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Die vorliegende Erfindung betrifft ein speziell ausgestaltetes Schienenfahrzeug-Wagenpaar sowie einen Schienenzug, der mehrere dieser Wagenpaare aufweist.
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Im öffentlichen Personentransport ist es üblicherweise notwendig, eine maximale Transportkapazität in Kombination mit einer optimierten Verwendung der verfügbaren Traktionskraft bereitzustellen, um einen erwünschten maximalen Fahrgastdurchsatz in einem vorhandenen Schienenverkehrsnetzwerk zu erreichen. Besonders für den Berufsverkehr werden üblicherweise Schienenzüge eingesetzt, die Doppeldeck-Einheiten oder -Module aufweisen, um die Transportkapazität des Schienenzugs zu erhöhen.
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Ein solches Schienenzugkonzept wird in der
EP 2 335 993 A1 vorgestellt. Der dort beschriebene Schienenzug weist einen ersten Wagon, einen zweiten Wagon und einen dritten Wagon auf, wobei der dritte Wagon zwischen dem ersten Wagon und dem zweiten Wagon angeordnet ist. Mindestens einer der Wagons ist ein Transportmodul mit Fahrgastsitzplätzen. Die drei Wagons weisen unterschiedliche Längen auf. Die Anordnung der Ausrüstungskomponenten in den einstöckigen Wagen des Zugkonzepts
EP 2 335 993 A1 wird bestimmt von den Anforderungen der Masseverteilung und den gegebenen Platzverhältnissen. Dies führt zu Kompromissen in der Fahrzeugarchitektur, wie lange elektrische Leitungswege, Begrenzung der Anzahl Triebdrehgestelle etc. Wenn Betreiber größere Multifunktionsbereiche z. B. für die Mitnahme von Fahrrädern wünschen, können diese sinnvoller Weise nur in den Modulen, die Türen aufweisen, angeordnet werden, nicht jedoch in den Modulen ohne Tür. Da der Raum in den Modulen mit Türen sehr begrenzt ist, würden diese für die Einrichtung von größeren Multifunktionsbereichen verlängert werden müssen. Dies verschlechtert die Effizienz als Doppeldeck-Einheit (Sitzplätze je Meter), da die zu verlängernden Module mit Türen überwiegend einstöckig sind.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Schienenfahrzeug bereitzustellen, das auf einfache Weise hinsichtlich der Gesamtlänge eines Zuges skalierbar ist. Das Schienenfahrzeug sollte möglichst eine weitgehend homogene Masseverteilung über die gesamte Länge eines Schienenzugs aufweisen.
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Gelöst wird die Aufgabe durch ein Schienenfahrzeug-Wagenpaar nach Anspruch 1, das als Grundkomponente zum Aufbau eines Schienenverkehrszugs bzw. eines Schienenwagenverbunds eingesetzt werden kann. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen zu Anspruch 1 angegeben.
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Angegeben wird ein Schienenfahrzeug-Wagenpaar, aufweisend
- – einen ersten Schienenfahrzeugwagen,
- – einen zweiten Schienenfahrzeugwagen,
- – ein Jakobs-Drehgestell, über welches der erste Schienenfahrzeugwagen und der zweite Schienenfahrzeugwagen miteinander gekoppelt sind,
- – elektrische Komponenten für Antrieb und Energieversorgung, die im dem ersten und dem zweiten Schienenfahrzeugwagen verteilt angeordnet sind.
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Von der Erfindung werden in der allgemeinen Ausführungsform oder in speziellen Ausführungsformen einer oder mehrere der folgenden Vorteile erzielt:
- – Es ist die Einsparung von elektrischen Komponenten, insbesondere elektrischen Komponenten hoher Masse oder hohen Volumens, ermöglicht, da diese nur einmal pro Schienenfahrzeug-Wagenpaar verwendet werden. Dadurch wird Masse und/oder Bauvolumen eingespart.
- – Durch eine Jakobs-Lagerung werden Drehgestelle eingespart.
- – Durch Anordnung eines Jakobs-Triebdrehgestells, das eine relativ hohe Masse aufweist, in der Mitte des Wagenpaares und der vorzugsweisen Anordnung elektrischer Komponenten hoher Masse an den Enden des Wagenpaares werden eine homogene Masseverteilung und eine homogene Achslast erzielt.
- – Durch die Aufteilung von elektrischen Komponenten auf beide Wagen des Wagenpaares wird eine homogene, Masseverteilung ermöglicht.
