magnetic field with controllable traveling speed.
  • LSM linear synchronous motor
  • An LSM differs from the LIM in that the rotor instead of a copper or aluminum plate, a magnetic bar with alternating polarity is used.
  • the stator plunges into an approximately 40 millimeter wide air gap, which is formed on both sides by permanent magnets.
  • the asynchronous machine becomes a synchronous machine: Instead of inducing a magnetic field in the rotor medium, this is induced by the electromagnetic traveling field of the stators.
  • the magnetic field of the permanent magnets on the rotor interacts directly with the electrically generated traveling field in the stator.
  • the driven vehicle glides on the electromagnetic wave of the stator magnetic field.
  • the efficiency of the LSM is about 60% higher than the LIM.
  • the brakes being actuated.
  • the rail vehicle then runs on to the brake block.
  • the brake block is pre-accelerated in the direction of travel as soon as the occurrence of an emergency braking situation has been detected via the sensors and the control device and even before the rail vehicle impacts on the barrier device.
  • the relative speed between the barrier device and the rail vehicle is thereby reduced and the impact pulse is reduced.
  • the drive preferably replaces the present in conventional brake shoes frictional braking element. Opposite this In addition, it has the advantage that the braking force can be regulated. At the same time the drive has the task to reset the brake shoe after a shift due to a driveway to its starting position. However, in this embodiment, in emergency operation, no pre-acceleration for reducing the impact pulse is made.
  • FIG. 1 shows the schematic structure of a Gleiswegbegrenzungssystems 100 according to the invention in a side view. This is installed in the end section of a track 1 of a terminus station. The track end 5 is located directly in front of the platform 6.
  • a brake block 10 is positioned in a standby position away from the track end 5.
  • the in FIG. 1 illustrated standby position of the brake shoe 10 can maximally dodge over a braking distance L 2 , until it reaches the end point 5 with its rear boundary.
  • a lost track length L 1 results. This identifies that track section that is not passable by the rail vehicle 2. Passengers must therefore be in the in Fig. 1 illustrated situation of the head station in addition to the already given train length from the platform 6 from the additional route L 1 cover.
  • the distance and the speed of the incoming rail vehicle are measured by a measuring device 11, the distance and the speed of the incoming rail vehicle.
  • the data is sent to a control device 30 via a wireless data link 31. If the preset approach distance of the rail vehicle 2 to the brake shoe 10 is exceeded and at the same time the allowable approach speed is below the predetermined setpoint, then the normal operation case is detected in the control device 30.
  • the linear drive 10 is activated via a control line 32 in order to move the brake shoe 10 slowly away from the entering rail vehicle 10 in the direction of the track end 5.
  • FIG. 2 shows the situation of the entering train.
  • the rail vehicle 2 brakes independently, so that usually a contact with the brake shoe 10 is avoided.
  • the lost track length L1 'is in FIG. 2 already shorter in FIG. 1 ,
  • the brake block 10 deviates from the rail vehicle 2, but maintains a relatively constant distance and thus remains in the vicinity of the rail vehicle 2. Therefore, for the track-limiting system 100 is still a sufficient braking distance L2 'available to later change to the emergency braking mode to be able to. Is detected in the controller 30 that the rail vehicle 2 in the braking phase by itself not sufficiently delayed, the emergency braking operation can be initiated immediately by the traveling magnetic field for the movement of the brake shoe 10 is switched off in the linear drive 20 and thus abruptly an electromagnetic holding force is generated. In addition, frictional braking devices on the brake shoe 10 can be activated.
  • FIG. 3 shows the final position of the brake shoe 10, which is located directly on the track end 5 in front of the platform 6.
  • the lost track length L1 "now only corresponds to the length of the brake pad 10 itself and is therefore minimal. Accordingly, the rail vehicle 2 can advance in the direction of the track end 5.
  • FIG. 5A the course of the path s (t) of brake buffer and rail vehicles over time is shown in a first method example.
  • Fig. 5B shows the associated course of the speed v (t) over time.
  • the speed of an incoming rail vehicle with a mass of 400 t is detected by the sensor device placed at the waypoint.
  • the rail vehicle 2 approaches the track bender 10 unbraked, with an absolute velocity v A of 8 m / s.
  • the set safety speed vs of 5 m / s is exceeded.
