DE4442799A1 - Schienengebundene Maschinen mit Seitenkraftminimierung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Regelung der Fahrantriebsmotoren von schienengebundenen Er­ zeugnissen mit zwei oder mehreren Einzelantrieben, z. B. Krane, mittels derer durch Verar­ beitung geeigneter Eingangsgrößen in dieser Regelung ein verbessertes Laufverhalten und damit eine Verringerung der Schienenseitenkraft erzielt wird.

So werden z. B. Krane zunehmend für Automatikbetrieb konzipiert und für höhere Fahrge­ schwindigkeiten ausgelegt. Mit der Erhöhung der Fahrgeschwindigkeiten vergrößern sich aber auch die dynamischen Zusatzlasten, die wiederum eine Erhöhung der Seitenkräfte in der Rad-Schiene-Paarung bewirken. Diese Seitenkräfte müssen von den Führungselemen­ ten der Krane und der Kranbahn in Verbindung mit deren Stützung aufgenommen werden, was in vielfältigster Form schädigungsrelevant für die Maschine, den Schienenkomplex und das Bauwerk ist. Erhöht werden diese Effekte noch wesentlich, wenn die Qualität der geo­ metrischen Lage der Kranbahn unzureichend ist, und der Kran selbst durch ein ungünstiges Spur-Radstandverhältnis oder andere konstruktive Mängel einen bekanntermaßen hohen Seitenkraftanteil produziert. Um die Erzeugung der hohen dynamischen Zusatzseitenkräfte zu verhindern, gibt es Lö­ sungen, die durch eine Regelung der Fahrmotoren einen Geradlauf des Kranes erzielen. Als Eingangsgrößen gehen z. B. Meßsignale in die Regelung ein, die den zurückgelegten Weg der beiden Fahrwerkträger von einem definierten Nullpunkt aus beschreiben. Nachteilig ist bei dieser Lösung, daß damit z. B. Lageabweichungen der Kranbahn nicht erkannt werden und keine Meßgröße die Regelung beeinflußt die über die Qualität des Fahrverhaltens eine Aussage liefert. Andere Ausführungen tasten über Wegaufnehmer den Abstand der seitlichen Führungs­ elemente zur Schiene ab. Dies liefert aber der Regelelektronik z. B. beim Abstand O keine Aussage, welche Größe die Seitenkraft und welchen Gradienten diese in diesem Moment haben. Damit versucht die Regellogik, Korrekturen im Lauf des Kranes zu realisieren, obwohl völlig unkritische Verhältnisse bezüglich des momentanen Laufverhaltens und der Kombination Rad-Schiene vorliegen.

Diese Nachteile sollen mit der Erfindung beseitigt werden. Gegenstand der Erfindung ist ein Regelsystem, bei dem durch Einführung einer geeigne­ ten Regelgröße die Fahrmotoren so gesteuert werden, daß die Laufgüte des Kranes erhöht und die Schienenseitenkräfte minimiert werden.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß Kraftsensoren montiert sind , die die außerhalb des Reibschlusses zwischen Rad und Schiene auftretenden Seitenkräfte z. B. eines Kranes erfassen. So können beispielsweise die seitlichen Führungsrollen über bekannte Meßglieder kraftsensibel gestaltet werden. Die Ausgangssignale dieser Sensoren gehen derart in die Regellogik ein, daß über die Ansteuerung der Fahrmotoren die Ziel­ funktion

Summe der Seitenkräfte → Minimum

realisiert wird.

Dadurch wird erreicht, daß jede Seitenkraftänderung sofort die Regelung der Fahrmotoren gezielt beeinflußt. Dabei können die Sensoren so montiert werden, daß jede seitliche Ab­ weichung des Rades auf der Schiene von der Ideallinie bereits als Kraftsignal dargestellt wird. Bekannte Glieder der Regelungsmechanik bewerten das Kraftsignal in vorteilhafter Weise, so daß z. B. eine Spitze im Kraftverlauf (hervorgerufen durch z. B. eine Schweißnaht) nicht gleich bewertet wird wie ein Anstieg des Signales auf den gleichen Wert mit geringe­ rem Gradienten. Die Kraft-Weg-Kennlinie sollte vorteilhafterweise einen nichtlinearen Cha­ rakter haben. Dieser kann über die Gestaltung des Kraftsensors oder durch eine Überlagerung der Kraftsensorkennlinie mit einer nichtlinearen Funktion in der Verarbei­ tungseinheit erreicht werden.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert.

Die dazugehörige Zeichnung zeigt einen Brückenkran mit Einzelfahrantrieben. Auf den Schienen 1 tragen über die Laufräder 2 über die Kopfträger 3 und 4 die Brücke 5. Am Kopfträger 3 der beiden Kopfträger 3 und 4 sind die seitlichen Führungsrollenpaare 6 und 7 zu sehen. Sie sind über die Kraftsensoren 8 und 9 mit dem Kopfträger 3 verbunden. An den Kopfträgern sind die Fahrmotoren 10 und 11 montiert. Wird nun an den Kraftsensoren 8 und 9 eine Seitenkraft registriert, wird deren Ausgangssignal über die Leitung 12 in die Verarbeitungseinheit 13 zur Steuerung der Fahrmotoren geleitet und derart genutzt, daß diese Fahrmotoren gezielt unterschiedliche Leistungen abgeben. Die Leistungsaufteilung erfolgt dabei so, daß die Ausgangssignale der Seitenkraftsensoren den Kraftwert O anstreben.

Claims (1)

1. Regelsystem für schienengebundene Maschinen mit regelbaren Fahrantrieben, gekennzeichnet dadurch, daß seitenkraftverarbeitende Sensoren montiert sind und deren Ausgänge mit einer die Leistung der Fahrmotoren beeinflussenden Regeleinheit verbun­ den sind.