WO2018065090A1 - Selbstfahrender laufwagen mit energierückgewinnung für seilbahnen - Google Patents

Selbstfahrender laufwagen mit energierückgewinnung für seilbahnen Download PDF

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WO2018065090A1
WO2018065090A1 PCT/EP2017/001161 EP2017001161W WO2018065090A1 WO 2018065090 A1 WO2018065090 A1 WO 2018065090A1 EP 2017001161 W EP2017001161 W EP 2017001161W WO 2018065090 A1 WO2018065090 A1 WO 2018065090A1
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Stefan Leitner
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C21/00—Cable cranes, i.e. comprising hoisting devices running on aerial cable-ways

Definitions

  • the invention relates to a motorized carriage for cable cars, as well as cable cranes, e.g. of the type "Blondin" which, in order to own
  • Locomotion acts on a warp rope, on a pull rope or on the carrying cable and which can be equipped with a winch or other known load lifting device for lifting loads, the carriage with
  • the carriages are equipped with a single or double winch motorized or with a known load lifting device.
  • the self-propelled carriages are very common and are, whether for the process of the carriage, as well as for lifting the loads usually equipped with hydraulic motors, these hydraulic motors are powered by at least one pump which is driven by an internal combustion engine which, as well as the hydraulic pumps , is controlled via a remote control.
  • Waste energy is known that by the method of a medium load on a slope in the direction of unloading approximately three times the energy is expended which is necessary to drive the unloaded carriage from the unloading area to the loading area, this mainly because the efficiency of the hydraulic drives only is about 60% and thus the performance of the internal combustion engine must be increased accordingly.
  • the invention has as its object to provide a self-propelled, remote-controlled carriage for cable cars of the type mentioned above which works with high efficiency, not polluted the environment, is quiet and no refueling and requires little maintenance.
  • the invention proposes to provide the self-propelled carriage with an energy recovery system, which operates during the process from the charging area to the unloading area or in the opposite direction and / or during lowering of the load, as well as during the braking maneuver and with a To provide energy storage system for the recovered energy, which is suitable for the return of the unloaded or partially loaded carriage in the charging area and the eventual absorption of the load, without the use of additional energy sources to achieve.
  • Group of capacitors is particularly suitable because their readiness for use is not dependent on the charging and discharging frequency, or the discharge level and the temperature fluctuations in the field of use, furthermore, both memories are suitable for storing the energy over relatively short time intervals.
  • the storage of electrical energy by means of battery can be used to charge the kinetic kinetic energy store or the
  • Condenser group eg, in case of putting the trolley into operation discharged memory for kinetic rotational energy and / or the group of capacitors, or for the power supply of the electronic
  • a second battery with lower performance specific for the supply of the electronics, in particular the electronic control unit of the system and the receiver part of the remote control,
  • the carriage in particular at a certain height difference between the charging area and the unloading area, operates autonomously, without external energy supply.
  • the braking takes place in a regenerative manner by, by means of the motor / generator, storing e.g. kinetic rotary energy and / or a group of capacitors and / or the aforesaid electric battery for the operating system.
  • the maximum power supplied to the motor / generator it may happen that, be it the battery, as well as the memory for kinetic rotational energy, or the group of capacitors or other energy storage, the maximum
  • the brake air cap is a fan, so
  • Moving device of the self-propelled trolley, or on the winch or the device for raising and lowering the load act serve exclusively in an emergency and to secure the corresponding motors, during the corresponding maneuver, in the locked state and thus not the speed of the Trolley, or the movements when lowering the load, to influence.
  • the function of the brakes and the devices for the removal of excess energy are from the electronic
  • Control center depending on the state of emergency and the request of the locking state of the movements, or as a function of the memory state of the energy storage or controlled.
  • the inventive, self-propelled trolley with at least one
  • Energy storage operates, for example, according to the following cycle, and is explained by a version with memory kinetic rotational energy:
  • Raising the load by means of e.g. from the memory for kinetic
  • Storage devices will incorporate the energy dissipation devices (e.g., electric motor) installed on the carriage
  • Lifting device acting as a generator to possibly the
  • Loading area wherein the motor of the carriage with energy from the memory, e.g. is fed for kinetic rotational energy.
  • the invention does not exclude that, for the operation of the winch, a simple motor which is not usable as a generator during the lowering of the load is used, in particular when only small ones are used in the unloading area
  • the "range extenders" which have already been successfully tested in the automotive sector can be used
  • Extenders consist of a compact combustion engine-generator unit, which are characterized by a lightweight design and can deliver an electrical power of up to 30kW. If the regenerative energy is not sufficient to operate the crane, the range extender feeds additional energy into the / the energy storage, whereby the application area for the carriage according to the invention can be extended to flat tracks and ascending tracks.