  • Section 51 of the graph corresponds to the movement of the pre-accelerated brake shoe.
  • the simultaneous movement of the rail vehicle is indicated at 52.
  • FIG. 6A a further course of the path s (t) of brake buffer and rail vehicle over time;
  • Fig. 6B shows the associated course of the speed v (t) over time.
  • the mass of the rail vehicle is also 400t.
  • the speed of the incoming rail vehicle is about 4.70 m / s.
  • the braking force of the brake pad is 120 kN.
  • the rail vehicle strikes the brake block 10 at a residual speed of 4.20 m / s.
  • the rail vehicle 2 and brake block 10 unit moving together in phase 64 is uniformly decelerated by the linear drive and further brake devices on the brake block.
  • the braking distance between the impact point 63 and the standstill is about 30m; the braking time is 13s.
  • the linear drive 20 comprises so-called primary parts 21, ie current-carrying coils which are laid along the track, in particular in the track center.
  • the primary parts 21 are mounted on brackets 22 on the track and secured. In addition, they serve to side guide of secondary parts 12, which form the other half of the linear motor.
  • the secondary parts 12 are each located centrally with respect to one of the primary parts and are immovably connected to a crossbar 12 on the brake shoe 10.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Control Of Vehicles With Linear Motors And Vehicles That Are Magnetically Levitated (AREA)

Abstract

Gleiswegbegrenzungssystem (100) für Schienenfahrzeuge (20), mit wenigstens:- einer Barrierevorrichtung (10), die in einer Bremszone längsverschiebbar auf, zwischen oder neben den Schienen (1) eines Gleises gelagert ist;- einem Linearmotor (20), der zumindest in Teilen der Bremszone im Gleis oder neben dem Gleis angeordnet ist und durch welchen die Barrierevorrichtung (10) entlang des Gleises verfahrbar ist;- einer fernbetätigbaren Bremsvorrichtung, mittels derer die Barrierevorrichtung (10) in Längsrichtung gegenüber dem Gleis verzögerbar und/oder im Gleis arretierbar ist;- einer Sensoreinrichtung (11) zur Messung der Geschwindigkeit eines vor oder in der Bremszone befindlichen Schienenfahrzeugs (2) und/oder zur Messung des Abstands des Schienenfahrzeugs (2) von der Barrierevorrichtung (10); und- einer Steuerungseinheit (30) zur Betätigung der Bremsvorrichtung und/oder zur Ansteuerung des Linearmotors (20) in Abhängigkeit von der über die Sensoreinrichtung ermittelten Geschwindigkeit und/oder des Abstands des Schienenfahrzeugs (2).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Gleiswegbegrenzungssystem für Schienenfahrzeuge.
  • Um Schienenfahrzeuge zu stoppen, werden an Gleisenden Bremsprellböcke errichtet. Zum Stoppen eines Schienenfahrzeugs an einer bestimmten Position im Gleis oder zum temporären Sperren eines Gleisabschnitts kommen Bremsschuhe zum Einsatz.
  • Ein herkömmlicher Gleisabschluss besteht aus einem Bremsprellbock, der in der Lage ist, die kinetische Energie eines Schienenfahrzeugs auf einem fest definiertem Bremsweg umzusetzen und dieses dadurch abzubremsen. Ein solcher Gleisabschluss benötigt eine "verlorene Gleislänge", die sich aus der Summe der Baulänge des Prellbocks und der Länge des Bremswegs im Falle einer Notbremsung ergibt. im Normalbetrieb bremst das Schienenfahrzeug rechtzeitig durch eigene Bremsen und kommt vor dem Bremsprellbock zum Stehen. Die verlorene Gleislänge wird benötigt, auch wenn im Normalbetrieb der Bremsweg überhaupt nicht beansprucht wird. In Kopfbahnhöfen führt sie dazu, dass der einfahrende Zug im Normalbetrieb ein deutliches Stück vor dem eigentlichen Gleisende halten muss, so dass Fahrgäste entsprechend weit laufen müssen.
