Rangierablaufanlage mit einer Mehrzahl von Gleisbremsen und zu deren Energieversorgung eingerichteten Bremsstromquellen sowie ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Rangierablaufanlage

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Rangierablaufanlage mit einer Mehrzahl von Gleisbremsen und zu deren Energieversorgung eingerichteten Bremsstromquellen sowie ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Rangierablaufanlage.
Die Erfindung soll bei Erstausrüstung und Betrieb derartiger Rangierablaufanlagen eine Kostenersparnis gegenüber dem bekannten Stand der Technik bieten.
Hierzu ist verfahrensorientiert vorgesehen, dass vor dem Einlaufen eines Ablaufes in die für diesen Ablauf zuständige Gleisbremse (1) mittels eines elektrischen Schaltwerkes (2) eine elektrische Verbindung zwischen dieser Gleisbremse (1) und einer Bremsstromquelle (3) hergestellt sowie nach dessen vollständigem Durchlaufen durch die Gleisbremse wieder getrennt wird.
Vorrichtungsorientiert ist ein zum Herstellen oder Trennen einer elektrischen Verbindung zwischen einer Gleisbremse (1) und einer Bremsstromquelle (3) ausgelegtes elektrisches Schaltwerk (2) vorgesehen, dessen Steuerung (4) mit einem Ablauf-Steuerrechner der Rangierablaufanlage datentechnisch verbindbar ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Rangierablaufanlage mit einer Mehrzahl von Gleisbremsen und zu deren Energieversorgung eingerichteten Bremsstromquellen sowie ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Rangierablaufanlage.

[0002] In Eisenbahnrangieranlagen müssen die unter Ausnützung der Schwerkraft von einem Ablaufberg in die einzelnen Sortier- bzw. Richtungsgleise einlaufenden Güterwagen auf eine definierte, vom Füllungsgrad des aufnehmenden Richtungsgleises abhängige Geschwindigkeit heruntergebremst werden. Hierzu kommen üblicherweise Gleisbremsen zum Einsatz, welche ortsfest am oder im Gleis montiert sind und deren Bremskraft bei jedem ablaufenden Waggon durch eine zentrale Steuerungsinstanz berechnet und eingestellt wird. Elektrodynamische Gleisbremsen stellen hierfür eine bewährte und weit verbreitete Bauform dar. Das funktionale Prinzip der elektrodynamischen Gleisbremse - welche bisweilen auch als Wirbelstrom-Gleisbremse bezeichnet wird - basiert darauf, dass ein im wesentlicher U-förmiger Trog aus ferromagnetischem Material jede Fahrschiene des Gleises von unten her umgreift. Mit Hilfe elektrisch durchflossener Spulen wird in den U-förmigen Trog ein magnetisches Feld induziert, so dass ein offener Magnetkreis entsteht, wobei dann die freien Enden der beiden Schenkel eines U-förmigen Troges magnetische Polflächen bilden. Auf diesen Polflächen sind translatorisch verschiebbare Bremsbalken gelagert. Die Bremsbalken sind dabei so angeordnet, dass die einander gegenüberliegenden Bremsbalken jeweils eine Rille bilden, durch die jedes auf der zugehörigen Fahrschiene rollende Rad eines Schienenfahrzeuges hindurch muss (sog. "Bremsrille"). Sobald ein metallenes Rad eines Schienenfahrzeuges die Bremsrille zwischen den beiden Bremsbalken durchfährt, werden die Bremsbalken durch Einwirken magnetischer Kräfte an das Rad des Schienenfahrzeuges angelegt bzw. angepresst. Durch Einstellen der Stromzufuhr kann somit die auf das Fahrzeugrad einwirkende Bremskraft reguliert werden.

[0003] In der Praxis bereitet die Dimensionierung der Stromversorgung derartiger elektrodynamischer Gleisbremsen immer wieder Probleme. Da die Betriebseinschränkungen der Rangierablaufanlage im Falle eines Ausfalls der Stromzufuhr so gering wie möglich zu halten sind, ist jeder Gleisbremse zur Erhöhung der Betriebsverfügbarkeit eine eigene Bremsstromquelle zugeordnet. Dadurch können zwar die Auswirkungen eines Stromquellen-Ausfalls örtlich auf ein einzelnes Gleis isoliert werden. Allerdings entstehen durch die hohe Anzahl an Stromquellen erhebliche Kosten für Investitionen und Betriebsführung.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rangierablaufanlage mit einer Mehrzahl von Gleisbremsen und zu deren Energieversorgung eingerichteten Bremsstromquellen sowie ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Rangierablaufanlage bereitzustellen, welche bei Erstausrüstung und Betrieb derartiger Rangierablaufanlagen eine Kostenersparnis gegenüber dem bekannten Stand der Technik bieten.

