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In rangiertechnischen Ablaufanlagen, die auch als Zugbildungsanlagen bezeichnet werden, werden Abläufe in Form von Wagen oder Wagengruppen unter Nutzung der auf die Abläufe wirkenden Schwerkraft aus einem Berggleis in unterschiedliche Richtungsgleise sortiert. Im Sinne der Effizienz und Zuverlässigkeit erfolgt hierbei üblicherweise eine weitgehende Automatisierung des Betriebs der Ablaufanlage. Ein zu diesem Zweck geeignetes automatisches Steuerungssystem ist beispielsweise aus der Firmenveröffentlichung „Automatisierungssystem für Zugbildungsanlagen Trackguard Cargo MSR32 – Mehr Effizienz und Sicherheit im Güterverkehr", Bestell-Nr.: A19100-V100-B898-V2, Siemens AG 2012 bekannt.
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Eine wichtige Funktion von Automatisierungssystemen für Zugbildungsanlagen stellt die automatische Steuerung von Gleisbremsen dar. Bei entsprechenden Gleisbremsen kann es sich insbesondere um Bergbremsen, Talbremsen, Richtungsgleisbremsen oder auch Abrollsicherungsbremsen handeln. Dabei sind die betreffenden Gleisbremsen üblicherweise über eine entsprechende Gleisbremsensteuerung in den automatisierten Betrieb der rangiertechnischen Anlage eingebunden. Hierbei werden beispielsweise Berg- und Talbremsen so gesteuert, dass die Einlaufgeschwindigkeit der Abläufe in die jeweils nächste Bremsstaffel ein bestimmtes Maximum nicht überschreitet und der zum Stellen der Verteilweichen notwendige Abstand zwischen den Abläufen eingehalten wird.
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Gleisbremsen in rangiertechnischen Anlagen sind häufig als Balkengleisbremsen ausgeführt, in denen dadurch eine Bremskraft erzeugt wird, dass Bremsbalken mit hohem Druck einseitig oder beidseitig an die Flanken der Räder von vorbeirollenden Schienenfahrzeugen in Form von Abläufen gedrückt werden. Hierdurch wird eine Reibwirkung verursacht, durch die bezogen auf die Fahrzeugbewegung eine Bremskraft erzeugt wird.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Balkengleisbremsensteuerung anzugeben, durch welche die Qualität und Sicherheit des Betriebs rangiertechnischer Anlagen weiter verbessert wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Balkengleisbremsensteuerung mit ersten Mitteln zum Erkennen eines Aufkletterns eines Rades eines in einer Balkengleisbremse gebremsten Schienenfahrzeugs und einer Steuereinrichtung zum Reduzieren einer Bremskraft der Balkengleisbremse auf das Erkennen des Aufkletterns des Rades hin.
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In der Praxis kann beim Betrieb von Balkengleisbremsen die Situation auftreten, dass ein in der Balkengleisbremse gebremstes Schienenfahrzeug, d.h. in der Regel ein Güterwagen beziehungsweise Wagon, aufgrund einer zu großen Bremskraft in der Bremse in der Form aufklettert, dass zumindest ein Rad des Schienenfahrzeugs den Kontakt zur Schiene verliert und sich von der Schiene weg nach oben bewegt. Dabei besteht das Problem, dass die entsprechende Grenze, ab der es zu einem Aufklettern des Schienenfahrzeugs kommt, nicht genau vorab ermittelt beziehungsweise prognostiziert werden kann. So spielen hierbei neben Geschwindigkeit und Gewicht des jeweiligen Schienenfahrzeugs auch unterschiedliche Einflüsse an dem jeweiligen Rad beziehungsweise der jeweiligen Achse des Schienenfahrzeugs eine Rolle. Hierbei kann es sich beispielsweise um Umweltbedingungen, etwa in Form des Wetters oder von Nässe, handeln oder auch um für das jeweilige Rad spezifische Parameter, wie beispielsweise Radbandagen beziehungsweise Radbreiten. Eine individuelle Berücksichtigung dieser Parameter bei einer Ermittlung einer anzuwendenden Bremskraft ist in der Praxis nicht für jede einzelne Achse eines Schienenfahrzeugs möglich. Dies führt dazu, dass einzelne Räder eines Schienenfahrzeugs aufgrund eines zu starken Abbremsens in Balkengleisbremsen aufklettern, wodurch im schlimmsten Fall eine Entgleisung verursacht werden kann. Weiterhin besteht auch die Gefahr, dass das betreffende Schienenfahrzeug mit einer überhöhten Geschwindigkeit aus der betreffenden Balkengleisbremse austritt, wodurch es ebenfalls zu Unfällen oder Störungen des Ablaufbetriebs kommen kann.