  • Bremsschuhe sind Radvorleger für Schienenfahrzeuge. Die Bremskraft wird einerseits aus der der Gewichtskraft der Fahrzeugräder durch Reibung einer Sohle, die sich zwischen Rad und Schiene befindet, und/oder aus zusätzlichen Bremselementen erzeugt. Bremsschuhe befinden sich entweder direkt auf den Fahrschienen (BS) oder auf Zusatzschienen, von wo aus sie bedarfsweise auf die Fahrschienen gelegt werden. Auch Bremsschuhe müssen so weit vorn, also entgegen der Fahrtrichtung des ankommenden Schienenfahrzeugs, positioniert werden, dass dahinter stets ein ausreichend langer Bremsweg zur Verfügung steht, um ein zu schnell ankommendes Schienenfahrzeugs sicher aufzuhalten können, bevor es zum Beispiel in eine Weiche einfahren kann. Auch bei Verwendung eines Bremsschuhs im Gleis ist somit eine verlorene Gleislänge zu berücksichtigen.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Gleiswegbegrenzungssystem für Schienenfahrzeuge anzugeben, mit dem die verlorene Gleislänge deutlich reduziert werden kann, insbesondere nahezu auf die Länge der eingesetzten Barrierevorrichtung begrenzt werden kann.
  • Die mit der Erfindung bereit gestellte Lösung besteht in einem Gleiswegbegrenzungssystem für Schienenfahrzeuge mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Dieses sieht als wesentlichen Erfindungsgedanken eine über einen Antrieb längs im Gleis verschiebbare Barrierevorrichtung vor, die zunächst soweit gegen die Fahrtrichtung des sf vorgefahren wird, dass hinter ihr ein ausreichender Bremsweg gebildet wird. Die Geschwindigkeit des ankommenden Schienenfahrzeugs wird fortlaufend gemessen. Fährt das Fahrzeug langsam genug an die Barrierevorrichtung heran, so zieht sich diese automatisch vor dem Schienenfahrzeug zurück bis zum Gleisabschnittsende. Es gibt also im Normalbetrieb des Gleiswegbegrenzungssystems keine Berührung zwischen Schienenfahrzeug und Barrierevorrichtung.
  • Wird hingegen festgestellt, dass das Schienenfahrzeug zu schnell auf die Barrierevorrichtung treffen wird, so wirkt diese über eine Steuerung einer fernbetätigbaren, reibschlüssigen Bremseinrichtung und/oder des Linearantriebs verzögernd, das heißt, es erfolgt ein Kontakt der Barrierevorrichtung mit dem Schienenfahrzeug. Über den Reibschluss der Bremsvorrichtung mit den Schienen und/oder den in einen Bremsmodus nach dem Prinzip der Wirbelstrombremse geschalteten elektrischen Linearantrieb wird das Schienenfahrzeug abgebremst. Die Bremsung erfolgt allein durch Energieumwandlung kinetischer Energie an mechanischen Bremsen und dem bremsend wirkenden Antrieb. Es werden jedoch keine Elemente plastisch verformt oder mechanisch zerstört. Selbst nach einer durchgeführten Notbremsung kann der über ein erfindungsgemäßes Gleiswegbegrenzungssystem abgesicherte Gleisabschnitt sofort wieder genutzt werden. Nachdem der Zug den Gleisabschnitt wieder verlassen hat, wird die Barrierevorrichtung mittels des Linearantriebs wieder vorgeschoben und steht erneut in Bereitschaft, um einen ankommenden Zug im Notfall abzufangen.
  • Der besondere Vorteil der Erfindung liegt darin, dass im Normalbetrieb keine Berührung erfolgt und im Notbetrieb eine sacht einsetzende und dann stufenlos fortgesetzte Verzögerung durchgeführt werden kann. Durch eine Vorbeschleunigung der Barrierevorrichtung in Fahrtrichtung wird der Impuls beim Auftreffen des Schienenfahrzeugs auf die Barrierevorrichtung reduziert, so dass die Kräfte, die bei der Notbremsung auf die Barrierevorrichtung und das Schienenfahrzeug wirken, ebenso reduziert werden können wie die Verzögerung von Fahrgästen im abgebremsten Zug, wodurch sich deren Sturz- und Verletzungsrisiko deutlich senkt. Um eine sanfte Verzögerung durchführen zu können, kann bei dem erfindungsgemäßen Gleiswegbegrenzungssystem ein sehr viel größerer Bremsweg eingeplant werden als bei herkömmlichen Gleisabschlüssen, denn nach der Erfindung ist der vorgesehene Bremsweg ja keine verlorene Gleislänge und hat somit auf die vorgesehene Zugposition im Normalbetrieb, wenn das Schienenfahrzeug selbsttätig bremst, überhaupt keinen Einfluss. Um bei dem Gleiswegbegrenzungssystem der Erfindung den Bremsweg zu vergrößern und entsprechend die maximalen Verzögerungswerte für den Fall der Notbremsung zu begrenzen, muss lediglich der für die Vorbeschleunigung und Verzögerung zur Verfügung stehende Verfahrweg für die Barrierevorrichtung ausreichend lang ausgebildet sein.
