GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein und insbesondere auf Bremssysteme für ein Schie- nenfahrwerk von Umschlagmitteln.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Es sind allgemein Umschlagmittel, die auf Schienen verfahrbar sind, bekannt. Solche Umschlagmit- tel werden verwendet, um Transportmittel, wie beispielsweise Schiffe, Züge oder Lkws mit Gütern, wie zum Beispiel Containern, zu beladen oder zu endaden. Solche Güter können durch ein Um- schlagmittel auch zwischen solchen Transportmitteln umgeladen werden. Umschlagmittel, die solche Aufgaben durchführen, müssen aufgrund ihrer Größe und ihres Gewichtes Bewegungen zuverlässig verzögern und stoppen können.

Bei typischen Umschlagmitteln wie Containerbrücken besteht das Problem, diese zuverlässig verzö- gern und stoppen zu können. Da darf das Umschlagmittel aufgrund des hohen Schwerpunktes nicht kippen, das Tragwerk des Umschlagmittels darf nicht überbelastet werden und soll sich unter Belas- tung nicht verziehen und die Räder dürfen nicht auf den Fahrschienen blockieren und auf den Schienen gleiten, sodass die Räder dabei an den Laufflächen abflachen und dann unrund oder holp- rig auf den Schienen laufen. Diese Fehlbeanspruchungen sollen auch unter erheblicher Windlast und bei Niederschlag und Vereisung zuverlässig vermieden werden.

Es gibt Antiblockiersysteme, bei denen über fahrdynamische Messungen das an den Rädern anlie- gende Bremsmoment eingestellt wird. Solche Systeme haben den Nachteil, dass bei häufiger Ände- rung der an den Rädern angelegten Bremsmomente Schwingungen in dem Tragwerk des Umschlagmittels entstehen können, die zum Beispiel Räder kurzzeitig entlasten, die Traktion min- dern und damit ein unerwünschtes Gleiten der Räder erzeugen. Zudem kann bei Abständen zwi- schen einer zentralen Steuereirichtung und den Rädern eine unerwünscht große Verzögerung auftreten, die eine Steuerung eines solchen Bremssystems erschwert.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein einfaches Bremssystem für ein Schienenfahrwerk von Umschlagmitteln —insbesondere von Containerbrücken - zur Verfügung zu stellen, bei dem be- kannte Nachteile möglichst verringert sind. ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Nach einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Bremssystem für ein Schienenfahr- werk eines Umschlagmittels nach Anspruch 1 dar.

Nach einem zweiten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung einen Prozess zum Betreiben eines Bremssystems nach Anspruch 10 dar.

Weitere Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen An- sprüchen, der beigefügten Zeichnung und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausfüh- rungsformen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Ausführungsformen der Erfindung werden nun beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beige- fügte Zeichnung beschreiben. Gezeigt ist in:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Umschlagmittels;

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel von einer Bremsanordnung zur Ausübung eines Bremsmomen- tes auf ein Rad eines Fahrwerkes eines Umschlagmittels;

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel von einer Trommelbremse, die als Bremsanordnung in Fig. 2 verwendet werden kann;

Fig. 4a ein Ausführungsbeispiel von einer Scheibenbremse in einer Rückansicht, die als Bremsan- ordnung in Fig. 2 verwendet werden kann;

Fig. 4b ein Ausführungsbeispiel von einer Scheibenbremse in einer Vorderansicht, die als Bremsanordnung in Fig. 2 verwendet werden kann;

Fig. 5a ein Ausführungsbeispiel von einer Sensoranordnung zur Messung eines Betriebszustan- des des Umschlagmittels sowie äußerer Betriebseinflüsse und die Übermittlung an die Steuereinheit aus Fig. 2;

Fig. 5b ein Ausführungsbeispiel von einer Sensoranordnung zur Messung der Belastung der Fahrwerke des Umschlagmittels und die Übermittlung an die Steuereinheit aus Fig. 2; und

Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel eines Kennfeldes, mithilfe dessen eine Steuereinheit das zu appli- zierende Bremsmomente bestimmen kann.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN

In Fig. 1 ist eine Ausführungsform in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung veran- schaulicht. Vor einer detaillierten Beschreibung folgen zunächst allgemeine Erläuterungen zu den Ausführungsformen. Nach den Ausführungsformen betrifft die Erfindung ein Bremssystem für ein Schienenfahrwerk ei- nes Umschlagmittels umfassend eine Bremsanordnung, die zwischen einer Bremsstellung und einer Lüftstellung verstellbar ist und dazu ausgelegt ist in der Bremsstellung ein einstellbares Bremsmo- ment auszuüben, eine Steuereinheit, die dazu ausgelegt ist ein Bremsmoment zu bestimmen und Bremsanordnung entsprechend anzusteuem, eine Sensoranordnung, die dazu ausgelegt ist einen Be- triebszustand des Umschlagmittels sowie äußere Betriebseinflüsse zu erfassen und diese an die Steu- ereinheit zu übermitteln, wobei die Sensoranordnung im Betrieb des Umschlagmittels den Betriebszustand des Umschlagmittels und die äußeren Betriebseinflüsse auf das Umschlagmittel in periodischen Abständen erfasst und als Betriebszustandsdaten und Betriebseinflussdaten an die Steuereinheit übermittelt, die Steuereinheit, falls ein Bremsvorgang des Umschlagmittels durchge- führt werden soll, mittels der übermittelten Betriebszustands- und Betriebseinflussdaten ein zu appli- zierendes Bremsmoment ermittelt und die Bremsanordnung ansteuert, die Bremsanordnung das Bremsmoment einstellt, sodass ein Gleiten des Rades auf der Schiene und eine Überlastung von Tragwerkskomponenten des Umschlagmittels vermieden wird.

Hierbei können Betriebszustandsdaten, Daten sein, die Aufschluss über Positionen, Geschwindig- keiten und Fahrtrichtung des Umschlagmittels oder einzelner Komponenten des Umschlagmittels sein. Oder solche Daten, die Aufschluss über die Massenverteilung des Umschlagmittels geben, so- wie das Gewicht und die Position von Gütern, die durch das Umschlagmittel angehoben sind. Somit kann die Position des Massenschwerpunktes des Umschlagmittels bestimmbar sein. Betriebszu- standsdaten können weiterhin auch Daten sein, die eine direkt an Fahrwerkskomponenten gemes- sene Belastung der Fahrwerke oder der einzelnen Räder der Fahrwerke wiedergeben.