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Die erfindungsgemäße Balkengleisbremsensteuerung adressiert die zuvor genannten Probleme nun dahingehend, dass sie erste Mittel zum Erkennen eines Aufkletterns eines Rades des in der Balkengleisbremse gebremsten Schienenfahrzeugs aufweist. Hierdurch wird es einer Steuereinrichtung der Balkengleisbremsensteuerung vorteilhafterweise ermöglicht, auf das Erkennen des Aufkletterns des Rades hin eine Bremskraft der Balkengleisbremse zu reduzieren. Damit wird einem weiteren Aufklettern des betreffenden Rades entgegengewirkt beziehungsweise sichergestellt, dass das Rad wieder Kontakt zur Schiene erhält.
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Die erfindungsgemäße Balkengleisbremsensteuerung weist den Vorteil auf, dass sie es erlaubt, ein Aufklettern eines Rades eines in der Balkengleisbremse gebremsten Schienenfahrzeugs zu erkennen und hierauf mit einer Reduzierung der Bremskraft der Balkengleisbremse zu reagieren. Durch eine entsprechende Nachregelung der Bremskraft können somit im Ergebnis Beeinträchtigungen des Rangierbetriebs aufgrund eines Aufkletterns eines Schienenfahrzeugs in der Balkengleisbremse, gegebenenfalls verbunden mit einem nachfolgenden Entgleisen, verhindert werden. Somit erlaubt die erfindungsgemäße Balkengleisbremsensteuerung das Anwenden einer in der jeweiligen Situation angemessenen beziehungsweise optimalen Bremskraft, wobei insbesondere auch vermieden wird, dass zur Vermeidung eines möglichen Aufkletterns eines Rades des Schienenfahrzeugs durchgängig eine zu niedrige Bremskraft angewendet wird.
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Die erfindungsgemäße Balkengleisbremsensteuerung umfasst sowohl die ersten Mittel zum Erkennen des Aufkletterns des Rades des in der Balkengleisbremse gebremsten Schienenfahrzeugs, d.h. insbesondere eine entsprechende Sensorik, als auch die Steuereinrichtung. Letztere kann dezentral, etwa in der Nähe der jeweiligen Gleisbremse, oder auch zentral angeordnet sein und beispielsweise einen oder mehrere Steuerrechner umfassen. Dabei umfassen die ersten Mittel und die Steuereinrichtung in der Regel jeweils sowohl Hardware- als auch Softwarebestandteile.
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Die erfindungsgemäße Balkengleisbremsensteuerung kann vorteilhafterweise für alle Arten von Balkengleisbremsen verwendet werden. Dies bedeutet insbesondere, dass sowohl einseitige Gleisbremsen mit üblicherweise je zwei Bremsbalken an einer Schiene des Gleises als auch zweiseitige Gleisbremsen mit üblicherweise je zwei Bremsbalken an beiden Schienen des Gleises durch die Balkengleisbremsensteuerung gesteuert werden können. Darüber hinaus ist die erfindungsgemäße Balkengleisbremsensteuerung auch von dem Arbeitsprinzip der Balkengleisbremse unabhängig, so dass sie nicht nur zum Steuern hydraulischer Balkengleisbremsen, sondern beispielsweise auch für das Steuern pneumatischer oder elektrodynamischer Balkengleisbremsen geeignet ist.
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Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Balkengleisbremsensteuerung derart weitergebildet sein, dass die ersten Mittel eine Sensoreinrichtung umfassen, die zumindest ein im Bereich der Balkengleisbremse angeordnetes Sensorpaar aufweist, das jeweils einen im Bereich einer ersten Schiene sowie einen im Bereich einer zweiten Schiene eines Gleises angeordneten Sensor umfasst. Dies bietet den Vorteil, dass mittels der beiden Sensoren des Sensorpaares der Sensoreinrichtung Informationen in Bezug auf beide Räder einer Achse des Schienenfahrzeugs gewonnen werden und zum Erkennen eines Aufkletterns eines der beiden Räder verwendet werden können.
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Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Balkengleisbremsensteuerung sind die Sensoren jeweils ausgebildet, ein Aufliegen eines jeweiligen Rades einer Achse des in der Balkengleisbremse gebremsten Schienenfahrzeugs auf der jeweiligen Schiene zu detektieren.
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Dies bedeutet, dass die Sensoren der Sensoreinrichtung jeweils dahingehend als „Radauflagesensor“ ausgeführt sind, dass sie ein Aufliegen des jeweiligen Rades der Achse des Schienenfahrzeugs auf der betreffenden Schiene detektieren. Dabei ist eine entsprechende Detektion des Aufliegens des jeweiligen Rades dahingehend vorteilhaft, dass sie mit höherer Zuverlässigkeit und einfacheren Mitteln möglich ist als ein unmittelbares, direktes Erkennen eines Aufkletterns des Rades derart, dass unmittelbar detektiert wird, dass das Rad den Kontakt zur Schiene verloren hat.