  • In einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist das Gleiswegbegrenzungssystem mit einem Bremsprellbock am Gleisende als Barrierevorrichtung ausgebildet. Der Bremsprellbock wird auf einer Bereitschaftsposition, die deutlich vor dem Gleisabschnittsende liegt, positioniert und wird durch einen eigenen Antrieb in Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs verfahren, bevor dieses auf ihn auftrifft - vorausgesetzt, die Annäherungsgeschwindigkeit ist ausreichend gering.
  • Falls nicht, kann der Bremsprellbock z. B. durch mechanische Bremsen reibschlüssig am Gleis verriegelt werden. Zusätzlich kann eine Wirbelstrombremse vorgesehen sein, die eine starke berührungslose Bremsung ohne Verschleiß ermöglicht, wobei durch die Wirbelstrombremse allein aus physikalischen Gründen eine Abbremsung nur bis zu einer geringen Restgeschwindigkeit von etwa 10 km/h, aber nicht bis zum Stillstand möglich ist.
  • Um die Barrierevorrichtung zwischen ihrer vorgeschobenen Bereitschaftsposition und der rückwärtigen Rückzugsposition zu verfahren, kommt insbesondere ein elektrischer Linearantrieb mit einem Langstator zum Einsatz, der vorzugsweise zwischen den Schienen im Gleiskörper verlegt ist, so dass kein zusätzlicher seitlicher Bauraum benötigt wird. Bei einem linearen Induktionsmotor (LIM) befinden sich am Läufer, der bei der Erfindung an der beweglichen Barrierevorrichtung ausgebildet wird, nur magnetisch leitfähige Schwertplatten aus Kupfer. Dieser Antrieb hat den Vorteil, dass bei der Barrierevorrichtung als beweglichem Bauteil keine Stromversorgung für den Antrieb benötigt wird. Weil keine Kabelschleppe erforderlich ist, können auch lange Bremswege realisiert werden.
  • Durch den Einsatz von Frequenzumrichtern wird die Wechselspannung des Bahnstromnetzes in eine konstante Spannung gleichgerichtet. Die Gleichspannung wird dann pulsweitenmoduliert: Ein Schalter schaltet die Spannung zum gewünschten Zeitpunkt und für die benötigte Dauer wiederholt ein und aus. Es entstehen Rechteckimpulse, die aufgrund der Induktivitäten der Statorspulen einen sinusartigen, wellenförmigen Verlauf erhalten, wodurch ein exaktes Wandermagnetfeld entsteht. So dient der Umrichter einerseits der Blindleistungskompensation gegenüber dem Stromnetz und erzeugt andererseits das benötigte Ausgangssignal für ein Magnetfeld mit steuerbarer Wandergeschwindigkeit.
  • Als Antrieb kann weiterhin ein LSM ("linear synchronous motor") vorgesehen sein. Ein LSM unterscheidet sich vom LIM darin, dass beim Läufer statt einer Kupfer- oder Aluminiumplatte ein Magnetbalken mit alternierender Polarität eingesetzt wird. Der Stator taucht in einen etwa 40 Millimeter breiten Luftspalt ein, der beidseitig von Permanentmagneten gebildet wird. Die Asynchronmaschine wird dabei zur Synchronmaschine: Statt der Induktion eines Magnetfelds im Läufermedium wird dieses vom elektromagnetischen Wanderfeld der Statoren induziert. Das Magnetfeld der Permanentmagnete am Läufer interagiert direkt mit dem elektrisch erzeugten Wanderfeld im Stator. Das angetriebene Fahrzeug gleitet quasi auf der elektromagnetischen Welle des Statormagnetfeldes. Der Wirkungsgrad des LSM ist etwa 60% höher als beim LIM.