[0005] Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Betriebsverfahrens in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass vor dem Einlaufen eines Ablaufes in die für diesen Ablauf zuständige Gleisbremse mittels eines elektrischen Schaltwerkes eine elektrische Verbindung zwischen dieser Gleisbremse und einer Bremsstromquelle hergestellt sowie nach dessen vollständigem Durchlaufen durch die Gleisbremse wieder getrennt wird.

[0006] Dies stellt eine Abkehr vom bisherigen konstruktiven Grundkonzept dar, wonach jeder Gleisbremse eine eigenständige Bremsstromquelle zugeordnet ist. Durch das erfindungsgemäße Prinzip wird die für den jeweils nächsten freizugebenden Ablauf zuständige Gleisbremse lediglich für die effektive Dauer des Bremsvorgangs an eine Bremsstromquelle angekoppelt, wobei die Bremsstromquelle dann nach Abschluss dieses Bremsvorganges für einen nachfolgenden Bremsvorgang einer einem anderen Gleis zugeordneten Gleisbremse wiederum zur Verfügung steht. Dabei wird die minimale Gesamtzahl von Bremsstromquellen in Bezug auf die gesamte Rangierablaufanlage durch die Anzahl gleichzeitig möglicher Bremsvorgänge bestimmt, wobei das Spurplan-Layout der Ablaufanlage und die realisierte Abdrückgeschwindigkeit hierfür maßgebliche Einflussgrößen sind. Dieser ungünstigste Betriebszustand der maximalen Anzahl zeitgleicher Bremsvorgänge wird dann erreicht, wenn einzelne Schienenfahrzeuge bei höchster Abdrück- bzw. Abstoß-Frequenz in jeweils verschiedene Gleise der Ablaufanlage einlaufen und zugleich unterschiedlich lange Laufwege zwischen Abdrück- bzw. Abstoß- und Zielort sowie stark differierende Laufeigenschaften der abgedrückten bzw. abgestoßenen Fahrzeuge vorhanden sind. Diese minimale Gesamtzahl kann dann sinnvoller Weise noch um jeweils eine als Wartungsreserve dienende Bremsstromquelle sowie gegebenenfalls eine weitere redundante Bremsstromquelle zur Erhöhung der Verfügbarkeit erhöht werden. Insgesamt stellt dies aber dennoch eine deutliche Verringerung des für den Betrieb einer Rangierablaufanlage erforderlichen Anlagenumfangs dar.

[0007] Das erfinderische Konzept sieht ferner vor, dass an der mit einer Gleisbremse in elektrischer Verbindung geschalteten Bremsstromquelle eine Stromstärke in Abhängigkeit von Bremsparametern des nächstfolgenden Ablaufes eingestellt wird. Hierzu ergeht von einer das elektrische Schaltwerk ansteuernden Steuerungseinrichtung zeitverzögert zu diesem Ansteuerungsvorgang ein Signal zum Einstellen des für die Bremsung des nächsten Ablaufes erforderlichen Gleichstroms an die Bremsstromquelle. Dieser erforderliche Strom wird von der Steuerungseinrichtung in Abhängigkeit von den Bremsparametern des nächstfolgenden Ablaufes (wie beispielsweise Masse, prognostizierte Einlauf- und zu erreichende Zielgeschwindigkeit des Ablaufs etc.), welche aus der Ablaufsteuerung der Rangierablaufanlage abrufbar sind, bestimmt.

[0008] Optional kann ein Quittierungssignal über das erfolgreiche Herstellen der elektrischen Verbindung zwischen Gleisbremse und Bremsstromquelle in einer übergeordneten Ablaufsteuerung der Rangierablaufanlage als Eingangsbedingung für die Freigabe des nächstfolgenden Ablaufes über die Gleisbremse verarbeitet werden. Auf diese Weise können eine Rückkopplung über die Funktionsfähigkeit des Schaltwerkes und dessen Ansteuerung in die Ablaufsteuerung eingebracht und eventuelle Fehlfunktionen vermieden werden. Dieses Quittierungssignal kann auch eine Quittierung des Einstellens einer für den nächsten Ablauf korrekten Stromstärke an der mit der Gleisbremse verschalteten Bremsstromquelle beinhalten, falls diese Ausführungsvariante des Erfindungskonzeptes Berücksichtigung findet.