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Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Balkengleisbremsensteuerung weiterhin derart fortgebildet sein, dass die Sensoren des zumindest einen Sensorpaares derart angeordnet und ausgebildet sind, dass sie ein Aufliegen einzelner Räder des Schienenfahrzeugs auf der jeweiligen Schiene detektieren. Dies bedeutet, dass die Auflösung der Sensoreinrichtung vorteilhafterweise derart gewählt wird, dass eine Aussage hinsichtlich des Aufliegens auf der Schiene in Bezug auf einzelne Räder möglich ist. Damit ist die Sensoreinrichtung derart ausgebildet, dass sie für den Fall, dass sich mehrere Räder gleichzeitig in der Balkengleisbremse aufhalten, eine für das jeweilige Rad individuelle Aussage zum Aufliegen auf der jeweiligen Schiene ermöglicht. Dabei bestimmt sich die erforderliche Auflösung in der Regel in Abhängigkeit vom kleinsten Abstand eines Radsatzes in Drehgestellen von mittels der jeweiligen Balkengleisbremse gebremsten Schienenfahrzeugen. Der entsprechende Abstand ist somit von der Art der gebremsten Schienenfahrzeuge, d.h. üblicherweise Güterwagen, abhängig und damit häufig auch landesspezifisch. Typische Werte können hierbei beispielsweise 1600mm, etwa für Y25-Drehgestelle, oder auch 1800mm betragen. In Abhängigkeit von der jeweiligen Ausführung der Sensoreinrichtung und der Länge der jeweiligen Balkengleisbremse kann hierbei die im jeweiligen Anwendungsfall erforderliche Auflösung durch ein Sensorpaar oder insbesondere auch durch mehrere Sensorpaare erzielt werden.
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Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Balkengleisbremsensteuerung auch derart weitergebildet sein, dass die ersten Mittel weiterhin eine Auswerteeinrichtung umfassen zum Empfangen von ein Aufliegen des jeweiligen Rades der Achse anzeigenden Detektionssignalen von den Sensoren des zumindest einen Sensorpaares sowie zum Erkennen eines Aufkletterns eines der Räder der Achse des Schienenfahrzeugs, sofern während des Bremsens des Schienenfahrzeugs lediglich von einem der beiden Sensoren des zumindest einen Sensorpaares ein Detektionssignal empfangen wird. Durch einen Vergleich der Detektionssignale der Sensoren des jeweiligen Sensorpaares kann vorteilhafterweise ein Aufklettern eines der Räder der Achse des Schienenfahrzeugs zuverlässig erkannt werden. Dabei macht es sich die bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Balkengleisbremsensteuerung zu Nutze, dass Räder einer Achse eines Schienenfahrzeugs üblicherweise nicht beide gleichzeitig aufklettern. Damit ist durch einen entsprechenden Vergleich für den Fall, dass lediglich bezüglich eines der Räder einer Achse ein Aufliegen auf der jeweiligen Schiene detektiert wird, eine Aussage in Bezug auf ein Aufklettern des anderen Rades der Achse möglich.
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Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Balkengleisbremsensteuerung auch derart weitergebildet sein, dass bei einer Balkengleisbremse in Form einer Abrollsicherungsbremse zumindest zwei Sensorpaare vorgesehen sind, die Auswerteeinrichtung ausgebildet ist, ein Durchrutschen einer Achse des Schienenfahrzeugs durch die Abrollsicherungsbremse daran zu erkennen, dass sie in einem gesicherten Zustand des Schienenfahrzeugs zunächst Detektionssignale von Sensoren eines ersten der Sensorpaare empfängt und anschließend stattdessen Detektionssignale von Sensoren eines zweiten der Sensorpaare, und die Steuereinrichtung ausgebildet ist, die Bremskraft der Balkengleisbremse auf das Erkennen des Durchrutschens der Achse hin zu erhöhen. Dies bietet den Vorteil, dass im Falle einer als Abrollsicherungsbremse verwendeten Balkengleisbremse nicht nur ein Aufklettern eines Rades des Schienenfahrzeugs, sondern auch ein Durchrutschen der Achse durch die Abrollsicherungsbremse erkannt werden kann. Ein entsprechendes Durchrutschen durch die Abrollsicherungsbremse kann insbesondere dann auftreten, wenn schwere Schienenfahrzeuge, d.h. in der Regel Wagen, auf das in der Bremse gehaltene Schienenfahrzeug auffahren und die durch die betreffende Balkengleisbremse ausgeübte Bremskraft zu niedrig ist. Umgekehrt besteht für den Fall, dass die Bremskraft zu hoch ist, das Problem, dass das jeweilige Schienenfahrzeug bei einem Aufprall eines hinteren Schienenfahrzeugs aufklettert. Dabei machen es in der Praxis insbesondere hintereinander angeordnete, von der Abrollsicherungsbremse gehaltene, gekoppelte oder nicht gekoppelte Wagengruppen mit leichten und schweren Achsen unmöglich beziehungsweise zumindest schwierig, die für schwere Achsen erforderliche Bremskraft einzustellen. Ursache hierfür ist, dass in diesem Fall die Gefahr eines Aufkletterns der leichten Achsen bestehen würde. Hingegen besteht im Falle einer niedrigeren Bremskraft, die beispielsweise einer Bremsstufe mit 60% der maximalen Bremskraft entsprechen kann, die Gefahr eines Durchrutschens der gesamten Wagengruppe aufgrund der hohen Achsgewichte der schwereren auffahrenden Wagen beziehungsweise Wagons. Die zuvor genannte bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Balkengleisbremsensteuerung ermöglicht es nun vorteilhafterweise, auch bei Balkengleisbremsen in Form von Abrollsicherungsbremsen eine Nachregelung der Bremskraft dahingehend vorzunehmen, dass sowohl einem Aufklettern eines Rades einer Achse des Schienenfahrzeugs als auch einem Durchrutschen der Achse entgegengewirkt wird beziehungsweise im Falle des Durchrutschens zumindest ein weiteres Durchrutschen verhindert wird.