  • the electric drives offer, by providing known sensors, the lifted, or transported to measure load and these measurements also for the overload protection of the carriage, the
  • Fig. 1 shows the functional diagram of a self-propelled, remotely controlled trolley according to the invention with two pulleys which, for the purpose of moving the carriage, act on a pull rope or a warp rope and with a simple winch for lifting the load.
  • the method of the self-propelled trolley is done in a known manner by means of two pulleys 1 around which the mountain side anchored and the valley side loaded with counterweight pull rope or warp rope 10 loops.
  • These said pulleys 1 are driven via a reduction gear 1a by an electric motor / generator M / G.
  • M / G Preferably acts on the same Drive shaft, a brake 1 b and a retarder 1 c, both are electronically controlled.
  • Winch 5 with rope 50 which is driven by an electric motor / generator m / g, via a reduction gear 5a, and is monitored by means of electrically operated brake 5b.
  • Both of the aforementioned motor / generators M / G and m / g are electrically connected among themselves A and controlled by specific electronic units 8b, 8a which are connected to an electronic switching unit 6 C, which in turn is connected to the receiver part of the remote control 7. Further, both motor / generators MG and m / g are electrically connected to the rechargeable batteries 3 and 3a, to the kinetic rotary energy storage (FESU) 4, and to the motor 2m with brake air screw 2.
  • FESU kinetic rotary energy storage
  • Battery 3 serves to charge the kinetic kinetic energy storage 4 in the case that it, e.g. as a result of a longer work break of the trolley of the rope crane, is empty, while the battery 3 a for the supply of
  • Control electronics 6, 8, 8a, 8b, 8c, 8d, 8e and the receiver part 7a of the remote control 7, is used.
  • the central electronic control unit 6 is with the specific ones
  • the central electronic control unit 6 determines the Injecting electrical energy supplied by the kinetic rotational energy accumulator 4, or, if it is in a deflated state, before charging it with electric energy from the charged battery 3.
  • the motors function as generators M / G, and m / g, respectively, and the central electronic control unit 6 gives consensus on the specific electronic units 8 , 8e for charging the batteries 3, 3a, and the memory 4 for kinetic
  • the brake 1 b for the carriage and the brake 5b of the winch 5 are used to (in case of emergency) the process of the carriage, or lowering the load to block and hold in the locked state.
  • the energy recovery depends on the process of
  • Loading device together with the load rope is a minimal part of the weight of the load, the recoverable energy is in both cases a multiple of the energy which is necessary to bring the carriage, by driving the pulleys, uphill in the charging area, or by pressing the
  • AC AC via converters (AC / DC) 8b and 8a fed to the DC circuit A.
  • the inverter (DC / DC) 8 transmits the power from
  • this inverter 8 is required to keep the voltage in the DC circuit A constant, while changing the voltage in the capacitor group 4, depending on its state of charge.
  • the excess energy via a motor 2m with brake air screw 2, or via retarder 1c, derived

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Carriers, Traveling Bodies, And Overhead Traveling Cranes (AREA)

Abstract

Selbstfahrender Laufwagen für Seilbahnen deren Tragseil zwischen einem Aufladebereich und Abladebereich gespannt ist, wobei das Verfahren des Laufwagens entlang des Tragseils mittels Seilrollen (1 ) oder auf ein Warpseil oder Zugseil (10) oder mittels, direkt auf das Tragseil wirkende Kraftübertragungsvorrichtungen wie Raupen oder Seilrollen erfolgt und wobei das Anheben und Absenken der Last mittels einer am Laufwagen vorgesehenen Seilwinde (5) oder Lasthebevorrichtung erfolgt, dadurch gekennzeichnet dass der Motor (M/G) für den Antrieb der besagten Seilrollen (1), Raupen oder Kraftübertragungsvorrichtungen und der Motor (m/g) für den Antrieb der Seilwinde (5), bzw. Lasthebevorrichtung, Elektromotoren sind welche während der Fahrt entlang einer Seilstrecke mit Gefälle und/oder während des Absenkens der Last und/oder während Bremsmanöver, als Generatoren funktionieren, deren erzeugte elektrische Energie in einem oder mehreren auf dem Laufwagen vorhandenen Speichern gespeichert wird und dass die gespeicherte Energie genutzt werden kann, um den Laufwagen entlang Seilstrecken zu verfahren, bzw. um die Seilwinde (5) oder Lasthebevorrichtung anzutreiben.