- – Das Schienenfahrzeug-Wagenpaar ist bis auf die Stromabnehmer, die ausgenommen sein können, bezüglich seiner elektrischen Komponenten autark. Dadurch ist eine sehr gute Skalierbarkeit, also die Möglichkeit, einen längeren Schienenzug aus Wagenpaaren zusammenzusetzen, gegeben. Mehrere Wagenpaare können auf einfache Art und Weise zu einem Schienenzug zusammengesetzt werden, der alle notwendigen Komponenten aufweist.
- – Es sind wenig Grundtypen von Wagen erforderlich, nämlich drei Grundtypen Wagen (ein Typ Endwagen, zwei Typen Mittelwagen).
- – Es sind wenig Grundtypen Wagenpaare erforderlich, nämlich zwei Grundtypen Wagenpaare (ein Typ Endwagenpaar, d.h. ein Wagenpaar mit einem Endwagen, und ein Typ Mittelwagenpaar, d.h. ein Wagenpaar mit zwei Mittelwagen).
- – Es sind wenig wartungsintensive Großkomponenten erforderlich, wie Drehgestelle, Türen und Klimaanlagen.
- – Verringerter Energieverbrauch und verringerter Wartungsaufwand.
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Es sind mehrere elektrische Komponenten für Antrieb und Energieversorgung örtlich auf die beiden Wagen des Wagenpaares verteilt. Ein erfindungsgemäßes Wagenpaar wird das auch als „Married pair“ bezeichnet.
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Die Bezeichnung „erster Schienenfahrzeugwagen“ und „zweiter Schienenfahrzeugwagen“ dient der rein begrifflichen Unterscheidung eines Schienenfahrzeugwagens innerhalb eines Paares von dem anderen Schienenfahrzeugwagen des Paares, ohne dass damit eine Festlegung wagenbaulicher Merkmale oder der Bestückung mit elektrischen Komponenten festgelegt ist.
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Die elektrischen Komponenten sind vorzugsweise für den Antrieb und die Energieversorgung des Wagenpaars hinreichend. Anders ausgedrückt weist ein Wagenpaar alle für den Antrieb und die Energieversorgung des Wagenpaares erforderlichen Komponenten auf. Das Wagenpaar ist somit hinsichtlich Antrieb und Energieversorgung autark. Bei einem erfindungsgemäßen Wagenpaar ergänzen sich die elektrischen Komponenten für Antrieb und Energieversorgung, so dass ein für Antrieb und Energieversorgung vollständiger Satz Komponenten in dem Wagenpaar vorliegt. Vorzugsweise ist jede elektrische Komponente nur einmal vorhanden, entweder in dem ersten oder dem zweiten Wagen des Paares.
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Das Jakobs-Drehgestell, über welches der erste Schienenfahrzeugwagen und der zweite Schienenfahrzeugwagen miteinander gekoppelt sind, ist in einer Ausführungsform ein Jakobs-Triebdrehgestell, was den bereits erwähnten Vorteil einer homogenen Masseverteilung und einer homogenen Achslast zur Folge hat.
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Der erste Schienenfahrzeugwagen und der zweite Schienenfahrzeugwagen des Wagenpaares sind vorzugsweise Doppelstockwagen.
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Der erste Schienenfahrzeugwagen kann ein Endwagen oder ein Mittelwagen sein und der zweite Schienenfahrzeugwagen ein Mittelwagen. Eine Kombination aus Endwagen und Mittelwagen wird gewählt, wenn das Wagenpaar ein endständiges Wagenpaar in einem Schienenzug bzw. in einem Verbund mehrerer Wagenpaare ist.
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In einer Variante ist der erste Schienenfahrzeugwagen ein Endwagen und der Endwagen weist ein Triebdrehgestell auf. Dieses Triebdrehgestell ist allein dem Endwagen zugeordnet. Dieses Triebdrehgestell ist zu unterscheiden von dem Jakobs-Drehgestell, über welches der erste Schienenfahrzeugwagen und der zweite Schienenfahrzeugwagen miteinander gekoppelt sind. Wenn der Endwagen ein Triebdrehgestell aufweist, ist das Jakobs-Drehgestell vorzugsweise ein Laufdrehgestell.
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In einer vorteilhaften Variante besteht ein Schienenfahrzeug Wagenpaar aus einer Auswahl von zwei Wagen von insgesamt nur drei unterschiedlichen Wagentypen. Die unterschiedlichen Wagentypen sind:
- – Endwagen mit einer bestimmten Konfiguration (auch bezeichnet als „Endwagenkonfiguration“) elektrischer Komponenten für Energieversorgung und Antrieb.