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Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Balkengleisbremsensteuerung weist die Sensoreinrichtung mehrere in Schienenlängsrichtung hintereinander angeordnete Sensorpaare auf. Wie bereits zuvor erläutert, ist dies insbesondere dahingehend vorteilhaft, dass eine Auflösung einzelner Achsen beziehungsweise Räder des Schienenfahrzeugs ermöglicht wird. Vorzugweise kann die erfindungsgemäße Balkengleisbremsensteuerung hierbei ferner derart weitergebildet sein, dass die Sensorpaare in Schienenlängsrichtung über die gesamte Länge der Balkengleisbremse angeordnet sind. Dies bietet den Vorteil, dass das Verhalten der Räder des Schienenfahrzeugs in Bezug auf ein mögliches Aufklettern oder im Falle einer Abrollsicherungsbremse auch in Bezug auf ein mögliches Durchrutschen über die gesamte Länge der Balkengleisbremse hinweg nachvollziehbar beziehungsweise überwachbar ist. Hierdurch wird somit eine bestmögliche Steuerung der Balkengleisbremse ermöglicht.
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Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Balkengleisbremsensteuerung auch derart ausgestaltet sein, dass die Sensoren des zumindest einen Sensorpaares jeweils auf den Innenseiten der Schienen auf gleicher Höhe angeordnet sind. Dies ist dahingehend vorteilhaft, dass an den Innenseiten der Schienen eine Detektion des Aufliegens des jeweiligen Rades insbesondere in Bezug auf den jeweiligen Spurkranz des Rades möglich ist. Damit können die Sensoren vorteilhafterweise montiert werden, ohne dass hierfür die Schiene selbst verändert werden muss oder die Funktion der Balkengleisbremse beeinträchtigt wird.
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An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäße Balkengleisbremsensteuerung insbesondere dahingehend vorteilhaft ist, dass die ersten Mittel zum Erkennen des Aufkletterns des Rades des in der Balkengleisbremse gebremsten Schienenfahrzeugs nachrüstbar sind. Dies gilt insbesondere in Bezug auf eine entsprechende Sensoreinrichtung, so dass auch bestehende Balkengleisbremsen entsprechend ertüchtigt werden können.
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Die vorliegende Erfindung betrifft darüber hinaus eine Sensoreinrichtung für eine Balkengleisbremsensteuerung gemäß einer der zuvor genannten bevorzugten Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Balkengleisbremsensteuerung.
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Hinsichtlich der Sensoreinrichtung liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Sensoreinrichtung anzugeben, die insbesondere im Zusammenhang mit einer Balkengleisbremsensteuerung geeignet ist, die Qualität und Sicherheit des Betriebs eisenbahntechnischer, insbesondere rangiertechnischer Anlagen weiter zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Sensoreinrichtung für eine Balkengleisbremsensteuerung, wobei die Sensoreinrichtung zumindest ein Sensorpaar aufweist, das jeweils einen zur Montage in einem Bereich einer ersten Schiene sowie einen zur Montage in einem Bereich einer zweiten Schiene eines Gleises vorgesehenen Sensor umfasst, und die Sensoren jeweils ausgebildet sind, ein Aufliegen eines jeweiligen Rades einer Achse eines Schienenfahrzeugs auf der jeweiligen Schiene zu detektieren.
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Die erfindungsgemäße Sensoreinrichtung ist vorteilhaft, da sie es ermöglicht, ein Aufliegen eines jeweiligen Rades einer Achse eines Schienenfahrzeugs auf zuverlässige Art und Weise zu detektieren. Dabei ist die erfindungsgemäße Sensoreinrichtung grundsätzlich nicht nur für eine Balkengleisbremsensteuerung, sondern darüber hinaus auch für andere Zwecke verwendbar. Dies betrifft beispielsweise eine Erkennung einer Entgleisung etwa im Bereich einer Weiche.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung weisen die Sensoren jeweils ein bewegliches Deckelteil auf, das auf zumindest einem Hebel gelagert ist. Hierbei handelt es sich vorteilhafterweise um eine besonders robuste und für einen Einsatz unter den rauen Bedingungen des Eisenbahn- beziehungsweise Rangierbetriebs besonders gut geeignete Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung.