Description

SELBSTFAHRENDER LAUFWAGEN MIT ENERGIERÜCKGEWINNUNG FÜR SEILBAHNEN
Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf einen motorisierten Laufwagen für Seilbahnen, sowie auch Seilkräne z.B. des Typs„Blondin" welcher, zwecks eigener
Fortbewegung, auf ein Warpseil, auf ein Zugseil oder auf das Tragseil wirkt und welcher mit einer Seilwinde oder einer anderen bekannten Lasthebevorrichtung für das Anheben von Lasten ausgestattet sein kann, wobei der Laufwagen mit
Vorrichtungen für die Rückgewinnung und Speicherung der, während der Fahrt des Laufwagens von einem höher gelegenen Bereich zu einem niedriger gelegenen Bereich und eventuell während des Absenkens der Last in Richtung Boden, erzeugten Energie ausgestattet ist, um diese Energie für die Rückführung des Laufwagens, vom niedriger gelegenen Bereich zum höher gelegenen Bereich und/oder für das Anheben der Last zu nutzen. Beispielsweise für den Transport von Baumstämmen vom Bereich der
Schlägerung, meist an Berghängen, zum Bereich der Verladung auf Fahrzeuge, meist im Talbereich und auf niedrigerem Niveau, werden Seilkräne eingesetzt deren Laufwagen entweder über ein, mittels bergseitiger Seilwinde bewegtes, Zugseil angetrieben ist oder deren Laufwagen selbstfahrend ist. Im Fall von selbstfahrenden Laufwägen, können diese verschiedener Art sein:
- mit motorbetriebener Seilwinde welche auf dem Laufwagen installier ist und auf ein Warpseil wirkt welches bergseitig verankert ist,
- mit, am Laufwagen vorgesehenen motorbetriebenen, Seilrollen welche auf das, die Seilrollen umschlingende, Warpseil oder Zugseil wirken,
- mit motorbetriebenen Raupen welche durch Reibung auf das Tragseil
wirken;
BESTÄTIGUNGSKOPIE dabei können die Seilrollen, bzw. die Raupen, durch andere bekannte
Vorrichtungen ersetzt werden um die Antriebskraft auf ein Seil zu übertragen.
Für das Anheben und Absenken der Last sind die besagten Laufwägen mit motorbetriebener einfacher oder doppelter Seilwinde oder mit einer bekannten Lasthebevorrichtung ausgestattet.
Insbesondere die selbstfahrenden Laufwägen sind sehr verbreitet und sind, sei es für das Verfahren des Laufwagens, als auch für das Anheben der Lasten üblicherweise mit Hydraulikmotoren ausgestattet, diese Hydraulikmotoren werden von mindestens einer Pumpe gespeist welche von einem Verbrennungsmotor angetrieben ist welcher, wie auch die Hydraulikpumpen, über eine Fernlenkung gesteuert wird.
Die Praxis hat gezeigt, dass der hydraulische Antrieb mit Verbrennungsmotor einem beachtlichen Verschleiß ausgesetzt ist und somit auch beachtliche Wartung benötigt, Lärm erzeugt, Umwelt belastend ist und beträchtliche Energie
verschwendet. Weiters erfordert der besagte Antrieb einen häufigen Wechsel und die Entsorgung des Hydrauliköls und des Öls des Verbrennungsmotors sowie die Durchführung des Nachtankens und der Wartungsarbeiten in meist schwierigem Gelände und unter gefährlichen Umständen. Betreffend der vorgenannten
Energieverschwendung ist es bekannt, dass durch das Verfahren einer mittleren Last auf einem Gefälle in Richtung Abladebereich ungefähr das dreifache der Energie aufgewandt wird welche notwendig ist um den unbeladenen Laufwagen vom Abladebereich bis zum Ladebereich zu fahren, dies vor allem auch weil der Wirkungsgrad der Hydraulikantriebe nur bei ca. 60% liegt und somit die Leistung des Verbrennungsmotors dementsprechend erhöht werden muss.
Aus der CH 634785 ist ein„Selbstfahrwerk für eine Seilschwebebahn" bekannt wobei der auf dem„Selbstfahrwerk" installierte Motor,„Seilscheiben" antreibt um welche das Zugseil geschlungen ist; dieser Antrieb wirkt während der Talfahrt nicht als Stromgenerator und es ist nicht eine Energierückgewinnung und/oder eine Energiespeicherung während der Talfahrt, bzw. während Bremsmanöver, vorgesehen. Die Erfindung stellt sich die Aufgabe einen selbstfahrenden, ferngesteuerten Laufwagen für Seilbahnen der oben genannten Art zu schaffen welcher mit hohem Wirkungsgrad arbeitet, nicht die Umwelt belastet, geräuscharm ist und keine Auftankarbeiten sowie wenig Wartung erfordert.