  • Wird mittels in der Nähe der Bereitschaftsposition messender Sensoren und der zugehörigen Steuerungseinheit erkannt, dass sich das Schienenfahrzeug zu schnell nähert, wird dies als Notsituation erkannt und der Notbetrieb eingeleitet, wobei die Bremsen betätigt werden. Das Schienenfahrzeug läuft dann auf den Bremsprellbock auf. Über eine Variation der Bremskraft während des Bremswegs kann die Verzögerung des Schienenfahrzeugs beeinflusst werden.
  • Bevorzugt ist aber vorgesehen, dass der Bremsprellbock in Fahrtrichtung vorbeschleunigt wird, sobald der Eintritt einer Notbremssituation über die Sensoren und die Steuerungseinrichtung erkannt worden ist und noch bevor das Schienenfahrzeug auf die Barrierevorrichtung aufprallt. Die Relativgeschwindigkeit zwischen der Barrierevorrichtung und dem Schienenfahrzeug wird dadurch reduziert und der Aufprallimpuls verringert. Dies gilt insbesondere für den als Barrierevorrichtung nach der ersten Ausführungsform der Erfindung verwendeten Bremsprellbock
  • Die weitere Verzögerung nach dem Aufprall erfolgt durch den als Wirbelstrombremse wirkenden Antrieb des Bremsprellbocks und ggf. durch zusätzlich betätigte reibschlüssige Bremselemente, so dass das Schienenfahrzeug bis zum Stillstand abgebremst wird.
  • Beim Bremsschuh als Barrierevorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ersetzt der Antrieb vorzugsweise das bei herkömmlichen Bremsschuhen vorhandene reibschlüssige Bremselement. Gegenüber diesem hat er zusätzlich den Vorteil, dass die Bremskraft geregelt werden kann. Gleichzeitig hat der Antrieb die Aufgabe, den Bremsschuh nach einer Verschiebung infolge einer Auffahrt in seine Ausgansposition zurückzusetzen. Allerdings wird bei dieser Ausführungsform im Notbetrieb keine Vorbeschleunigung zur Reduktion des Aufprallimpulses vorgenommen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Die Figuren zeigen im Einzelnen:
    • Fig. 1 bis 4
    jeweils ein Gleiswegbegrenzungssystem in schematischer Seitenansicht, in verschiedenen Betriebsstadien;
    Fig. 5A
    der Verlauf des Weges von Bremsprellbock und Schienenfahrzeuge über der Zeit bei einem ersten Versuch;
    Fig. 5B
    der Verlauf der Geschwindigkeit von Bremsprellbock und Schienenfahrzeuge über der Zeit bei dem ersten Versuch;
    Fig. 6A
    der Verlauf des Weges von Bremsprellbock und Schienenfahrzeuge über der Zeit bei einem zweiten Versuch;
    Fig. 6B
    der Verlauf der Geschwindigkeit von Bremsprellbock und Schienenfahrzeuge über der Zeit bei dem zweiten Versuch; und
    Fig. 7
    ein Bremsprellbock des erfindungsgemäßen Gleiswegbegrenzungssystems in Ansicht von vorn.
  • Figur 1 zeigt den schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen Gleiswegbegrenzungssystems 100 in seitlicher Ansicht. Dieses ist im Endabschnitt eines Gleises 1 eines Kopfbahnhofs installiert. Das Gleisende 5 liegt unmittelbar vor dem Bahnsteig 6.
  • Ein Bremsprellbock 10 ist in einer vom Gleisende 5 entfernt liegenden Bereitschaftsposition postiert. In der in Figur 1 dargestellten Bereitschaftsposition kann der Bremsprellbock 10 maximal über einen Bremsweg L2 ausweichen, bis er mit seiner rückwärtigen Begrenzung den Endpunkt 5 erreicht. Gemessen von seiner vorderen Kontaktfläche, welche den Puffern 3 eines ankommenden Schienenfahrzeugs 2 zugewandt ist, bis zum Endpunkt 5 des Gleises 1 ergibt sich eine verlorene Gleislänge L1. Diese kennzeichnet denjenigen Gleisabschnitt, der vom Schienenfahrzeug 2 nicht befahrbar ist. Fahrgäste müssen also in der in Fig. 1 dargestellten Situation des Kopfbahnhofs zusätzlich zur ohnehin gegebenen Zuglänge vom Bahnsteig 6 aus zusätzlich den Weg L1 zurücklegen.