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Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Sensoreinrichtung hierbei weiterhin derart ausgestaltet sein, dass die Sensoren jeweils zumindest ein das Deckelteil nach oben drückendes Federelement aufweisen. Dabei kann das Federelement beispielsweise in Form von Druckfedern aus Stahl oder Gummi ausgebildet sein. Hierdurch wird somit sichergestellt, dass sich das Deckelteil des jeweiligen Sensors im unbefahrenen Zustand, d.h. bei Abwesenheit eines Rades, in seiner nicht ausgelenkten, deaktivierten Lage befindet.
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Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung weisen die Sensoren jeweils zumindest eine Abhebesicherung zur Begrenzung des Hubes des Deckelteils auf. Hierdurch wird gewährleistet, dass das Deckelteil der Sensoren trotz des nach oben drückenden zumindest einen Federelements hinsichtlich seines Hubes begrenzt ist.
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Grundsätzlich können die Sensoren der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung nach einem beliebigen, für sich bekannten Wirkprinzip funktionieren. So ist es beispielsweise denkbar, dass die Sensoren jeweils einen Lagesensor aufweisen, der eine Auslenkung des Deckelteils aus der horizontalen Lage erkennt. Darüber hinaus können die Sensoren beispielsweise auch einen Positionsschalter, etwa in Form eines Rollentasters, eines Druckschalters oder eines Seilschalters, umfassen.
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Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung weisen die Sensoren zumindest einen induktiven Sensor zum Detektieren einer durch ein Rad des Schienenfahrzeugs verursachten vertikalen Auslenkung des Deckelteils auf. Dies ist vorteilhaft, da entsprechende induktive Sensoren in robuster und vergleichsweise kostengünstiger Form auf dem Markt verfügbar sind und eine Detektion eines Aufliegens eines Rades eines Schienenfahrzeugs auf dem Deckelteil des jeweiligen Sensors in zuverlässiger Art und Weise ermöglichen.
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Die Erfindung umfasst des Weiteren ein Verfahren zum Steuern einer Balkengleisbremse.
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Hinsichtlich des Verfahrens liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Steuern einer Balkengleisbremse anzugeben, durch das die Qualität und Sicherheit des Betriebs rangiertechnischer Anlagen weiter verbessert wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Steuern einer Balkengleisbremse, wobei ein Aufklettern eines Rades eines in einer Balkengleisbremse gebremsten Schienenfahrzeugs erkannt wird und auf das Erkennen des Aufkletterns des Rades hin eine Bremskraft der Balkengleisbremse reduziert wird.
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Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechen im Wesentlichen denjenigen der erfindungsgemäßen Balkengleisbremsensteuerung, so dass diesbezüglich auf die entsprechenden vorstehenden Ausführungen verwiesen wird. Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Verfahren jeweils in einer Weise weitergebildet sein, die den zuvor beschriebenen bevorzugten Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Balkengleisbremsensteuerung entspricht.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierzu zeigt
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1 in einer schematischen Skizze eine Schnittdarstellung einer Anordnung mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Balkengleisbremsensteuerung,
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2 in einer schematischen Darstellung eine Anordnung mit einer Sensoreinrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Balkengleisbremsensteuerung und
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3 in einer schematischen Darstellung eine seitliche Ansicht eines einzelnen Sensors der Sensoreinrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der 2.
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Aus Gründen der Übersichtlichkeit werden in den Figuren für gleiche oder gleichwirkende Komponenten identische Bezugszeichen verwendet.
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1 zeigt in einer schematischen Skizze eine Schnittdarstellung einer Anordnung mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Balkengleisbremsensteuerung. Im Detail sind hierbei in einem Schnitt senkrecht zu einer Schienenlängsrichtung Schienen 1a, 1b erkennbar, auf denen Räder 2a, 2b eines Schienenfahrzeugs laufen. Die Räder 2a, 2b weisen Spurkränze 3a, 3b auf und sind über eine Achse 4 miteinander verbunden.
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Weiterhin sind in 1 Bremsbalken 5, 6 einer Balkengleisbremse angedeutet. Im Rahmen des beschriebenen Ausführungsbeispiels sei angenommen, dass es sich bei der Balkengleisbremse um eine in einer rangiertechnischen Ablaufanlage angeordnete Balkengleisbremse handelt. Dabei wird bei entsprechenden Balkengleisbremsen die Bremskraft dadurch erzeugt, dass die Bremsbalken 5, 6 mit hohem Druck einseitig oder beidseitig an die Flanken des Rades 2a beziehungsweise 2b gepresst werden. In 1 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit eine einseitige Balkengleisbremse gezeigt, die lediglich auf der in der Darstellung rechten Seite die beiden Bremsbalken 5, 6 an der Fahrschiene beziehungsweise Schiene 1b aufweist. Ebenso gut könnte es sich bei der Balkengleisbremse jedoch auch um eine zweiseitige Gleisbremse mit je zwei Bremsbalken 5, 6 an beiden Schienen 1a, 1b handeln. Entsprechend der Darstellung der 1 werden bei der gezeigten Balkengleisbremse nicht die Bremsbalken 5, 6 selbst, sondern Bremssegmente 7, 8 an das Rad 2b gepresst. Dabei handelt es sich bei den Bremssegmenten 7, 8 um Verschleißteile ähnlich einem Bremsklotz, die im Falle ihres Verschleißes auswechselbar sind.