Für die Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, den selbstfahrenden Laufwagen mit einem Energierückgewinnungssystem zu versehen, welches während des Verfahrens vom Aufladebereich zum Abladebereich oder auch in umgekehrter Richtung und/oder während des Absenkens der Last, sowie auch während der Bremsmanöver arbeitet und mit einem Energiespeichersystem für die rückgewonnene Energie auszustatten, welches geeignet ist, um die Rückführung des unbeladenen oder teilweise beladenen Laufwagens in den Aufladebereich und die eventuelle Aufnahme der Last, ohne Nutzung zusätzlicher Energiequellen, zu erreichen.
Erfindungsgemäß werden für das Verfahren des Laufwagens und für das Anheben der Last Elektromotoren eingesetzt welche, während der Fahrt des Laufwagens, bzw. während des Absenkens der Last, und eventuell auch während der
Bremsmanöver, als Stromgeneratoren wirken, um eine Batterie (einen
elektrischen Akkumulator) und/oder einen oder mehrere gleich- oder
verschiedenartige Speicher für elektrische Energie wie Akkumulatoren,
Superkondensatoren und/oder für kinetische Rotationsenergie (Flywheel Energie Storage Unit) und/oder für pneumatischen oder hydraulischen Druck, aufzuladen. Der genannte Speicher kinetischer Rotationsenergie, sowie auch die
Kondensatorengruppe, ist besonders geeignet, weil deren Nutzungsbereitschaft nicht von der Auflade- und Abladefrequenz, bzw. vom Entladeniveau und von den Temperaturschwankungen im Einsatzbereich, abhängig ist, weiters sind beide Speicher für die Speicherung der Energie über relativ kurze Zeitintervalle geeignet. Die Speicherung der elektrischen Energie mittels Batterie kann zur Aufladung des Speichers der kinetischen Rotationsenergie bzw. der
Kondensatorengruppe, z.B, im Fall der Inbetriebnahme des Laufwagens bei entladenem Speicher für kinetische Rotationsenergie und/oder der Kondensatorengruppe, bzw. für die Energieversorgung der elektronischen
Steuereinheit, dienen. Vorteilhafterweise wird eine zweite Batterie mit kleinerer Leistungsfähigkeit, spezifisch für die Versorgung der Elektronik, insbesondere der elektronischen Steuereinheit des Systems und des Empfängerteils der Fernbedienung,
vorgesehen. Erfindungsgemäß funktioniert der Laufwagen, insbesondere bei einem bestimmten Höhenunterschied zwischen dem Aufladebereich und dem Entladebereich, autark, ohne Energiezuführung von außen. Während des Verfahrens des beladenen Laufwagens entlang einer Seilstrecke mit Gefälle und während des eventuellen Absenkens der Last erfolgt die Bremsung auf regenerative Art indem, mittels dem Motor/Generator, der Speicher z.B. für kinetische Rotationsenergie und/oder eine Kondensatorengruppe und/oder die vorgenannte elektrische Batterie für das Betriebssystem geladen wird. Im Fall eines Transports mit beachtlicher Last entlang einer Strecke mit beachtlichem Gefälle kann es vorkommen dass, sei es die Batterie, als auch der Speicher für kinetische Rotationsenergie, bzw. die Kondensatorengruppe oder anderen Energiespeicher, den maximalen
Ladungsgrad erreichen und dass somit eine Dissipation der überschüssigen Energie, auf bekannte Weise, z.B. mittels einem Elektromotor welcher eine
Bremsluftschraube antreibt und/oder mittels eines verschleißfreien Bremssystems (Retarder), notwendig ist. Die Bremsluftschaube ist eine Ventilator, so
dimensioniert dass er im Drehzahlbereich des Antriebsmotors die gewünschte Leistung abnimmt (den gewünschten Drehwiederstand liefert) und dadurch überschüssige Energie in Wärme abführt. Die Bremsen welche auf die
Fortbewegungsvorrichtung des selbstfahrenden Laufwagens, bzw. auf die Winde oder die Vorrichtung für das Anheben und Absenken der Last, wirken, dienen ausschließlich im Notfall und um die entsprechenden Motoren, während der entsprechenden Manöver, im arretierten Zustand zu sichern und somit nicht um die Fahrgeschwindigkeit des Laufwagens, bzw. die Bewegungen beim Absenken der Last, zu beeinflussen. Die Funktion der Bremsen und der Vorrichtungen für den Abbau der überschüssigen Energie werden von der elektronischen
Schaltzentrale, in Abhängigkeit des Notzustandes und der Anforderung des Arretierzustandes der Bewegungen, bzw. in Abhängigkeit des Speicherzustandes des oder der Energiespeicher, gesteuert.