Die äußeren Betriebseinflüsse können Witterungsbedingungen sein, die eine Kraft auf das Um- schlagmittel ausüben, wie zum Beispiel eine Windlast. Die äußeren Betriebseinflüsse können aller- dings auch Witterungsbedingungen sein, die beispielsweise Aufschluss über Niederschlag und Temperaturen geben, die die Traktion der Räder der Fahrwerke auf Schienen beeinträchtigen kön- nen.

Eine Überlastung von Tragwerkskomponenten kann zu einer Verwindung oder Verformung des Tragwerkes führen und ein Gleiten der Räder kann diese an den Schienen abreiben und somit Abfla- chungen an den Laufflächen der Räder erzeugen.

Bei den Bremsanordnungen kann es sich um Bremsen handeln, die mittels einer Vorspannkraft ein Bremsmoment erzeugen. Das Bremsmoment kann durch Aufbringen einer Kraft, die der Vorspann- kraft entgegengerichtet ist, reduziert werden, bis die Bremsanordnung eine Lüftstellung einnimmt, in der kein Bremsmoment ausgeübt wird. Dadurch können diese Bremsen eine Sicherungsfunktion übernehmen, da bei Leistungsverlust in der Ansteuerung der Bremse das volle Bremsmoment ausge- übt wird (Fail- Safe-Prinzip).

Die Steuereinheit kann aus dem Betriebszustand des Umschlagmittels sowie den äußeren Be- triebseinflüssen ermitteln, welche Bremsmomente an den verschiedenen Fahrwerken des Umschlag- mittels angelegt werden sollen. Dabei kann auch die Traktion der Räder auf den Schienen einfließen. Auch können Schwellenwerte für die Kräfte, die auf Tragwerkskomponenten wirken können, ohne diese zu überlasten, herangezogen werden, um die Bremsmomente zu bestimmen.

Es gibt Ausführungen, bei denen ein Bremselement (z.B. eine Bremsscheibe oder eine Bremstrom- mel) der Bremsanordnung auf einer Welle eines Motors montiert ist, der das Rad antreibt, wobei ein Bremskörper (z.B. ein Bremsbelag oder eine Bremsbacke) während eines Bremsvorgangs in einer Bremsstellung mit einer Anstellkraft gegen das Bremselement drückt, sodass ein Bremsmoment auf die Welle des Motors und damit auf das Rad wirkt.

Es gibt Ausführungen, bei denen die Bremsanordnung eine Trommelbremse umfasst.

Es gibt Ausführungen, bei denen die Bremsanordnung eine Radbremse umfasst.

Es gibt Ausführungen, bei denen die Bremsanordnung eine Scheibenbremse umfasst.

Es gibt Ausführungen, bei denen die Anstellkraft, mit der der Bremskörper gegen das Bremselement gedrückt wird und das Bremsmoment erzeugt wird, durch ein elektrisches Lüftgerät überwunden wird, um in die Lüftstellung zu gelangen.

Elektrische Lüftgeräte können zum Beispiel elektrische Stellzylinder und Aktuatoren sein. Hierbei ist für die Funktion der Bremse wichtig, dass bei einem Leistungsverlust des Lüftgerätes keine Kraft entgegen der Vorspannkraft mehr ausgeübt wird und die Bremse schließt.

Es gibt Ausführungen, bei denen die Anstellkraft, mit der der Bremskörper gegen das Bremselement drückt und das Bremsmoment erzeugt, durch ein hydraulisches Lüftgerät überwunden wird, um in die Lüftstellung zu gelangen.

Hydraulische Lüftgeräte können zum Beispiel hydraulische Zylinder und Aktuatoren sein. Hierbei ist für die Funktion der Bremse wichtig, dass bei einem Leistungsverlust des Lüftgerätes keine Kraft entgegen der Vorspannkraft mehr ausgeübt wird.

Es gibt Ausführungen, bei denen die Anstellkraft, mit der der Bremskörper gegen das Bremselement drückt und das Bremsmoment erzeugt, durch ein elektrohydraulisches Lüftgerät überwunden wird, um in die Lüftstellung zu gelangen. Elektrohydraulische Lüftgeräte können zum Beispiel elektrisch angetriebene Pumpen sein, die eine Hydraulik-Flüssigkeit von einem Reservoir in einen hydraulische Zylinder Pumpen. Der Hydrau- likzylinder baut dadurch ein Kraft auf, die der Vorspannkraft entgegenwirkt. Hierbei ist für die Funktion der Bremse wichtig, dass bei einem Leistungsverlust des Lüftgerätes keine Kraft entgegen der Vorspannkraft mehr ausgeübt wird. Dies geschieht durch einen Ausfall der Pumpe und das Zu- rückfließen der Hydraulik-Flüssigkeit in das Reservoir.

Bei einem Totalausfall der Energieversorgung des Umschlagmittels würden die Bremsanordnungen demnach mit ihrem maximalen Bremsmoment bremsen. Um während eines Totalausfalls der Ener- gieversorgung das Bremsmoment trotzdem variabel aufbringen zu können kann eine unterbre- chungsfreie Stromversorgung (USV) z.B. eine Batterie verwendet werden, damit das Lüftgerät ansteuerbar bleibt.

Es gibt Ausführungen, bei denen die Betriebszustandsdaten Umschlagmittel-spezifische Geschwin- digkeitsdaten umfassen.

Es gibt Ausführungen, bei denen die Betriebseinflussdaten eine auf das Umschlagmittel wirkende Windlast umfassen, welche zumindest aus der Windgeschwindigkeit und der Windrichtung ermittelt wird.

Es gibt Ausführungen, bei denen die Steuereinheit das Bremsmoment mittels der übermittelten Be- triebszustands- und Betriebseinflussdaten aus einem Kennfeld ermittelt, und bei denen das Brems- moment nur auf 0 %, 25 %, 50 %, 75 % oder 100 % eines maximalen Bremsmomentes eingestellt werden kann.

Es gibt Ausführungen für einen Prozess zum Betreiben eines Bremssystems.