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In einer entsprechenden Balkengleisbremse kann nun das Problem auftreten, dass das Rad 2b zu stark gebremst wird und damit dahingehend aus der Balkengleisbremse aufklettert, dass es den Kontakt zur Schiene 1b verliert. Dies ist einerseits in Bezug auf die hierdurch verminderte Bremswirkung nachteilig. Andererseits besteht hierbei insbesondere auch die Gefahr einer Entgleisung des betreffenden Schienenfahrzeugs, wodurch erhebliche Gefahren und Beschädigungen sowohl für Komponenten der Infrastruktur als auch für sich gegebenenfalls im Gleisbereich aufhaltendes Bedienpersonal drohen können.
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Im Sinne einer Erhöhung sowohl der Qualität als auch der Sicherheit des Rangierbetriebs weist die dargestellte Balkengleisbremse eine Balkengleisbremsensteuerung 20 mit ersten Mitteln zum Erkennen eines Aufkletterns des Rades 2b des in der Balkengleisbremse gebremsten Schienenfahrzeugs auf. Dabei umfassen die ersten Mittel eine Sensoreinrichtung, die zumindest ein im Bereich der Balkengleisbremse angeordnetes Sensorpaar aufweist, das jeweils einen im Bereich der ersten Schiene 1a sowie einen im Bereich der zweiten Schiene 1b des Gleises angeordneten Sensor 9a, 9b umfasst. Die Sensoren 9a, 9b sind mittels Schienenfußhaltern 10a, 10b derart an den Schienen 1a, 1b montiert, dass sie ein Aufliegen der Radkränze 3a beziehungsweise 3b der Räder 2a beziehungsweise 2b auf dem jeweiligen Sensor 9a beziehungsweise 9b detektieren. Sofern der jeweilige Radkranz 3a beziehungsweise 3b durch den jeweiligen Sensor 9a beziehungsweise 9b detektiert wird, bedeutet dies gleichzeitig, dass das jeweilige Rad 2a beziehungsweise 2b auf der jeweiligen Schiene 1a beziehungsweise 1b aufliegt. Dahingehend können die Sensoren 9a, 9b somit als „Radauflagesensoren“ bezeichnet werden.
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Die ersten Mittel zum Erkennen des Aufkletterns des Rades 2b umfassen weiterhin eine Auswerteeinrichtung 11, die zum Empfangen von ein Aufliegen des jeweiligen Rades 2a beziehungsweise 2b der Achse 4 anzeigenden Detektionssignalen von den Sensoren 9a, 9b des zumindest einen Sensorpaares ausgebildet ist. Dabei erkennt die Auswerteeinrichtung ein Aufklettern eines der Räder 2a, 2b der Achse 4 des Schienenfahrzeugs dadurch, dass in dieser Situation während des Bremsens des Schienenfahrzeugs lediglich von einem der beiden Sensoren 9a, 9b des zumindest einen Sensorpaares ein Detektionssignal empfangen wird. Entsprechend der Darstellung der 1 sind die Sensoren 9a, 9b über Kommunikationsverbindungen 13a, 13b signaltechnisch an die Auswerteeinrichtung 11 angebunden. Gemäß den in der 1 angedeuteten Pfeilen dienen die betreffenden Kommunikationsverbindungen 13a, 13b dabei insbesondere dazu, die Detektionssignale an die Auswerteeinrichtung 11 zu übertragen. Unabhängig hiervon ist selbstverständlich jedoch auch eine bidirektionale Kommunikation zwischen den Sensoren 9a, 9b sowie der Auswerteeinrichtung 11 möglich.
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Die Auswerteeinrichtung 11 ist weiterhin über eine Kommunikationsverbindung 14 an eine Steuereinrichtung 12 angebunden. Hierdurch wird es der Steuereinrichtung 12 vorteilhafterweise ermöglicht, im Falle des Erkennens des Aufkletterns des Rades 2b die Bremskraft der Balkengleisbremse zu reduzieren.
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Es sei darauf hingewiesen, dass die Auswerteeinrichtung 11 grundsätzlich auch mit den Sensoren 9a, 9b und/oder mit der Steuereinrichtung 12 als eine gemeinsame Komponente ausgebildet sein könnte. Dabei kann es sich insbesondere bei der Steuereinrichtung 12 sowohl um eine lokale, der jeweiligen Balkengleisbremse zugeordnete Komponente als auch um eine zentrale Steuerkomponente einer Mehrzahl von Gleisbremsen beziehungsweise der Steuerung der betreffenden rangiertechnischen Ablaufanlage handeln.