Der erfindungsgemäße, selbstfahrende Laufwagen mit mindestens einem
Energiespeicher arbeitet beispielsweise gemäß folgendem Zyklus, und wird anhand einer Ausführung mit Speicher kinetischer Rotationsenergie erklärt:
- es erfolgt das Aufladen der Speichervorrichtung für z.B. kinetische
Rotationsenergie, mittels der, während der Arbeitszyklen des vorherigen Tages, aufgeladenen Batterie,
- Verfahren des unbeladenen oder teilweise beladenen Laufwagens vom
Abladebereich in den Beladebereich mittels der vom Speicher z.B. für kinetische Rotationsenergie, an den Motor des Laufwagens, gelieferten
Energie,
- Anheben der Last mittels der z.B. vom Speicher für kinetische
Rotationsenergie gelieferten Energie,
- Verfahren des beladenen Laufwagens talwärts wobei der Motor des
Laufwagens als Generator, zwecks Aufladen des Speichers z.B. für kinetische Rotationsenergie und der elektrischen Batterie, wirkt; bei
Erreichen der maximalen Speicherkapazität der besagten
Speichervorrichtungen werden die, auf dem Laufwagen installierten, Energie-Dissipationsvorrichtungen (z.B. Elektromotor mit
Bremsluftschraube und/oder Retarder) aktiviert,
- Arretieren des Laufwagens im Abladebereich durch Betätigung der Bremse,
- Absenken der Last wobei der Motor der Seilwinde, bzw. der
Lasthebevorrichtung, als Generator wirkt um eventuell die
Speichervorrichtungen weiter aufzuladen; Arretieren des Absenkens der Last mittels der auf die Seilwinde/Lasthebevorrichtung wirkenden Bremse,
- Abkoppeln der Last und Einholen des Seiles durch Betätigung der
Seilwinde mit der, von den Speichervorrichtungen gelieferten Energie, - Verfahren des unbeladenen Laufwagens in den bergseitigen
Beladungsbereich wobei der Motor des Laufwagens mit Energie aus dem Speicher z.B. für kinetische Rotationsenergie gespeist wird.
Am Ende eines jeden Arbeitstages ist es vorteilhaft den unbeladenen
Laufwagen in den höher gelegenen Seilbahnbereich zu verfahren um, am
Morgen des nächsten Tages, nicht die Energie aus den Speicherbatterien für die Aufladung des Speichers z.B. für kinetische Rotationsenergie nutzen zu müssen und um den Laufwagen sofort betriebsbereit vorzufinden. Die Erfindung schließt nicht aus dass, für den Betrieb der Seilwinde ein einfacher, während des Absenkens der Last nicht als Generator verwendbarer, Motor eingesetzt wird, insbesondere wenn im Abladebereich nur kleine
Höhenunterschiede zwischen Laufwagen und Boden vorliegen. In diesem Fall wird der Motor der Seilwinde/Lasthebevorrichtung auch während des
Einholens des Lastseiles, bzw. während des Rückholens der
Lasthebevorrichtung, mit gespeicherter Energie gespeist.
Erfindungsgemäß können die im Automobilsektor bereits erfolgreich erprobten „Range Extender" (Reichweitenverlängerer) eingesetzt werden. Range
Extender bestehen aus einer kompakten Verbrennungsmotor-Generator Einheit, welche sich durch eine leichte Bauweise auszeichnen und eine elektrische Leistung von bis zu 30kW liefern können. Wenn die regenerativ gewonnene Energie nicht ausreicht den Kran zu betreiben, speist der Range Extender dabei zusätzliche Energie in den/die Energiespeicher ein, wodurch das Einsatzgebiet für den erfindungsgemäßen Laufwagen auf flache Bahnen sowie aufsteigende Bahnen erweitert werden kann.
Weiters bieten sich die elektrischen Antriebe an, durch Vorsehen bekannter Sensoren, die angehobene, bzw. transportierte, Last zu messen und diese Messwerte auch für den Überlastungsschutz des Laufwagens, des
Laufwagenantriebs und der Seilbahnanlage zu nutzen.