Zurückkommend zu Fig. 1, veranschaulicht diese ein erstes Ausführungsbeispiel eines Umschlagmit- tels.

Das Umschlagmittel 100 ist als Containerbrücke dargestellt. Eine Kranbrücke 102 wird von Trag- werkskomponenten 104 getragen. Entlang der Kranbrücke 102 sind Brückenschienen 110 ange- bracht, auf denen ein Fahrwerk mit Rädern 114 laufen kann. Dieses Fahrwerk mit Rädern 114 ist Teil einer Laufkatze 112, die unterhalb der Kranbrücke 102 hängend und auf den Brückenschienen 110 laufend entlang der Kranbrücke 102 verfahren werden kann.

Das Tragwerk umfasst die Tragwerkskomponenten 104, trägt die Kranbrücke 102 und ist mittels ei- gener Fahrwerke mit Rädern 106 ebenfalls auf Schienen 108 gelagert, sodass das Tragwerk entlang der Schienen 108 verfahren werden kann. Es sind auch eine Steuereinheit 210 und eine Sensoran- ordnung 212 gezeigt. Die Steuereinheit 210 empfangt Messdaten von der Kransteuerung oder aus der Sensoranordnung 212 und steuert das Fahrwerk aufgrund dieser Messwerte und eingehender Steuersignale an, zum Beispiel von einem Führer (nicht dargestellt) des Umschlagmittels 100. Die Steuereinheit 210 kann jeweils mit einem Fahrwerk verbunden sein. Dabei kann es eine separate Steuereinheit für alle Fahrwerke geben. Die Steuereinheit 210 kann aber auch mit allen Fahrwerken verbunden sein und diese ansteuern.

Die Schienen 108 und die Brückenschienen 110 sind orthogonal zueinander ausgerichtet und er- möglichen so das Verfahren der Laufkatze 112 in zwei Dimensionen. Eine erste Verfahr-Achse der zwei Dimensionen stellen die Brückenschienen 110 an der Kranbrücke dar, an denen die Laufkatze 112 direkt verfahren wird, und eine zweite Verfahr-Achse der zwei Dimensionen stellen die Schie- nen 108 dar, an denen das gesamte Tragwerk mit Kranbrücke 102 und entsprechend auch mit Lauf- katze 112 orthogonal zu der ersten Verfahr- Achse verfahren wird.

Eine dritte Verfahr- Achse wird durch ein Hubwerk (nicht dargestellt) ermöglicht. Somit können Gü- ter (nicht dargestellt) in der dritten Verfahr-Achse oder dritten Dimension gehoben und gesenkt werden. Das Umschlagmittel 100 kann somit Transportmittel (nicht dargestellt) mit Gütern beladen oder entladen sowie Güter zwischen mehreren Transportmitteln umladen.

Bei den Bewegungen der Laufkatze 112 entlang der Kranbrücke 102 und des Tragwerkes mit Kran- brücke 102 entlang der Schienen 108 müssen erhebliche Massen beschleunigt und gebremst werden. Dazu wird an den Rädern 106 und 114 ein Drehmoment oder Bremsmoment angelegt, das die Lauf- katze 112 oder das Tragwerk mit Kranbrücke 102 entweder beschleunigen oder bremsen soll.

Allerdings kann es passieren, zum Beispiel in Notbrems-Situationen, dass ein angelegtes Bremsmo- ment groß genug ist, um die Haftreibung der Räder 106 oder 114 zu überwinden, sodass die Räder anfangen auf den Schienen 108 oder 110 zu gleiten und sich an den Schienen abzureiben.

Weiterhin kann ein Umschlagmittel 100 aufgrund der Auslegung des Tragwerkes und der Kranbrü- cke 102, sowie eines Gutes, welches eine zusätzliche Last an der Laufkatze darstellt, eine ungleiche Gewichtsverteilung auf den Fahrwerken mit Rädern 106 aufweisen. Der Massenschwerpunkt des Umschlagmittels 100 kann somit näher an einigen Fahrwerken mit Rädern 106 liegen als an anderen Fahrwerken mit Rädern 106.

Ein Bremsmoment ausgehend von den Fahrwerken mit Rädern 106 wirkt über seinen Abstand zum Massenschwerpunkt als Hebel auf den Massenschwerpunkt. Dadurch übt das Bremsmoment ausge- hend von den Fahrwerken mit Rädern 106 ein Drehmoment auf den Massenschwerpunkt aus. Üben die Bremsmomente aller Fahrwerken mit Rädern 106 Bremsmomente aus, die sich nicht ausglei- chen, so wirkt ein effektives Drehmoment auf das Tragwerk des Umschlagmittels 100. Ein solches Drehmoment kann die Tragwerkskomponenten 104 überlasten, sodass diese sich plastisch verfor- men. Um diese Probleme zu verhindern, können die Bremsmomente, die an den Fahrwerken mit Rädern 106 und 114 an Bremssituationen angepasst werden.

Eine Anpassung der Bremsmomente an eine Bremssituation kann auch bei Fahrten der Laufkatze geschehen. Dies kann zum Beispiel bei einer Laufkatze geschehen, deren vier Räder 114 von vier Motoren und vier Bremsanordnungen direkt angetrieben oder abgebremst werden. Die Laufkatze kann bei ihrer Fahrt Güter, wie zum Beispiel Container, mitführen. Ob ein Gut mitgeführt wird und wie viel dieses Gut wiegt verändert das Gewicht und den Schwerpunkt der Laufkatze. Diese Verän- derungen haben Einfluss darauf, wie die Räder 114 belastet sind, sowohl statisch als auch dynamisch während eines Bremsvorganges. Ein durch ein Gut abgesenkter Schwerpunkt zum Beispiel kann beim Bremsvorgang das relative Verhältnis der Belastung auf den Rädern 114 bzw. der Kraft, mit der die Räder 114 auf die Schienen 110 drücken, beeinflussen. Weiterhin ist bei einer Fahrt ohne Gut die Gewichtskraft auf den Räder 114 geringer und ein Gleiten der Räder 144 auf den Schienen 110 setzt bereits bei einem geringeren angelegten Bremsmoment ein als dies bei dem Mitführen ei- nes Gutes der Fall ist. Demnach ist bei Fahrten der Laufkatze ohne Gut ein schwächeres Bremsmo- ment nötig, als zum Beispiel bei einer Fahr bei der ein Gut metgeführt wird, um ein Gleiten der Räder 114 zu verhindern. Bei Fahrten, bei denen Güter mit einer hohen Masse mitgeführt werden, kann hingegen ein hohes Bremsmoment nötig sein damit die Laufkatze in einer angemessenen Zeit zum Stillstand kommt.