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Vorteilhafterweise sind in Längsrichtung der Schienen 1a, 1b hintereinander mehrere Sensorpaare mit Sensoren 9a, 9b angeordnet, wobei sich die betreffenden Sensorpaare vorzugsweise in Schienenlängsrichtung über die gesamte Länge der Balkengleisbremse erstrecken. Entsprechend der Darstellung der 1 sind die Sensoren 9a, 9b hierbei jeweils auf den Innenseiten der Schienen 1a, 1b auf gleicher Höhe angeordnet.
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Eine erfindungsgemäße Balkengleisbremsensteuerung umfasst in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel somit die Sensoren 9a, 9b, die Auswerteeinrichtung 11 sowie die Steuereinrichtung 12. Dies bedeutet, dass die Balkengleisbremsensteuerung mit der Steuereinrichtung sowohl eine steuernde Komponente als auch mit den Sensoren 9a, 9b Detektionssignale erzeugende Feldelemente aufweist.
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Sofern es sich bei der in 1 dargestellten Balkengleisbremse um eine Ablauf- beziehungsweise Abrollsicherungsbremse handelt, so umfasst die Sensoreinrichtung vorteilhafterweise zumindest zwei Sensorpaare mit Sensoren 9a, 9b. Vorzugsweise ist die Auswerteeinrichtung 11 hierbei ausgebildet, ein Durchrutschen der Achse 4 des Schienenfahrzeugs durch die Abrollsicherungsbremse daran zu erkennen, dass sie in einem gesicherten Zustand des Schienenfahrzeugs, d.h. in einem Zustand, in dem das Schienenfahrzeug von der Abrollsicherungsbremse gehalten wird, zunächst Signale von Sensoren 9a, 9b eines ersten der Sensorpaare empfängt und anschließend stattdessen Detektionssignale von Sensoren eines zweiten der Sensorpaare. Hieraus lässt sich schließen, dass die Achse 4 durch die Abrollsicherungsbremse gerutscht ist und nunmehr sich aus dem Detektionsbereich des ersten Sensorpaares in dem Detektionsbereich des zweiten Sensorpaares bewegt hat. Aufgrund dieser Erkenntnis ist es der Steuereinrichtung 12 möglich, die Bremskraft der Balkengleisbremse auf das Erkennen des Durchrutschens der Achse 4 hin zu erhöhen. Hierdurch soll ein weiteres Durchrutschen der Achse 4 beziehungsweise des Schienenfahrzeugs durch die Abrollsicherungsbremse, die auch als Ablaufsicherungsbremse bezeichnet wird, verhindert werden.
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2 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Anordnung mit einer Sensoreinrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Balkengleisbremsensteuerung. Hierbei sind wiederum Schienen 1a, 1b erkennbar, wobei wiederum angenommen sei, dass diese im Bereich einer Balkengleisbremse verlaufen, wobei entsprechende Bremsbalken oder andere Komponenten der Balkengleisbremse in 2 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt sind. Weiterhin sind in 2 wiederum Räder 2a, 2b erkennbar, die jeweils wieder einen Radkranz 3a beziehungsweise 3b aufweisen und – auch wenn dies in 2 nicht gezeigt ist – selbstverständlich wiederum über eine Achse miteinander verbunden sind.
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In der seitlichen Darstellung der 2 ist nun insbesondere die Anordnung der Sensoren 9a, 9b an beziehungsweise auf den Innenseiten der Schienen 1a, 1b erkennbar. Dabei sind die Sensoren 9a, 9b mittels einstellbaren Schienenfußhaltern 10a, 10b befestigt. Die Sensoren 9a, 9b sind gegenüberliegend auf gleicher Höhe angeordnet und weisen eine Länge von etwa 150cm auf. Hierdurch wird gewährleistet, dass sich zu jedem Zeitpunkt lediglich ein Rad gleichzeitig auf dem jeweiligen Sensor 9a beziehungsweise 9b aufhält, so dass vorteilhafterweise einzelne Räder detektiert beziehungsweise aufgelöst werden können. In Abhängigkeit vom jeweiligen konkreten Anwendungsfall kann die Länge auch größer oder kleiner gewählt werden, wodurch insbesondere länderspezifisch die Art der auftretenden Schienenfahrzeuge berücksichtigt werden kann. Über die Länge der Balkengleisbremse hinweg sind vorteilhafterweise mehrere entsprechende Sensorpaare von Sensoren 9a, 9b angeordnet, so dass ein mögliches Aufklettern eines der Räder 2a beziehungsweise 2b oder im Falle einer Abrollsicherungsbremse auch ein Durchrutschen beider Räder 2a, 2b vorteilhafterweise über die gesamte Länge der Balkengleisbremse detektierbar ist.