  • In der Bereitschaftsposition des Bremsprellbocks 10 in Figur 1 werden von einer Messvorrichtung 11 der Abstand und die Geschwindigkeit des ankommenden Schienenfahrzeugs gemessen. Die Daten werden über eine drahtlose Datenstrecke 31 an eine Steuerungseinrichtung 30 gegeben. Wenn der voreingestellte Annäherungsabstand des Schienenfahrzeugs 2 an den Bremsprellbock 10 unterschritten ist und zugleich die zulässige Annäherungsgeschwindigkeit unter dem vorgegebenen Sollwert liegt, dann wird in der Steuerungseinrichtung 30 der normale Betriebsfall erkannt. Über eine Steuerleitung 32 wird der Linearantrieb 10 aktiviert, um den Bremsprellbock 10 langsam vor dem einfahrenden Schienenfahrzeug 10 weg in Richtung des Gleisendes 5 zu bewegen.
  • Figur 2 zeigt die Situation des einfahrenden Zuges. Das Schienenfahrzeug 2 bremst selbstständig ab, so dass in der Regel ein Kontakt mit dem Bremsprellbock 10 vermieden wird. Die verlorene Gleislänge L1' ist in Figur 2 bereits kürzer also noch in Figur 1. Auch der verbleibende Bremsweg L2' ist verkürzt.
  • Der Bremsprellbock 10 weicht zwar vor dem Schienenfahrzeug 2 aus, wahrt aber einen relativ konstanten Abstand und bleibt somit in der Nähe des Schienenfahrzeugs 2. Daher steht für das Gleiswegbegrenzungssystem 100 immer noch ein ausreichender Bremsweg L2' zur Verfügung, um noch nachträglich in den Notbremsmodus wechseln zu können. Wird in der Steuerungseinrichtung 30 erkannt, dass das Schienenfahrzeug 2 in der Bremsphase von selbst nicht ausreichend verzögert, kann sofort der Notbremsbetrieb eingeleitet werden, indem im Linearantrieb 20 das wandernde Magnetfeld für die Bewegung des Bremsprellbocks 10 abgeschaltet wird und somit schlagartig eine elektromagnetische Haltekraft erzeugt wird. Zusätzlich können reibschlüssige Bremseinrichtungen am Bremsprellbock 10 aktiviert werden.
  • Figur 3 zeigt die Endposition des Bremsprellbocks 10, der sich unmittelbar am Gleisende 5 vor dem Bahnsteig 6 befindet. Die verlorene Gleislänge L1" entspricht jetzt nur noch der Länge des Bremsprellbocks 10 selbst und ist daher minimal. Entsprechend weit kann das Schienenfahrzeug 2 in Richtung des Gleisendes 5 vorrücken.
  • In Figur 4 ist das Schienenfahrzeug 2 bereits wieder ausgefahren. Der Bremsprellbock 10 wurde mittels des Linearantriebs 20 wieder in seine vorgeschobene Bereitschaftsposition gebracht.
  • In Figur 5A ist der Verlauf des Weges s(t) von Bremsprellbock und Schienenfahrzeuge über der Zeit an einem ersten Verfahrensbeispiel dargestellt. Fig. 5B zeigt den zugehörigen Verlauf der Geschwindigkeit v(t) über der Zeit.
  • Beim Wegpunkt s=0 m wird die Geschwindigkeit eines ankommenden Schienenfahrzeugs mit einer Masse von 400 t von der an dem Wegpunkt platzierten Sensoreinrichtung erfasst. Der Gleisprellbock 10 befindet sich in Fahrtrichtung gesehen bei s=10m, also hinter dem Ausgangspunkt der Messstrecke. Seine Position markiert zugleich den Beginn des möglichen Bremswegs. Das Schienenfahrzeug 2 nähert sich dem Gleisprellbock 10 ungebremst, mit einer Absolutgeschwindigkeit vA von 8 m/s. Die festgesetzte Sicherheitsgeschwindigkeit vs von 5 m/s ist damit überschritten. Die Steuerungseinheit 30 löst daraufhin den Linearantrieb des Bremsprellbocks aus und beschleunigt diesen auf eine Geschwindigkeit von vP= 1 m/s. In den Diagrammen in Fig. 5A, 5B entspricht der Abschnitt 51 des Graphen der Bewegung des vorbeschleunigten Bremsprellbocks. Die zeitgleiche Bewegung des Schienenfahrzeugs ist mit 52 gekennzeichnet.