Um das Bremsmoment variieren zu können müssen hierbei „Variable Torque Brakes (VTB)“ einge- setzt werden.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel von einer Bremsanordnung zur Ausübung eines Bremsmomen- tes auf ein Rad eines Fahrwerkes des Umschlagmittels 100.

Gezeigt ist ein Fahrwerk 200 mit einem Motor 202, der ein Rad 106 oder 114 über einen Schaft 204 antreibt. Der Motor 202 wird somit verwendet, um ein Drehmoment an das Rad 106 oder 114 anzu- legen und die Laufkatze (112 in Fig. 1) oder das Tragwerk mit Kranbrücke (102 in Fig. 1) zu bewe- gen.

Auf demselben Schaft 204 ist zudem eine Bremsanordnung 206 angebracht. Die Bremsanordnung 206 wird verwendet, um ein Bremsmoment an das Rad 106 oder 114 anzulegen und die Laufkatze (112 in Fig. 1) oder das Tragwerk mit Kranbrücke (102 in Fig. 1) zu bremsen.

Die Bremsanordnung 206 wird von einer Steuereinheit 210 angesteuert. Wenn ein Bremsvorgang durchzuführen ist, ermittelt die Steuereinheit 210 ein an das Rad 106 oder 114 anzulegendes Brems- moment und steuert die Bremsanordnung 206 so an, dass das anzulegende Bremsmoment an das Rad 106 oder 114 angelegt wird. In die Ermittlung des Bremsmomentes fließen in der Steuereinheit 210 Messwerte von Sensoren aus einer Sensoranordnung 212 ein.

Eine oder mehrere Bremsanordnungen 206 können direkt an dem Motor 202 verbaut sein und ein Bremsmoment auf den Schaft des Motors und damit das Rad 106 oder 114 anzulegen. Es können aber auch eine oder mehrere Bremsanordnungen 206 direkt an dem Rad 106 oder 114 verbaut sein und ein Bremsmoment an dieses anzulegen. Falls eine Kombination aus Motoren 202 mit Rädern 106 oder 114 über Schäfte 204 und möglicherweise auch Getriebe (nicht dargestellt) verbunden sind, kann auch an jeder dieser Komponenten eine oder mehrere Bremsanordnungen 206 verbaut sein, um ein Bremsmoment an die Räder 106 oder 114 anzulegen.

Es gibt Ausführungen wie die in Fig. 2 bei denen die Bremsanordnung 206 direkt an dem Rad 106 oder 114 angebracht ist. Dadurch kann die Bremsanordnung 206 ein Bremsmoment direkt an das Rad 106 oder 114 anlegen. Dieses Konzept wird auch Radbremse bezeichnet.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel von einer Trommelbremse, die als Bremsanordnung in Fig. 2 verwendet werden kann.

Die Trommelbremse 206‘ besteht aus einem Bremselement 302, das mit einem Schaft (204 in Fig. 2) verbunden ist, und zwei Bremskörpern 304, die über eine Struktur an dem Tragwerk des Umschlag- mittels (100 in Fig. 1) befestigt sind und nicht mit dem Schaft rotieren. Wenn die Bremskörper 304 mit einer Anstellkraft auf den Umfang des Bremselementes 302 drücken, entsteht eine Reibung. Ro- tiert der Schaft und damit das Bremselement 302 erzeugt die Reibung ein Drehmoment, das der Ro- tation des Schaftes entgegenwirkt und diese somit abbremst. Somit kann die Trommelbremse 206‘ ein Bremsmoment auf den Schaft und ein mit dem Schaft verbundenes Rad (106 oder 114 in Fig. 1 und Fig. 2) ausüben.

Die Trommelbremse 206‘ ist als Sicherheitsbremse ausgelegt, wodurch diese in einem nicht energeti- sierten Zustand eine Bremsstellung einnimmt, in der eine Vorspannkraft die Bremskörper 304 auf den Umfang des Bremselementes 302 drückt. Die Vorspannkraft wird durch ein Vorspannelement 307 aufgebracht. Ein Lüftgerät 306, z.B. ein elektrohydraulisches Lüftgerät, bringt eine Kraft auf, die der Vorspannkraft entgegenwirkt, die Bremskörper 304 von dem Umfang des Bremselementes 302 löst und die Trommelbremse 206 ^' somit in eine Lüftstellung bringt. In der Lüftstellung wird kein Bremsmoment ausgeübt.

Das Lüftgerät 306 wird durch eine Steuereinheit (210 in Fig. 2) angesteuert und kann die aufge- brachte und der Vorspannkraft entgegengesetzte Kraft variieren. Das Lüftgerät 306 kann somit an- gesteuert werden, um die Trommelbremse 206‘ in eine Lüftstellung zu bringen. Zusätzlich kann Das Lüftgerät 306 eine Kraft aufbringen, die der Vorspannkraft entgegenwirkt, jedoch schwächer als die Vorspannkraft ist, wodurch die Anstellkraft entsteht, mit der die Bremskörper 304 auf den Umfang des Bremselementes 302 drücken.

Die Anstellkraft kann durch die Steuereinheit zwischen keiner Kraft bis zur Vorspannkraft variiert werden. Das Bremsmoment der Trommelbremse 206‘ kann demnach durch die Steuereinheit von keinem Bremsmoment in der Lüftstellung bis zu dem maximalen Bremsmoment durch die Vor- spannkraft variiert werden.

Bei einem Totalausfall der Energieversorgung des Umschlagmittels würden die Bremsanordnungen demnach mit ihrem maximalen Bremsmoment bremsen. Um während eines Totalausfalls der Ener- gieversorgung das Bremsmoment trotzdem variabel aufbringen zu können kann eine unterbre- chungsfreie Stromversorgung (USV) z.B. eine Batterie verwendet werden, damit das Lüftgerät ansteuerbar bleibt. Dabei kann ein wie in Fig.°6 auf Lastdaten zurückgegriffen werden, welche die letzten Lastdaten sind, die vor dem Totalausfall der Energieversorgung gespeichert wurden, zum Beispiel im Steuergerät (210 in Fig. 1).