Auf bekannte Weise können weitere Sensoren vorgesehen werden welche das Verringern der Fahrgeschwindigkeit und das Stoppen des Laufwagens im Auflade- und Abladebereich steuern. Vom erfindungsgemäßen Laufwagen werden keine Verbrennungsgase ausgestoßen, es sind keine Auftankarbeiten notwendig, es muss kein Altöl entsorgt werden, nur die Kugellager der rotierenden Teile sind dem Verschleiß ausgesetzt weshalb die Wartung sehr begrenzt ist, es wird kein Treibstoff verbraucht und der Betrieb erfolgt geräuscharm und mit Auftritt minimaler Vibrationen.
Im Fall der Speicherung der rückgewonnenen Energie in einer
Kondensatorengruppe wird diese über einen Umrichter mit Gleichstrom versorgt, bei maximalem Ladezustand der Kondensatorengruppe wird auch hier die überschüssige Energie z.B. über einen Elektromotor mit
Bremsluftschraube oder/und Retarder abgeleitet. Die Erfindung wird anhand eines, in der beigelegten Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen, selbstfahrenden Laufwagens, mit Speicherung der rückgewonnenen Energie in einem Speicher für kinetische Rotationsenergie näher erklärt, dabei erfüllt die Zeichnung rein erklärenden, nicht begrenzenden Zweck. Das Funktionsprinzip ist bei der Ausführung des Seilkranes mit Superkondensator-Speicher und/oder eines anderen Speichers unverändert.
Die Fig. 1 zeigt das Funktionsschema eines selbstfahrenden, ferngesteuerten erfindungsgemäßen Laufwagens mit zwei Seilrollen welche, zwecks Verfahren des Laufwagens, auf ein Zugseil oder ein Warpseil wirken und mit einer einfachen Seilwinde für das Anheben der Last.
Das Verfahren des selbstfahrenden Laufwagens erfolgt auf bekannte Art mittels zwei Seilrollen 1 um welche sich das bergseitig verankerte und talseitig mit Gegengewicht belastete Zugseil oder Warpseil 10 schlingt. Diese besagten Seilrollen 1 sind über ein Untersetzungsgetriebe 1a von einem elektrischen Motor/Generator M/G angetrieben. Vorzugsweise wirkt auf die selbe Antriebswelle eine Bremse 1 b und ein Retarder 1 c, beide sind elektronisch gesteuert.
Das Anheben, bzw. das Absenken, der Last erfolgt über eine einfache
Seilwinde 5 mit Seil 50 welche von einem elektrischen Motor/Generator m/g, über ein Untersetzungsgetriebe 5a, angetrieben wird und mittels elektrisch betriebener Bremse 5b überwacht ist.
Beide der vorgenannten Motoren/Generatoren M/G und m/g sind unter sich elektrisch verbunden A und von spezifischen elektronischen Einheiten 8b, 8a gesteuert welche mit einer elektronischen Schalteinheit 6 verbunden C sind, welche ihrerseits mit dem Empfängerteil der Fernbedienung 7 verbunden ist. Weiters sind beide Motoren/Generatoren MG und m/g mit den aufladbaren Batterien 3 und 3a, mit dem Speicher für kinetische Rotationsenergie (FESU) 4 und mit dem Motor 2m mit Bremsluftschraube 2, elektrisch verbunden. Die
Batterie 3 dient zur Aufladung des Speichers für kinetische Rotationsenergie 4 im Fall dass dieser, z.B. infolge einer längeren Arbeitspause des Laufwagens des Seilkrans, leer ist, während die Batterie 3a für die Speisung der
Steuerelektronik 6, 8, 8a, 8b, 8c, 8d, 8e und des Empfängerteils 7a der Fernbedienung 7, dient.
Die zentrale elektronische Steuereinheit 6 ist mit den spezifischen
elektronischen Einheiten 8b, 8a für die Steuerung der Motoren/Generatoren M/G und m/g, mit der spezifischen Steuereinheit 8c für die Steuerung des Motors 2m mit Bremsluftschraube 2, mit der spezifischen Steuereinheit 8e für die Steuerung der Energie-Aufladung der Batterien 3, 3a, bzw. der Energie- Entnahme aus diesen und mit der spezifischen elektronischen Einheit 8 für die Energie-Aufladung des Speichers für kinetische Rotationsenergie 4, bzw. für die Energie-Entnahme aus diesem, verbunden C.
In Abhängigkeit des Energiebedarfes für das Verfahren Laufwagens, bzw. für das Anheben der Last, bestimmt die zentrale elektronische Steuereinheit 6 die Einspeisung von elektrischer, vom Speicher 4 für kinetische Rotationsenergie gelieferter, Energie oder, im Fall dass dieser sich in einem entleerten Zustand befindet, vorher dessen Aufladung mittels elektrischer Energie aus der aufgeladenen Batterie 3.