[0009] Die oben genannte Aufgabe wird ferner vorrichtungsorientiert in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruches 3 erfindungsgemäß durch ein zum Herstellen oder Trennen einer elektrischen Verbindung zwischen einer Gleisbremse und einer Bremsstromquelle ausgelegtes elektrisches Schaltwerk gelöst, dessen Steuerung mit einem Ablauf-Steuerrechner der Rangierablaufanlage datentechnisch verbindbar ist. Über diese datentechnische Verbindung zwischen der Schaltwerks-Steuerung und dem Ablauf-Steuerrechner der Rangierablaufanlage wird der Informationsaustausch hinsichtlich des nächstfolgenden Ablaufes, insbesondere dessen Ziel-Gleis und damit der Identität der hierfür als nächstes mit der Bremsstromquelle zu verbindenden Gleisbremse, sichergestellt.

[0010] Die erfindungsgemäße Vorrichtung sieht ferner vor, dass die Bremsstromquelle mittels einer Steuerleitung mit der Steuerung des Schaltwerkes verbunden ist. Über diese Steuerleitung ist die Stromstärke der mit einer Gleisbremse in elektrischer Verbindung geschalteten Bremsstromquelle in Abhängigkeit von den bereits weiter oben erwähnten Bremsparametern des über diese Gleisbremse nächstfolgenden Ablaufes einstellbar.

[0011] Der Erfindungsgedanke wird in nachfolgender Figur visualisiert. Es zeigt:

Figur 1 Schemadarstellung einer erfindungsgemäßen Rangierablaufanlage

[0012] Die Figur 1 zeigt die aus einer Mehrzahl von Gleisbremsen (1), einer Mehrzahl von Bremsstromquellen (3) sowie einem elektrischem Schaltwerk (5) zum Herstellen bzw. Auflösen elektrischer Verbindungen zwischen den Gleisbremsen und jeweils einer der Bremsstromquellen aufgebaute Rangierablaufanlage. Bei dieser Rangierablaufanlage handelt es sich um einen Ablaufberg mit einer sich in eine Vielzahl paralleler Richtungsgleise verzweigenden Gleisanlage. Über diese Rangierablaufanlage können die Einzelwagen bzw. Wagengruppen eines von einem Ursprungsbahnhof eingetroffenen Zuges entsprechend ihrer jeweiligen Zielorte sortiert und zu neuen "zielreinen" Zügen zusammengestellt werden. Hierzu werden die Einzelwagen bzw. Wagengruppen des zu zerlegenden Zuges vor Erreichen des Ablaufberges voneinander entkuppelt und über den Ablaufberg gedrückt, von wo aus sie unter Schwerkraft-Einwirkung in das ihrem jeweiligen Zielort zugeordnete Richtungsgleis einlaufen und dort zum Stillstand gebracht werden. Zum Ausgleich wechselnder Füllungsgrade der Richtungsgleise und unterschiedlicher Laufweiten der Abläufe (bedingt durch unterschiedliche Fahrzeugmassen und Laufeigenschaften) befindet sich im Einlaufbereich eines jeden Richtungsgleises jeweils eine Gleisbremse (1), die den Ablauf (= die ablaufenden Einzelwagen bzw. Wagengruppen) auf eine von der Ablaufsteuerung vorbestimmte Laufgeschwindigkeit abbremst.

[0013] Für diesen Einsatzzweck sind Elektrodynamische Gleisbremsen weit verbreitet. Diese werden - in Abhängigkeit von der auf die ablaufenden Einzelwagen bzw. Wagengruppen aufzubringenden Verzögerung - mit einem veränderlichen Gleichstrom zur Einstellung der Bremsarbeit versorgt. Hierzu dient eine Bremsstromquelle (3). Im Gegensatz zum bekannten Stand der Technik, der eine fixe Zuordnung zwischen jeweils einer Gleisbremse und einer Bremsstromquelle vorsieht, verfügt die erfindungsgemäße Rangierablaufanlage lediglich über eine reduzierte Anzahl an Bremsstromquellen, die mit der maximalen Anzahl der zeitgleich auf der gesamten Rangierablaufanlage möglichen bzw. ablauftechnisch zugelassenen Bremsvorgänge übereinstimmt. Im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Anzahl zeitgleicher Bremsvorgänge auf der Rangierablaufanlage auf einen Bremsvorgang begrenzt. Somit ist für den Ablaufbetrieb auch nur eine einzige Bremsstromquelle (3) ausreichend. Ein Schaltwerk (2) stellt jeweils die elektrische Verbindung zwischen dieser Bremsstromquelle und derjenigen Gleisbremse her, die den nächsten einlaufenden Ablauf abbremsen muss. Hierzu ist eine Steuerung (4) vorgesehen, die von der Ablaufsteuerung die Information über das gemäß Ablaufplan nächste anzusteuernde Gleis bzw. die nächste anzusteuernde Gleisbremse empfängt. Auf der Basis dieses Informationseingangs gibt die Steuerung an die aktive (d.h. mit der Gleisbremse zu verschaltende) Bremsstromquelle über die Steuerleitung (6) auch ein Signal zur Einstellung des von dieser Gleisbremse für den nächsten abzubremsenden Ablauf benötigten Gleichstroms. Dies erfolgt mit einem gewissen zeitlichen Nachlauf zur Ansteuerung des Schaltwerkes, jedoch spätestens sobald dieser nächste Ablauf in einen der Gleisbremse zugeordneten Belegtabschnitt einläuft (d.h. die Gleisbremse durch das Befahren von Radsensoren als "durch den Ablauf belegt" gilt).