Fig. 4a zeigt ein Ausführungsbeispiel von einer Scheibenbremse in einer Rückansicht, die als Bremsanordnung in Fig. 2 verwendet werden kann und Fig. 4b zeigt ein Ausführungsbeispiel von einer Scheibenbremse in einer Vorderansicht, die als Bremsanordnung in Fig. 2 verwendet werden kann

In der Rückansicht der Fig. 4a ist ein Vorspannelement 407 dargestellt, welches die Scheibenbremse 206“ durch das Ausüben einer Vorspannkraft in eine Bremsstellung bringt. Das Lüftgerät 406 baut eine Kraft auf, die der Vorspannkraft des Vorspannelementes 407 entgegenwirkt und die Scheiben- bremse in eine Lüftstellung bringt.

Das Lüftgerät 406 wird durch eine Steuereinheit (210 in Fig. 2) angesteuert und kann die aufge- brachte und der Vorspannkraft entgegengesetzte Kraft variieren. Das Lüftgerät 406 kann somit an- gesteuert werden, um die Scheibenbremse 206“ in eine Lüftstellung zu bringen. Zusätzlich kann das Lüftgerät 406 eine Kraft aufbringen, die der Vorspannkraft entgegenwirkt, jedoch schwächer als die Vorspannkraft ist, wodurch in Summe eine Anstellkraft entsteht, mit der die Bremskörper (404 in Fig. 4b) auf die Seitenflächen des Bremselementes (402 in Fig. 4b) drücken. In der Lüftstellung wird kein Bremsmoment ausgeübt.

Wie in Fig. 4b dargestellt, besteht die Scheibenbremse 206“aus einem Bremselement 402, das mit einem Schaft (204 in Fig. 2) verbunden ist, und zwei Bremskörpern 404, die über eine Struktur an dem Tragwerk des Umschlagmittels (100 in Fig. 1) befestigt sind und nicht mit dem Schaft rotieren. Wenn die Bremskörper 404 mit einer Anstellkraft auf die Seitenflächen (Grund- und Deckelfläche bei Zylinder) des Bremselementes 302 drücken, entsteht eine Reibung. Rotiert der Schaft und damit das Bremselement 302, erzeugt die Reibung ein Drehmoment, das der Rotation des Schaftes entge- genwirkt und diese somit abbremst. Somit kann die Scheibenbremse 206“ ein Bremsmoment auf den Schaft und ein mit dem Schaft verbundenes Rad (106 oder 114 in Fig. 1 und Fig. 2) ausüben.

Die Scheibenbremse 206“ ist als Sicherheitsbremse ausgelegt, wodurch diese in einem nicht energeti- sierten Zustand eine Bremsstellung einnimmt, in der die Vorspannkraft die Bremskörper 404 auf die Seitenflächen des Bremselementes 402 drücken. Ein Lüftgerät (406 in Fig. 4a) bringt eine Kraft auf, die der Vorspannkraft entgegenwirkt, die Bremskörper 304 von den Seitenflächen des Bremsele- mentes 402 löst und die Scheibenbremse 206“ somit in eine Lüftstellung bringt. In der Lüftstellung wird kein Bremsmoment ausgeübt.

Die Anstellkraft kann durch die Steuereinheit zwischen keiner Kraft bis zur Vorspannkraft variiert werden. Das Bremsmoment der Scheibenbremse 206“ kann demnach durch die Steuereinheit von keinem Bremsmoment in der Lüftstellung bis zu dem maximalen Bremsmoment durch die Vor- spannkraft variiert werden.

Sowohl die Scheibenbremse 206“ als auch die Trommelbremse (206‘ in Fig. 3) nutzen ein Lüftgerät (306 in Fig. 3 und 406 in Fig 4a).

Es gibt Ausführungen, bei denen das Lüftgerät die Kraft und auch einen Hub, die der Vorspann- kraft entgegenwirken und die Bremskörper 404 (304 in Fig. 3) von dem Bremselement 402 (302 in Fig. 3) lösen, elektrisch erzeugt, zum Beispiel durch einen Linearmotor oder einen elektrischen Ak- tuator bzw. elektrischen Stellzylinder

Es gibt Ausführungen, bei denen das Lüftgerät die Kraft und auch einen Hub, die der Vorspann- kraft entgegenwirken und die Bremskörper 404 (304 in Fig. 3) von dem Bremselement 402 (302 in Fig. 3) lösen, hydraulisch erzeugt, zum Beispiel durch einen hydraulischen Zylinder oder einen hyd- raulischen Aktuator. Hydraulische Zylinder oder Aktuatoren können ihre ausgeübte Kraft mittels eines Proportional- Ventils einstellen und somit die variable Kraft, die der Vorspannkraft entgegen- wirkt, aufbringen.

Es gibt weiterhin Ausführungen, bei denen das Lüftgerät die Kraft und auch einen Hub, die der Vorspannkraft entgegenwirken und die Bremskörper 404 (304 in Fig. 3) von dem Bremselement 402 (302 in Fig. 3) lösen, elektrohydraulisch erzeugt, zum Beispiel durch einen elektrohydraulischen Zy- linder oder einen elektrohydraulischen Aktuator. Elektrohydraulische Zylinder oder Aktuatoren kön- nen ihre ausgeübte Kraft mittels eines Proportional- Ventils einstellen und somit die variable Kraft, die der Vorspannkraft entgegenwirkt, aufbringen. Bei einem Totalausfall der Energieversorgung des Umschlagmittels würden die Bremsanordnungen demnach mit ihrem maximalen Bremsmoment bremsen. Um während eines Totalausfalls der Ener- gieversorgung das Bremsmoment trotzdem variabel aufbringen zu können kann eine unterbre- chungsfreie Stromversorgung (USV) z.B. eine Batterie verwendet werden, damit das Lüftgerät ansteuerbar bleibt. Dabei kann wie in Fig.°6 auf Lastdaten zurückgegriffen werden, welche die letz- ten Lastdaten sind, die vor dem Totalausfall der Energieversorgung gespeichert wurden, zum Bei- spiel im Steuergerät (210 in Fig. 1).