  • Etwa bei einer Zeit t=1,5 s nach Auslösung des Notbremsvorgangs trifft das Schienenfahrzeug 2 am Punkt 53 ungebremst auf den Bremsprellbock 10. Dieser übt eine Bremskraft von etwa 200 kN aus, so dass die sich ab hier gemeinsam bewegende Einheit aus Schienenfahrzeug 2 und Bremsprellbock 10 während einer Phase 54 gleichmäßig verzögert wird, bis sie nach etwa 17,7 s und etwa 65 m Bremsweg gemeinsam am Punkt 55 zum Stillstand kommen.
  • In Figur 6A ist ein weiterer Verlauf des Weges s(t) von Bremsprellbock und Schienenfahrzeug über der Zeit dargestellt; Fig. 6B zeigt den zugehörigen Verlauf der Geschwindigkeit v(t) über der Zeit. Bei dem in den Figuren 6A, 6B dargestellten zweiten Versuch beträgt die Masse des Schienenfahrzeugs ebenfalls 400t. Die Geschwindigkeit des ankommenden Schienenfahrzeugs beträgt etwa 4,70 m/s. Die Bremskraft des Bremsprellbocks beträgt 120 kN.
  • Ab dem Wegpunkt s=0 m verzögert das Schienenfahrzeug in der Phase 62 selbständig mit a=-0,10 m/s2 Der Gleisprellbock 10 befindet sich in Fahrtrichtung gesehen bei s=10m. Er wird nach Erkennen einer Notbremssituation aufgrund zu schneller Annäherung und gleichzeitig zu geringer Verzögerung des Schienenfahrzeugs in der Phase 61 auf 1,00 m/s vorbeschleunigt.
  • Beim Punkt 63 trifft das Schienenfahrzeug mit einer Restgeschwindigkeit von 4,20 m/s auf den Bremsprellbock 10. Die sich in der Phase 64 gemeinsam bewegende Einheit aus Schienenfahrzeug 2 und Bremsprellbock 10 wird durch den Linearantrieb und weitere Bremseinrichtungen am Bremsprellbock gleichmäßig verzögert. Der Bremsweg zwischen dem Auftreffpunkt 63 und dem Stillstand beträgt etwa 30m; die Bremsdauer beträgt 13s.
  • Figur 7 zeigt den verfahrbaren Bremsprellbock 10, der das wesentliche Element in dem erfindungsgemäßen Gleiswegbegrenzungssystem 100 bildet, in einer Ansicht von vorn. Der Bremsprellbock 10 ist überwiegend in üblicher Weise aufgebaut und umfasst insoweit:
    • ein Grundgestell 15;
    • Füße 14, die die Schienenköpfe der Schienen 1 jeweils formschlüssig umgreifen;
    • Seitenpuffer 13.1 und einen Mittelpuffer 13.2
  • Aufgrund der Erfindung hinzugekommen sind:
    • eine Sensoreinrichtung 11 zur Abstands- und Geschwindigkeitsmessung und
    • ein elektromagnetischer Linearantrieb 20.
  • Der Linearantrieb 20 umfasst sogenannte Primärteile 21, also stromdurchflossene Spulen, die entlang des Gleises, insbesondere in der Gleismitte, verlegt sind. Die Primärteile 21 sind über Halterungen 22 am Gleis gelagert und befestigt. Außerdem dienen sie der Seitenführung von Sekundärteilen 12, die die andere Hälfte des Linearmotors bilden. Die Sekundärteile 12 befinden sich jeweils mittig in Bezug auf eines der Primärteile und sind unbeweglich mit einer Traverse 12 am Bremsprellbock 10 verbunden.