Während der Phase des Verfahrens des Laufwagens auf einem Gefälle, bzw. während des Absenkens der Last, funktionieren die Motoren Generatoren M/G, bzw. m/g, als Stromgeneratoren und die zentrale elektronische Steuereinheit 6 gibt den Konsens über die spezifischen elektronischen Einheiten 8, 8e zur Aufladung der Batterien 3, 3a, bzw. des Speichers 4 für kinetische
Rotationsenergie. Im Fall der vollen Aufladung der Batterien 3, 3a und des Speichers 4 für kinetische Rotationsenergie, gibt die zentrale elektronische Steuereinheit 6, über die spezifische elektronische Einheit 8c, den Konsens zur Stromversorgung für den Motor 2m für die Energiedissipation mittels
Bremsluftschraube 2, bzw. für den Einsatz des Retarders 1 c. Die Bremse 1 b für den Laufwagen und die Bremse 5b der Seilwinde 5 dienen um (in Notfällen) das Verfahren des Laufwagens, bzw. das Absenken der Last, zu blockieren und in arretiertem Zustand zu halten. Natürlich hängt die Energierückgewinnung während des Verfahrens des
Laufwagens talwärts, direkt vom Gewicht der Last und des Laufwagens und vom Gefälle der Strecke, und die Energierückgewinnung während des
Absenkens der Last, vom Gewicht der Last und von der Höhe des Laufwagens zum Boden, ab. In jedem Fall hat der unbeladene Laufwagen, welcher bergwärts in den Aufladebereich zu verfahren ist, im Durchschnitt ein Drittel des Gewichtes des beladenen Laufwagens und das Gewicht der
Ladevorrichtung samt dem Lastseil ist ein minimaler Teil des Gewichtes der Last, die rückgewinnbare Energie ist also in beiden Fällen ein vielfaches der Energie welche notwendig ist um den Laufwagen, durch Antrieb der Seilrollen, bergwärts in den Aufladebereich zu bringen, bzw. um durch Betätigung der
Seilwinde 5 das Lastseil 5a und die Ladevorrichtung, ohne angekoppelter Last, einzuholen und auf jeden Fall ausreichend für energieautarken Betrieb auch unter Berücksichtigung des effektiven Wirkungsgrades der einzelnen
Vorrichtungen für die Energierückgewinnung und Speicherung.
Im Fall dass der Speicher für kinetische Rotationsenergie 4 erfindungsgemäß z.B. durch eine Kondensatorengruppe 4, und die elektronische Einheit (AC/DC) 8 durch einen Umrichter (DC/DC) 8 ersetzt werden, wird die an den
Motoren/Generatoren M/G, m/g rückgewonnene elektrische Energie
(Wechselstrom) über Umrichter (AC/DC) 8b und 8a in den Gleichstromkreis A eingespeist. Der Umrichter (DC/DC) 8 überträgt die Leistung vom
Gleichstromkreis A auf die Kondensatorengruppe 4, dieser Umrichter 8 ist erforderlich um die Spannung im Gleichstromkreis A konstant zu halten, während sich die Spannung in der Kondensatorengruppe 4, abhängig von dessen Ladezustand ändert. Bei Erreichen des maximalen Ladezustandes in der Kondensatorgruppe 4 wird die überschüssige Energie über einen Motor 2m mit Bremsluftschraube 2, bzw. über Retarder 1c, abgeleitet

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Selbstfahrender Laufwagen für Seilbahnen, deren Tragseil zwischen einem Aufladebereich und einem Abladebereich gespannt ist, wobei das
Verfahren des Laufwagens entlang des Tragseils mittels Seilrollen (1) oder mittels auf ein Warpseil oder Zugseil (10) oder direkt auf das Tragseil wirkende Kraftübertragungsvorrichtungen wie Raupen oder Seilrollen erfolgen kann und wobei am Laufwagen eine Lasthebevorrichtung, insbesondere eine Seilwinde (5), zum Anheben und Absenken einer Last vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet dass ein Elektromotor (M/G) für den Antrieb der besagten Seilrollen (1), Raupen oder
Kraftübertragungsvorrichtungen zum Verfahren des Laufwagens und ein Elektromotor (m/g) für den Antrieb der Lasthebevorrichtung, insbesondere der Seilwinde (5), vorhanden sind, welche so ausgeführt sind, dass sie während einer Fahrt entlang einer Seilstrecke mit Gefälle und/oder während eines Absenkens der Last und/oder während eines
Bremsmanövers, als Generatoren funktionieren, wobei deren erzeugte elektrische Energie in einem oder mehreren auf dem Laufwagen
vorhandenen Speichern gespeichert wird, derart dass die gespeicherte Energie genutzt werden kann, um den Laufwagen entlang Seilstrecken zu verfahren und/oder um die Lasthebevorrichtung, insbesondere die
Seilwinde (5) anzutreiben.