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3 zeigt in einer schematischen Darstellung eine seitliche Ansicht eines einzelnen Sensors der Sensoreinrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der 2. Dabei ist der Sensor ohne seine Seitenwand, d.h. ohne das seitliche Gehäuse, gezeigt. Hierdurch wird im Detail erkennbar, dass der Sensor 9a ein bewegliches Deckelteil 15 aufweist, das auf einem Hebel 16 gelagert ist und durch ein Federelement 17 nach oben gedrückt wird. Dabei stützt sich das Federelement 17 auf Ausgleichs- beziehungsweise Futterblechen 17a ab, durch die eine Höhenjustierbarkeit in Bezug auf unterschiedliche Schienenprofile erzielt wird. Zur Begrenzung des Hubes des Deckelteils 15 sind hierbei Abhebesicherungen 18 und 18a vorgesehen, die einstellbar sind und damit ebenfalls eine Anpassung an unterschiedliche Umstände, insbesondere unterschiedliche Schienenprofile, erlauben. Das Aufliegen eines Rades auf dem Deckelteil 15 des Sensors wird nun dadurch detektiert, dass das Deckelteil 15 nach unten gedrückt wird und hierdurch ein induktiver Sensor 19 angeregt wird. Konkret geschieht dies dadurch, dass ein Kontaktblock 20 in einen Detektionsbereich des induktiven Sensors 20 gedrückt wird. Alternativ hierzu könnte auch ein nach einem anderen Wirkprinzip arbeitendes Sensorelement verwendet werden. Unabhängig hiervon weist die in 1 gezeigte Ausführungsform des Sensors jedoch den Vorteil auf, dass sie besonders robust und damit für einen Einsatz unter den rauen Bedingungen des Rangierbetriebs geeignet ist. Vorteilhafterweise können entsprechende Sensoren hierbei nachträglich in bestehende Balkengleisbremsen eingebaut werden, so dass durch eine entsprechende Nachrüstung und eine Einbindung in die Software der Steuereinrichtung eine erfindungsgemäße Balkengleisbremsensteuerung gebildet werden kann.
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Entsprechend den vorstehenden Erläuterungen im Zusammenhang mit den beschriebenen Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Balkengleisbremsensteuerung weist diese insbesondere den Vorteil auf, dass sie eine Präzisierung des Bremsvorgangs ermöglicht. Durch eine entsprechende Aufkletterüberwachung und das Verhindern eines (weiteren) Aufkletterns durch eine Reduzierung der Bremskraft der Balkengleisbremse kann hierbei vorteilhafterweise eine Entgleisung des betreffenden Schienenfahrzeugs, bei dem es sich in der Regel um einen Ablauf in Form eines Güterwagens oder mehrerer Güterwagen handeln wird, verhindert werden. Vorteilhafterweise ergibt sich hierdurch auch die Möglichkeit, aufgrund der bestehenden Aufkletterüberwachung näher an eine Aufklettergrenze zu bremsen und durch ein Ausreizen der Aufklettergrenze eine höhere Effizienz zu erzielen. Dies wird dadurch ermöglicht, dass ein tatsächlich erfolgendes Aufklettern frühzeitig erkannt wird und durch eine entsprechende Nachsteuerung der Bremskraft das Entgleisen des Schienenfahrzeugs verhindert werden kann. In Abhängigkeit von den jeweiligen Umständen kann sich hierbei weiterhin der Vorteil ergeben, dass eine kürzere Länge der Balkengleisbremse ermöglicht wird.
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Vorteilhafterweise erhält die Balkengleisbremsensteuerung dahingehend eine unmittelbare Rückmeldung in Bezug auf das Wirken einer Reduzierung der Bremskraft, dass durch die „Radauflagesensoren“ 9a, 9b ein Wiederauftreffen des betreffenden Rades 2b auf der jeweiligen Schiene 1b detektiert wird. Darüber hinaus ist es im Falle einer Balkengleisbremse in Form einer Abrollsicherungsbremse vorteilhafterweise möglich, die Bremskraft der Balkengleisbremse zu erhöhen, bis die zugehörige Steuerungssoftware mit Hilfe der Sensoren 9a, 9b erkennt, dass das Schienenfahrzeug nun wie vorgesehen durch die Balkengleisbremsen in Form der Abrollsicherungsbremse gehalten wird.
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Die beschriebene Sensoreinrichtung kann darüber hinaus grundsätzlich auch in anderen Anwendungsfällen im Bereich der Eisenbahnautomatisierung zum Einsatz kommen, d.h. letztlich überall dort, wo eine Entgleisung, ein Aufklettern oder auch einfach nur eine Befahrung überwacht beziehungsweise detektiert werden soll.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Firmenveröffentlichung „Automatisierungssystem für Zugbildungsanlagen Trackguard Cargo MSR32 – Mehr Effizienz und Sicherheit im Güterverkehr“, Bestell-Nr.: A19100-V100-B898-V2, Siemens AG 2012 [0001]