Claims (8)

  1. Gleiswegbegrenzungssystem (100) für Schienenfahrzeuge (20), mit wenigstens:
    - einer Barrierevorrichtung (10), die in einer Bremszone längsverschiebbar auf, zwischen oder neben den Schienen (1) eines Gleises gelagert ist,
    - einem Linearmotor (20), der zumindest in Teilen der Bremszone im Gleis oder neben dem Gleis angeordnet ist und durch welchen die Barrierevorrichtung (10) entlang des Gleises verfahrbar ist;
    - einer fernbetätigbaren Bremsvorrichtung, mittels derer die Barrierevorrichtung in Längsrichtung gegenüber dem Gleis verzögerbar und/oder im Gleis arretierbar ist;
    - einer Sensoreinrichtung (11) zur Messung der Geschwindigkeit eines vor oder in der Bremszone befindlichen Schienenfahrzeugs (2) und/oder zur Messung des Abstands des Schienenfahrzeugs (2) von der Barrierevorrichtung (10);
    - einer Steuerungseinheit (30) zur Betätigung der Bremsvorrichtung und/oder zur Ansteuerung des Linearmotors (20) in Abhängigkeit von der über die Sensoreinrichtung ermittelten Geschwindigkeit und/oder des Abstands des Schienenfahrzeugs (2).
  2. Gleiswegbegrenzungssystem (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Barrierevorrichtung ein Bremsprellbock (10) ist.
  3. Gleiswegbegrenzungssystem (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Barrierevorrichtung ein Bremsschuh ist.
  4. Gleiswegbegrenzungssystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsvorrichtung durch den Linearmotor (20) gebildet ist.
  5. Gleiswegbegrenzungssystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine an wenigstens einer Schiene reibschlüssig wirkende Bremsvorrichtung vorgesehen ist.
  6. Gleiswegbegrenzungssystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Barrierevorrichtung (10) mit wenigstens einem Führungsschuh (14) wenigstens eine Schiene (1) umfasst.
  7. Gleiswegbegrenzungssystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Stator des Linearmotors mittig zwischen den Schienen erstreckt.
  8. Verfahren zur Sicherung eines Gleisabschnitts oder eines Gleisendes mittels eines Gleiswegbegrenzungssystems (100) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
    mit wenigstens folgenden Schritten:
    - Vorfahren der Barrierevorrichtung (10) mittels des Linearmotors (20) in eine Sicherheitszone, die am Anfang der Bremszone oder gegen die Fahrtrichtung gesehen davor angeordnet ist;
    - Erfassen eines ankommenden Schienenfahrzeugs (2) mittels der Sensoreinrichtung oder einer Detektoreinrichtung;
    - Fortlaufende Bestimmung einer Absolutgeschwindigkeit und/oder einer Relativgeschwindigkeit und/oder eines Abstands zwischen der Barrierevorrichtung (10) und einem ankommenden Schienenfahrzeug mittels der Sensoreinrichtung,
    - Steuern der Längsposition der Barrierevorrichtung (10) im Gleis, wobei:
    - die Barrierevorrichtung innerhalb der Bremszone vor dem ankommenden Schienenfahrzeug (20) unter Wahrung eines Mindestabstands hierzu in Fahrtrichtung vorgezogen wird, sofern die Absolutgeschwindigkeit vA des Schienenfahrzeugs (20) kleiner als oder gleich wie eine Sicherheitsgeschwindigkeit vs ist; oder
    - die Barrierevorrichtung (10) innerhalb der Bremszone festgesetzt wird und/oder das Schienenfahrzeug (20) entgegen der Fahrtrichtung verzögert, sofern die Absolutgeschwindigkeit vA des Schienenfahrzeugs (20) größer als eine Sicherheitsgeschwindigkeit vs ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE182373C (de) *
US3398276A (en) * 1964-05-28 1968-08-20 Dine Rene Edouard Marshalling yard apparatus
DE2109123B1 (de) * 1971-02-26 1972-07-13 August Thyssen-Hütte AG, 4100 Duisburg Gleisabschlussbremse

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202010000526U1 (de) * 2010-04-01 2011-10-05 A. Rawie Gmbh & Co. Kg Gleisanlage mit Prellbock

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE182373C (de) *
US3398276A (en) * 1964-05-28 1968-08-20 Dine Rene Edouard Marshalling yard apparatus
DE2109123B1 (de) * 1971-02-26 1972-07-13 August Thyssen-Hütte AG, 4100 Duisburg Gleisabschlussbremse

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