Fig. 5a zeigt ein Ausführungsbeispiel von einer Sensoranordnung zur Messung eines Betriebszustan- des des Umschlagmittels sowie äußerer Betriebseinflüsse und die Ubermittiung an die Steuereinheit aus Fig. 2.

Die Steuereinheit 210 erhält und verwertet Daten von Sensoren 502 bis 510, die eine Sensoranord- nung 212 bilden, und steuert die Bremsanordnung 206 aufgrund dieser erhaltenen und verwerteten Daten an, wenn ein Bremsvorgang eingeleitet werden soll. Ein Bremsvorgang kann im normalen Be- trieb des Kranes eingeleitet werden, der Bremsvorgang kann allerdings auch durch die Betätigung eines Notstopps 516 ausgelöst werden.

Ein Sensor 502 kann zum Beispiel die Position der Laufkatze (112 in Fig. 1) entlang der Kranbrücke (102 in Fig. 1) vermessen und an die Steuereinheit 210 übermitteln. Aus dieser Position kann die Steuereinheit 210 dann die Position des Massenschwerpunktes des Umschlagmittels (100 in Fig. 1) bestimmen. Aus dem ermittelten Massenschwerpunkt ergibt sich die Belastung aufgrund der Ge- wichtsverteilung der vier Fahrwerke mit Rädern 106 in den vier Ecken des Tragwerkes des Um- schlagmittels.

Ein Sensor 504 kann die Geschwindigkeit der Laufkatze (112 in Fig. 1) messen und an die Steuerein- heit 201 übermitteln. Weiterhin kann die Steuereinheit 210 aus der Veränderung der Position der Laufkatze die Geschwindigkeit der Laufkatze ermitteln. Ein Sensor 506 kann die Position des Um- schlagmittels (100 in Fig. 1) endang der Schienen (108 in Fig. 1) messen und ein weiterer Sensor 508 die Geschwindigkeit.

Ein weiterer Sensor 510 kann die Windgeschwindigkeit messen, während ein Sensor 512 die Wind- richtung misst. Beide Sensoren 510 und 512 übermitteln die Messwerte an die Steuereinheit 210 und die Steuereinheit 210 bestimmt aus den Messwerten die Windlast, die auf das Umschlagmittels (100 in Fig. 1) wirkt. Insbesondere kann auch die Windlast auf die Laufkatze und mögliche mit der Lauf- katze verbundene Güter bestimmt werden. Aus der Windlast kann die Steuereinheit dann eine Ab- änderung von der Belastung aufgrund des Massenschwerpunktes auf die vier einzelnen Fahrwerke mit Rädern 106 an den vier Ecken des Tragwerkes des bestimmen. Aus der Geschwindigkeit der Laufkatze und der Windlast, die auf die Laufkatze wirkt, kann die Steuereinheit 210 bestimmen mit welchem Bremsmoment die Räder (114 in Fig. 1) der Laufkatze gebremst werden müssen, um die Laufkatze möglichst schnell zu stoppen, ohne dass die Räder be- ginnen auf den Schienen (110 in Fig. 1) zu gleiten.

Aus den Belastungen, die für die vier einzelnen Fahrwerke mit Rädern 106 an den vier Ecken des Tragwerkes bestimmt wurden, kann die Steuereinheit 210 ein Bremsmoment für jedes Fahrwerk in den vier Ecken des Tragwerkes bestimmen, um das Umschlagmittel möglichst schnell zu stoppen, ohne dass die Räder (106 in Fig. 1) beginnen auf den Schienen (108 in Fig. 1) zu gleiten und ohne dass die Belastung des Tragwerkes zu groß wird, sodass sich das Tragwerk nicht verbiegt, verwindet oder das Umschlagmittels umkippt.

Ein Sensor 514 kann bestimmte Systemkomponenten des Umschlagmittels überwachen und bei ei- nem Ausfall dieser Systemkomponenten einen Notstopp des Umschlagmittels auslösen.

Es gibt Ausführungen, in denen weitere Sensoren Witterungsbedingungen erfassen, die Einfluss auf die Traktion der Räder auf den Schienen haben.

Durch periodisches Erhalten der Messwerte der Sensoren und bestimmen der zu applizierenden Bremsmomente kann zu jedem Zeitpunkt bekannt sein, welche Bremsmomente idealerweise zu ap- plizieren sind. Diese Bremsmomente können so hinterlegt werden, dass diese bei einem Systemaus- fall des Umschlagmittels oder einem Notstopp gelesen und die Bremsanordnungen (206 in Fig. 2) so angesteuert werden können, dass diese Bremsmomente appliziert werden.

Fig. 5b zeigt ein Ausführungsbeispiel von einer Sensoranordnung zur Messung der Belastung der Fahrwerke des Umschlagmittels und die Übermittlung an die Steuereinheit aus Fig. 2.

Die Übermittlung an die Steuereinheit verläuft wie in Fig. 5a dargestellt. Diese Sensoranordnung 212‘ umfasst vier Kraftmesssensoren 518 bis 524, welche die Belastung auf je ein Fahrwerk der vier Fahrwerke des Umschlagmittels (100 in Fig. 1) bestimmen. Die Kraftmesssensoren können zum Beispiel als Dehnungsstreifen ausgeführt sein. Dadurch kann eine Dehnung, welche abhängig von der Belastung bzw. anliegenden Kraft am Fahrwerk ist, einer Fahrwerkskomponente gemessen wer- den.

Ein Kraftmesssensor ermöglicht damit die Messung einer aktuellen Stützlast bzw. Belastung am Fahrwerk und das Einstellen eines entsprechenden Bremsmomentes.

Die Steuereinheit 210 erhält und verwertet Daten von Sensoren 518 bis 526, die eine Sensoranord- nung 212 bilden, und steuert die Bremsanordnung 206 aufgrund dieser erhaltenen und verwerteten Daten an, wenn ein Bremsvorgang eingeleitet werden soll. Ein Bremsvorgang kann im normalen Be- trieb des Kranes eingeleitet werden, der Bremsvorgang kann allerdings auch durch die Betätigung eines Notstopps 516 ausgelöst werden. Ein Sensor 526 kann bestimmte Systemkomponenten des Umschlagmittels überwachen und bei einem Ausfall dieser Systemkomponenten ebenfalls einen Notstopp des Umschlagmittels auslösen.

Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Kennfeldes, mithilfe dessen eine Steuereinheit zu applizie- rende Bremsmomente bestimmen kann.

Ein Ausschnitt des Kennfeldes ist als Tabelle dargestellt, in dem Fahrsituationen und die zu applizie- renden Bremsmomente dargestellt sind. Die Bremsmomente sind hier auf die vier Fahrwerke (Fahr- werke 1 bis 4, auch in Fig. 1) mit den Rädern (106 in Fig. 1) in den vier Ecken des Tragwerkes des Umschlagmittels (100 in Fig. 1) beschränkt. Eine Bestimmung der Bremsmomente für die Räder (114 in Fig. 1) der Laufkatze (112 in Fig. 1) kann analog erfolgen.

Fahrwerke 1 und 2 sind die hinteren Fahrwerke aus Fig. 1, während die Fahrwerke 3 und 4 die vor- deren Fahrwerke sind, die sich unter dem Überhang der Kranbrücke (102 in Fig. 1) befinden.

Für die Bestimmung der jeweiligen Fahrsituation werden die wie in Fig. 5 dargestellt erfassten Mess- werte der Sensoren herangezogen. Es wird bestimmt, ob die Messwerte in bestimmten Bereichen liegen. Für die Bewegungsrichtung des Umschlagmittels (100 in Fig. 1) werden die Bereiche Al und A2 kategorisiert, dabei kann eine Bewegung des Umschlagmittels hin zu der Seite der Fahrwerke 1 und 3 als Kategorie Al klassifiziert sein und eine Bewegung hin zu der Seite der Fahrwerke 2 und 4 als Kategorie A2.

Weiterhin kann auch die Windlast aufgrund ihrer Stärke und Richtung in bestimmte Kategorien, bei- spielsweise B0, Bl und B2, eingeordnet werden. Hier kann zum Beispiel eine Zuordnung zu der Ka- tegorie B0 erfolgen, wenn der Wind einen gewissen Schwellenwert unterschreitet. Eine Kategorie Bl kann zugeordnet werden, wenn der Wind den Schwellenwert überschreitet und aus der Richtung der Seite der Fahrwerke 1 und 2 weht. Eine Kategorie B2 kann zugeordnet werden, wenn der Wind den Schwellenwert überschreitet und aus der Richtung der Seite der Fahrwerke 3 und 4 weht.

Ähnliches gilt für die Position der Laufkatze, beispielsweise, wenn die Laufkatze in dem Überhang der Kranbrücke positioniert ist, kann die Position der Laufkatze als C2 kategorisiert werden und wenn die Laufkatze sich zwischen den Fahrwerken mit Rädern (106 in Fig. 1) befindet, kann die Po- sition der Laufkatze als CI kategorisiert werden.

In der ersten Zeile des Kennfeldes ist eine Fahrsituation bestimmt, mit einer Bewegungsrichtung des Umschlagmittels in Richtung Al, einer Windlast unterhalb des Schwellenwertes, also Kategorie B0 und einer Position Laufkatze im Überhang der Kranbrücke, also Kategorie CI. Wegen der Bewe- gungsrichtung des Umschlagmittels ist die Last während eines Bremsvorganges auf den Fahrwerken 1 und 3 größer als auf den Fahrwerken 2 und 4. Dadurch kann auf den Fahrwerken 1 und 3 in Summe stärker gebremst werden als auf den Fahrwerken 2 und 4. Der Wind hat hier keinen Einfluss auf die Bremsmomente. Wegen der Position der Laufkatze im Überhang der Kranbrücke wird auf den Fahrwerken 1 und 2 in Summe stärker gebremst als auf den Fahrwerken 3 und 4. Daraus folgt ein Bremsmoment von 50 % der Vorspannkraft auf Fahrwerk 1 und 25 % der Vorspanngraft auf den Fahrwerken 2 und 3. Auf dem Fahrwerk 4 wird kein Bremsmoment angelegt.

In der zweiten Zeile des Kennfeldes ist eine Fahrsituation bestimmt, mit einer Bewegungsrichtung des Umschlagmittels in Richtung A1, einer Windgeschwindigkeit oberhalb des Schwellenwertes, der aus der Richtung der Seite der Fahrwerke 3 und 4 weht, also Kategorie B2 und einer Position Lauf- katze im Überhang der Kranbrücke, also Kategorie CI. Wegen der Bewegungsrichtung des Um- schlagmittels ist die Last während eines Bremsvorganges auf den Fahrwerken 1 und 3 größer als auf den Fahrwerken 2 und 4. Dadurch kann auf den Fahrwerken 1 und 3 in Summe stärker gebremst werden als auf den Fahrwerken 2 und 4. Die Windlast belastet die Fahrwerke 1 und 2 in Summe stärker, während die Fahrwerke 3 und 4 entlastet werden. Die Position der Laufkatze im Überhang der Kranbrücke belastet die Fahrwerke 1 und 2 ebenfalls in Summe stärker und entlastet die Fahr- werke 3 und 4. Daraus folgt ein Bremsmoment von 75 % der Vorspannkraft auf Fahrwerk 1, 50°% der Vorspannkraft auf Fahrwerk 2 und 25 % der Vorspanngraft auf Fahrwerken 3. Auf dem Fahr- werk 4 wird kein Bremsmoment angelegt.

