用于给货车车厢装载散料的装载系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及根据方案1的前序部分的用于给火车的货车车厢装载散料的装载系统，以及用于给火车的货车车厢装载散料的方法。
【背景技术】
[0002]在现有技术中已知用于给机车(具体地，货运火车的车厢)装载散料的装载系统。典型地，具有货车车厢的火车在散料容器的排出口下方或者分配装置或装载滑槽的排出口下方行驶。那里，操作人员打开用于使排出口打开或关闭的活板或滑块，从而散料归因于重力而落入货车车厢的载货空间内。在装载过程中，一方面，不应当超过货车车厢的允许总重量或允许车轴负荷，但是另一方面，应当充分地利用货车车厢的负荷能力。尽管如此，货车车厢经常被不均匀地装载，或者低于允许总重量或超过允许总重量。
[0003]从EP1607726B1中已知一种用于确定在轨道上的物体施加的力的传感器的配置，其中，传感器形成测量区域，进而能够借助于分析装置构成来自该测量区域的两个虚拟子部或两个测量子部。在该设计中，借助于分析装置使虚拟测量子部的信号以如下方式组合:能够表示正在轨道上移动的物体施加的力。
[0004]另外，从EP0367570A2中已知一种用于货车车厢的装载系统，其中，用于空的货车车厢的称重装置设置在第一装载装置的前方，用于被部分装载的货车车厢的称重装置设置在第一装载装置的后方。在已经对被部分装载的货车车厢称重之后，计算单元确定空的货车车厢与被部分装载的货车车厢之间的差，然后，基于储存的控制值，确定对于货车车厢的最优装填仍必须添加的散料量。接下来，使用该信息，通过称重料斗和第二装载装置额外地分配不足的散料量。
[0005]因为该装载系统要求基础建设，所以该系统相应为资源密集型的，并且还要求装载过程必须分两个阶段执行。因此，本发明的目的在于改善用于散料的装载系统。根据本发明的装载系统的目的在于最优地利用各节独立货车车厢的容量，以及将装载过程的时间缩短至最少。
【发明内容】
[0006]通过具有方案1的特征的装载系统，以及具有方案10的特征的用于使货车车厢的装载最优化的方法来实现该目的。有利的改善是从属方案的主题并且包括在说明书中。
[0007]本发明提供一种用于最优化地给火车的至少一节货车车厢装载散料的装载系统。散料从散料贮存器(优选地为散料容器或料斗)的分配装置中取出，该分配装置的出口处具有用于分配散料的能够关闭和调整的排出口。典型地，设置有用于关闭和调整排出口的活板或滑块，该活板或滑块能够由操作人员手动地操作或借助于电致动器操作。排出口的下方为轨道，货车车厢能够在轨道上移动，使得从排出口下落的散料到达货车车厢的装载开口中。设置有具有分析装置的至少一个测量装置，以便确定车轮负荷、车轴负荷或转向架负荷和/或货车车厢的总重量，对于每条轨道，该至少一个测量装置包括在火车的行驶方向上前后配置的至少两个测量部。这些测量部中的至少一个测量部位于排出口的下方，或者位于通过排出口下落的散料的作用区域中。在有利的方式中，测量部彼此之间具有限定的距离。为了实现最优化的装载过程，在装载过程结束时货车车厢的实际总重量与期望值或最大允许值对应，在根据本发明的装载系统中不重要的是:货车车厢在装载过程中是否以匀速行驶，货车车厢在装载过程中是否会暂时停止，或者甚至货车车厢是否会沿相反方向后滚。这些影响能够借助于测量部感应，并且能够由分析单元处理。