[0014] In hierzu analoger Weise wird von der Steuerung (4) nach Abschluss des Bremsvorganges an der Gleisbremse (was z.B. sensorisch erfassbar ist) an die Bremsstromquelle (3) die Information zum Abschalten des Gleichstroms sowie an das Schaltwerk (2) die Aufforderung zum Trennen der elektrischen Verbindung zwischen Bremsstromquelle und Gleisbremse ausgegeben. Danach ist die Vorrichtung wieder in Grundstellung und bereit zum Einschalten der Gleisbremsen-Stromversorgung für den nächsten Ablauf.

[0015] Aus Gründen der Redundanz ist zusätzlich zu der einen aktiven Bremsstromquelle noch eine zweite Redundanz-Bremsstromquelle (7) als Rückfallebene im Falle eines unvorhergesehenen Ausfalls der ersten Bremsstromquelle vorgesehen. Zusätzlich kann im Falle von Wartungsarbeiten an einer Gleisbremse eine dritte Wartungs-Bremsstromquelle (8) einen für die Durchführung der Wartungsarbeiten notwendigen Schließstrom (d.h. zum probeweisen Betätigen der Gleisbremse im Zuge von Wartungsarbeiten) zur Verfügung stellen. Wartungsarbeiten an den Gleisbremsen können somit unabhängig und ohne Beeinflussung des auf den übrigen Gleisen stattfindenden Ablaufbetriebes durchgeführt werden.

Bezugszeichenliste:

[0016] 

1

Gleisbremse

2

elektrisches Schaltwerk

3

aktive Bremsstromquelle

4

Steuerung

5

Energieversorgung

6

Steuerleitung zur Einstellung der Stromstärke

7

Redundanz-Bremsstromquelle

8

Wartungs-Bremsstromquelle

Ansprüche

1. Verfahren zum Betrieb einer Rangierablaufanlage mit einer Mehrzahl von Gleisbremsen sowie zu deren Energieversorgung eingerichteten Bremsstromquellen,
dadurch gekennzeichnet,
dass vor dem Einlaufen eines Ablaufes in die für diesen Ablauf zuständige Gleisbremse (1) mittels eines elektrischen Schaltwerkes (2) eine elektrische Verbindung zwischen dieser Gleisbremse (1) und einer Bremsstromquelle (3) hergestellt sowie nach dessen vollständigem Durchlaufen durch die Gleisbremse wieder getrennt wird.

2. Verfahren zum Betrieb einer Rangierablaufanlage mit einer Mehrzahl von Gleisbremsen sowie zu deren Energieversorgung eingerichteten Bremsstromquellen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der mit einer Gleisbremse (1) in elektrischer Verbindung geschalteten Bremsstromquelle (3) eine Stromstärke in Abhängigkeit von Bremsparametern des nächstfolgenden Ablaufes eingestellt wird.

3. Verfahren zum Betrieb einer Rangierablaufanlage mit einer Mehrzahl von Gleisbremsen sowie zu deren Energieversorgung eingerichteten Bremsstromquellen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Quittierungssignal über das erfolgreiche Herstellen der elektrischen Verbindung zwischen Gleisbremse und Bremsstromquelle in einer übergeordneten Ablaufsteuerung der Rangierablaufanlage als Eingangsbedingung für die Freigabe des nächstfolgenden Ablaufes über die Gleisbremse verarbeitet wird.

4. Rangierablaufanlage mit einer Mehrzahl von Gleisbremsen sowie zu deren Energieversorgung eingerichteten Bremsstromquellen, gekennzeichnet durch ein zum Herstellen oder Trennen einer elektrischen Verbindung zwischen einer Gleisbremse (1) und einer Bremsstromquelle (3) ausgelegtes elektrisches Schaltwerk (2), dessen Steuerung (4) mit einem Ablauf-Steuerrechner der Rangierablaufanlage datentechnisch verbindbar ist.

5. Rangierablaufanlage mit einer Mehrzahl von Gleisbremsen sowie zu deren Energieversorgung eingerichteten Bremsstromquellen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsstromquelle (3) mittels einer Steuerleitung (6) mit der Steuerung (4) des Schaltwerkes verbunden ist.

Zeichnung