2. Selbstfahrender Laufwagen gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher eine Batterie zum Speichern der elektrischen Energie aufweist.
3. Selbstfahrender Laufwagen gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass der Speicher einen Speicher für kinetische
Rotationsenergie, insbesondere einen Schwungradspeicher aufweist.
4. Selbstfahrender Laufwagen gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher eine Kondensatorengruppe, insbesondere mit einem Superkondensator zum Speichern elektrischer Energie aufweist.
5. Selbstfahrender Laufwagen gemäß einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass durch einen Range Extender bei Bedarf zusätzlich Energie in den/die Speicher gespeist wird.
6. Selbstfahrender Laufwagen gemäß einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass eine zentrale elektronische Steuereinheit vorhanden ist, welche das Aufladen einer Batterie (3, 3a) für das
Betriebssystem und/oder des Speichers für kinetische Rotationsenergie und/oder des Superkondensators sowie die Entnahme der in den
vorgenannten Speichern gesammelten Energie steuern kann, und welche mit auf dem Laufwagen vorhandenen spezifischen elektronischen Einheiten (8a, 8b) für die Motoren/Generatoren (M/G, m/g), und spezifischen elektronischen Einheiten (8, 8e) für die Speichervorrichtungen (3, 3a, 4) und mit einem auf dem Laufwagen vorhandenen Empfängerteil (7a) einer Fernsteuerung (7) verbunden (C) werden kann.
7. Selbstfahrender Laufwagen gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren des beladenen Laufwagens entlang Seilstrecken mit Gefälle, für die eventuelle Notwendigkeit einer Dissipation der rückgewonnenen Energie, durch einen Retarder (1c) und, für das Arretieren der Fahrbewegung, durch eine Bremse (1b), überwacht wird.
8. Selbstfahrender Laufwagen gemäß einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Absenken der Last mittels Seilwinde (5) oder Lasthebevorrichtung, betreffend das Arretieren der Absenkbewegung, durch eine Bremse überwacht wird welche über eine zentrale elektronische Steuereinheit (6) gesteuert wird.
9. Selbstfahrender Laufwagen gemäß einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass im Fall von voll beladenen Energie- Speichervorrichtungen (3, 3a, 4) die, während der Fahrt entlang
Seilstrecken mit Gefälle des beladenen oder auch unbeladenen
Laufwagens, bzw. während des eventuellen Absenkens der Last mittels Seilwinde/Lasthebevorrichtung, rückgewonnene Energie, mittels Motor (2m) mit Bremsluftschraube (2) und/oder Retarder dissipiert wird welcher von der zentralen elektronischen Steuereinheit (6) und der, mit dieser verbundenen (C), spezifischen elektronischen Einheit (8c) gesteuert wird.
10. Selbstfahrender Laufwagen gemäß einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass im Fall eines Anhebens/Absenkens der Last über eine bescheidene Höhe, der mit der Seilwinde (5), bzw.
Lasthebevorrichtung, verbundene Motor/Generator (m/g) nicht als
Generator genutzt wird und mit der aus einem Speicher entnommenen Energie betrieben wird.
11. Selbstfahrender Laufwagen gemäß einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensatorengruppe über die
Motoren/Generatoren (M/G, m/g) und/oder durch einen„Range Extender" über Umrichter gespeist wird.
12. Selbstfahrender Laufwagen gemäß einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Motoren/Generatoren (M/G, m/g), mit Sensoren ausgestattet sind, um das Gewicht der angehobenen Last und/oder das Drehmoment an den Kraftübertragungsvorrichtungen wie Seilrollen (1) oder Antriebsraupen zu messen, und dass diese Messwerte mit Grenzwerten verglichen werden, um Überlastungen vorzubeugen.
13. Selbstfahrender Laufwagen gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor/Generator (M/G) für den Antrieb der Seilrollen (1) oder Antriebsraupen über Sensoren gesteuert wird, derart, dass der Laufwagen im Belade- und Abladebereich die Fahrt verlangsamen und in vorgegebener Position stoppen kann.
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