[0008]这里，能够将各种设计的实施方式用于测量部。首先，能够使用传统的轨道衡(railroad track scale)或地镑，该轨道衡或地镑包括由重量传感器支撑的平台，并且轨道进而与该平台紧固。在该设计中，为了精确地感应作用于轨道衡的力，并且为了避免该力分流(force shunt)，典型地，轨道断缝(rail break)设置在由轨道衡限定的测量部的前后方。在上下文中，重量传感器本质上被理解为意味着所有传感器、力传感器和压力传感器，其中，对电(电压)信号的分析使作用于该传感器的力得以确定。为了确定压缩力、拉伸力和/或剪切力，必须根据力的方向来确定重量传感器的类型和安装，以满足不同的要求。
[0009]相应地，诸如在这里引用的EP1121573B1中描述的如下配置也能够用作测量装置或测量部:限定测量部的开始和结束的多个称重轨枕与一个轨道断缝组合的配置或者多个称重轨枕与一个横向力传感器组合的配置。与使用称重轨枕的、传感器位于轨道的下方或位于轨枕主体中的测量部的实施方式相比，测量部还能够为:传感器直接位于轨道上或位于轨腰中。
[0010]此外，还可以考虑将诸如同样在这里引用的W02012045422A1中公开的杆秤(weighbeam)、采用轨道形式的杆秤以及特殊的杆秤或测量轨道(measuring rail)用作测量部的另一实施方式。
[0011]然而，所列举的可能实施方式并非是穷尽的。尽管如此，对于实现最优装载过程重要的是，测量部以及自测量部接收的输出信号进而能够被彼此独立地分析。以这种方式，能够准确地确定相关位置处的货车车厢的负荷，并且能够将检测到的负荷准确地分配至货车车厢的单独的车轮或车轴。其背后的思想在于，确定待被装载的货车车厢的各位置处的当前装载状态是否是借助于“随着车辆行驶的虚拟测量部”直接测量的，还是由单独的测量部推测内推/外推的。以这种方式产生位置(X轴)和装载(y轴)曲线。
[0012]根据本发明的装载系统的一个有利实施方式额外地提供如下:至少两个测量部为虚拟测量部的子部。对于这些测量部，仅考虑了如下实施方式:在该实施方式中，测量部或子部的开始和结束由传感器限定。在上下文中，传感器在虚拟测量部中的配置允许模拟彼此分离的多个测量部，并且因此对位于每对传感器之间的轨道部分进行分析，而不受相邻货车车厢的车轮的负荷的力分流的影响/失真的影响。
[0013]基于分析单元中储存火车的每节单独的货车车厢的货车车厢类型、转向架间距和车轴间距以及皮重和允许总重量的信息这一前提，能够使用借助于如下输出信号获得的实际值建立相关位置处的可应用的目标值与确定的实际值之间的比较:来自测量部的传感器关于装载系统中的由该测量部限定的位置处的车轮负荷、车轴负荷、转向架负荷或货车车厢的总重量的输出信号。当比较总重量的目标值与实际值时，对于排出口的可能的操作者清楚地是，因为当前的体积流量对实现最优装载来说是不够的，则必须打开排出口，或者反之亦然。通过比较目标值与实际值，或者还通过简单的可视或可听信号，能够向操作者清楚地表明该信号。
[0014]根据本发明的装载系统的一个有利实施方式提供如下:两个测量部中的第一测量部位于通过排出口下落的散料的作用区域的上游。能够利用第一测量部来确定货车车厢的皮重。如果皮重由于存在沉淀物等而大于储存的理论皮重，则能够在装载过程中考虑该事实。
[0015]根据装载系统的另一实施方式，测量装置的另外的测量部能够位于通过排出口下落的散料的作用区域的下游。这确保了能够在装载过程结束之后精确地确定总重量。
[0016]根据本发明的装载系统的改善提供如下:另外配置用于控制或调整能够关闭的排出口的控制单元。相应地，分析装置的输出信号用作控制单元的输入信号。因此，借助于控制单元，根据装载的目标/实际比较导出被控制的变量，并且将活板或滑块的控制机构设定成活动的，以使排出口打开或关闭。
[0017]如果在一列火车中使用不同类型的车厢，还有利的是，在