In der dritten Zeile des Kennfeldes ist eine Fahrsituation bestimmt, mit einer Bewegungsrichtung des Umschlagmittels in Richtung A2, einer Windgeschwindigkeit oberhalb des Schwellenwertes, der aus der Richtung der Seite der Fahrwerke 1 und 2 weht, also Kategorie Bl und einer Position Lauf- katze zwischen den Fahrwerken 1 bis 4, also Kategorie C2. Wegen der Bewegungsrichtung des Um- schlagmittels ist die Last während eines Bremsvorganges auf den Fahrwerken 2 und 4 größer als auf den Fahrwerken 1 und 3. Dadurch kann auf den Fahrwerken 2 und 4 in Summe stärker gebremst werden als auf den Fahrwerken 1 und 3. Wegen der Position der Laufkatze zwischen den Fahrwer- ken 1 bis 4 werde alle Fahrwerke durch diese etwa gleich belastet. Der Wind, der aus der Richtung der Seite der Fahrwerke 3 und 4 weht, entlastet die Fahrwerke 1 und 2 in Summe, während die Fahr- werke 3 und 4 belastet werden. Dadurch wird nur auf den Fahrwerken 2 und 4 gleichmäßig mit 50 % der Vorspannkraft als Anstellkraft gebremst. Auf den restlichen Fahrwerken wird kein Brems- moment angelegt. Hierbei gleicht die Windlast zum Beispiel unterschiedliche Belastungen der Fahr- werke aus, die durch einen einseitigen Überhang der Kranbrücke bedingt sein können.

In der vierten Zeile des Kennfeldes ist eine Fahrsituation bestimmt, mit einer Bewegungsrichtung des Umschlagmittels in Richtung A2, einer Windgeschwindigkeit oberhalb des Schwellenwertes, der aus der Richtung der Seite der Fahrwerke 3 und 4 weht, also Kategorie B2 und einer Position Lauf- katze zwischen den Fahrwerken 1 bis 4, also Kategorie C2. Wegen der Bewegungsrichtung des Um- schlagmittels ist die Last während eines Bremsvorganges auf den Fahrwerken 2 und 4 größer als auf den Fahrwerken 1 und 3. Dadurch kann auf den Fahrwerken 2 und 4 in Summe stärker gebremst werden als auf den Fahrwerken 1 und 3. Die Windlast belastet die die Fahrwerke 1 und 2 in Summe stärker, während die Fahrwerke 3 und 4 endastet werden. Wegen der Position der Laufkatze zwi- schen den Fahrwerken 1 bis 4 werden diese von der Laufkatze in etwa gleichmäßig belastet. Dadurch wird auf dem Fahrwerk 2 mit einem Bremsmoment von 75 % der Vorspannkraft als An- stellkraft gebremst und auf dem Fahrwerk 4 mit 25 % der Vorspannkraft. Auf den restlichen Fahr- werken wird kein Bremsmoment angelegt.

Die aufgezählten Fahrsituationen und Kategorien für die Messwerte der Sensoren sind keine ge- schlossene Aufzählung. Es könne zum Beispiel auch Windrichtungen, die von der Seite der Fahr- werke 2 und 3 oder der Fahrwerke 1 und 4 wehen als Windlasten kategorisiert werden. Auch Winde, die zum Beispiel diagonal zu den Verfahr-Richtungen wirken können kategorisiert werden. Allge- mein können die Geschwindigkeiten, zum Beispiel der Laufkatze des Umschlagmittels oder des Windes, feiner kategorisiert werden indem diese zum Beispiel mit einer ansteigenden Reihe von Schwellenwerten abgeglichen werden.

Wie in Fig. 5b dargestellt können die Belastungen auf den Fahrwerken 1 bis 4 auch durch eine di- rekte Messung von Kraftmesssensoren, welche an den Fahrwerken angebracht sind, bestimmt wer- den. Solche Kraftmesssensoren können zum Beispiel durch Dehnungsmessstreifen realisiert sein. Betriebszustände und äußere Betriebseinflüsse des Umschlagmittels können dabei bereits in die be- stimmten Belastungen der Fahrwerke eingehen. Aus diesen Belastungen kann aufgrund von Model- len ein maximal applizierbares Bremsmoment bestimmt werden, sodass ein Gleiten der Räder 106 oder 114 auf den Schienen 108 und 110 vermieden wird, das Umschlagmittel oder die Laufkatze je- doch möglichst schnell zum Stillstand kommen. Weiterhin können beispielsweise Witterungsdaten, die Aufschluss über die Traktion der Räder 106 oder 114 auf den Schienen 108 und 110 geben, er- fasst werden und mit in die Modelle einfließen.

Bei einem Totalausfall der Energieversorgung des Umschlagmittels würden die Bremsanordnungen mit ihrem maximalen Bremsmoment bremsen. Um während eines Totalausfalls der Energieversor- gung das Bremsmoment trotzdem variabel aufbringen zu können, kann eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) z. B. eine Batterie verwendet werden, damit das Lüftgerät ansteuerbar bleibt. Dabei kann ein wie in Fig.°6 auf Lastdaten zurückgegriffen werden, welche die letzten Last- daten sind, die vor dem Totalausfall der Energieversorgung gespeichert wurden, zum Beispiel im Steuergerät (210 in Fig. 1). Eine Kombination der Ausführungsbeispiele ist vorgesehen. So können zum Beispiel an verschiede- nen Stellen des Umschlagmittels Bremsanordnungen verwendet werden, bei denen ein Anteil der Bremsanordnungen als Trommelbremsen und ein anderer Anteil als Scheibenbremsen ausgelegt ist. Dies kann auch innerhalb desselben Fahrwerkes geschehen, beispielsweise durch eine Scheiben- bremse, die an den Rädern des Fahrwerkes angebracht ist und einer Trommelbremse, die auf dem Schaft des Motors angebracht ist. Auch die Anzahl an Sensoren zur Messung Betriebszustandes des Umschlagmittels sowie äußerer Betriebseinflüsse können weitere Sensoren umfassen, die beispiels- weise Witterungsdaten oder ein an der Laufkatze befindliches Gewicht eines Gutes erfassen. Die ge- zeigten Ausführungsbeispiele sind als weitere Erklärung der vorliegenden Erfindung zu verstehen. Für genauen Umfang der Erfindung wird auf die folgenden Ansprüche verwiesen.

BEZUGSZEICHENLISTE

100 Umschlagmittel

102 Kranbrücke

104 Tragwerkskomponente

106, 114 Rad

108, 110 Schiene

112 Laufkatze

200 Fahrwerk

202 Motor

204 Schaft

206, 206‘, 206“ Bremsanordnung

210 Steuereinheit

302, 402 Bremselement

304, 404 Bremskörper

306, 406 Lüftgerät

307, 407 V orspannelement

500, 500‘ Sensoranordnung

502 - 514 Sensoren

518 - 526 Sensoren

516 Notstopp