- – Mittelwagen (5, 16, 20), der eine erste Konfiguration (auch bezeichnet als „erste Mittelwagenkonfiguration“) mit elektrischen Komponenten aufweist,
- – Mittelwagen (5, 16, 20), der eine zweite Konfiguration (auch bezeichnet als „zweite Mittelwagenkonfiguration“) mit elektrischen Komponenten aufweist.
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Die Konfiguration mit elektrischen Komponenten wird verkürzt auch als „Typ“ bezeichnet. Die Konfiguration mit elektrischen Komponenten kann auch als Bestückung oder Bestückungsart bezeichnet werden. Bei einer gleichen Konfiguration oder einem gleichen Typ eines Wagens sind also die elektrischen Komponenten für Antrieb und Energieversorgung identisch. Andere, insbesondere wagenbauliche, Elemente können gleich sein oder nicht. Der Endwagen hat immer die gleiche Konfiguration mit elektrischen Komponenten. Von den Mittelwagen existieren zwei Typen. Der Mittelwagen erster Konfiguration und der Mittelwagen zweiter Konfiguration sind in Ihrer Bestückung mit den elektrischen Komponenten unterschiedlich. In einer bevorzugten Variante sind die Konfiguration des Endwagens und die zweite Konfiguration eines Mittelwagens identisch, wobei ein Stromabnehmer, elektrische Dachaufbauten und Verbindungensleitungen von dem Stromabnehmer zu anderen Komponenten, die vorzugsweise nur am Endwagen vorhanden sind, ausgenommen sein können.
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Die Bezeichnung oder Nummerierung der Konfiguration (wie Endwagenkonfiguration, erste Konfiguration, zweite Konfiguration) dient der Unterscheidung der Bestückung elektrischer Komponenten. Die oben bereits verwendete Bezeichnung „erster Schienenfahrzeugwagen“ und „zweiter Schienenfahrzeugwagen“ dient der begrifflichen Unterscheidung eines Schienenfahrzeugwagens innerhalb eines Paares von dem anderen Schienenfahrzeugwagen des Paares.
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Angegeben wird insbesondere ein Schienenfahrzeug-Wagenpaar, das eine der folgenden Zusammensetzungen aufweist,
- a) Endwagen, als der erste Schienenfahrzeugwagen des Wagenpaares, und Mittelwagen, der eine erste Konfiguration mit elektrischen Komponenten aufweist, als der zweite Schienenfahrzeugwagen des Wagenpaares, oder
- b) Mittelwagen, der eine zweite Konfiguration mit elektrischen Komponenten aufweist, als der erste Schienenfahrzeugwagen des Wagenpaares, und Mittelwagen, der die erste Konfiguration mit elektrischen Komponenten aufweist, als zweiter Schienenfahrzeugwagen.
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In der Zusammensetzung a) und b) werden jeweils Wagenpaare gebildet, bei denen sich die elektrischen Komponenten für Antrieb und Energieversorgung so ergänzen, dass ein für Antrieb und Energieversorgung vollständiger Satz Komponenten in dem Wagenpaar vorliegt.
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Von dem ersten Schienenfahrzeugwagen in den zweiten Schienenfahrzeugwagen ist ein Durchgang für Fahrgäste vorgesehen. Vorzugsweise ist auch zwischen benachbarten Wagenpaaren, die in einem Verbund aus mehreren Wagenpaaren vorhanden sind, ein Durchgang für Fahrgäste vorgesehen. Anders ausgedrückt ist zwischen angrenzenden Wagen, die verschiedenen Wagenpaaren angehören, ein Durchgang für Fahrgäste vorgesehen.
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Elektrische Komponenten sind vorzugsweise elektrische Großkomponenten zum Zweck von Antrieb und Energieversorgung. Insbesondere sind die elektrischen Komponenten ausgewählt aus Batterie, Hilfsbetriebeversorgungseinrichtung, auch bezeichnet als Hilfsbetriebeumrichter, Traktionsstromrichter und, im Falle von Wechselstromnetzen, Transformator.
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Die elektrischen Komponenten sind vorzugsweise in Endbereichen des Wagenpaares angeordnet. Endbereiche sind Ortsbereiche. Endbereiche sind in Längsrichtung des Wagenpaares einander entgegengesetzt. Endbereiche sind in Längsrichtung, also in Fahrtrichtung, am vorderen und am hinteren Ende des Wagenpaares lokalisiert. Alternativ zu dem Begriff Endbereichen kann auch von einem vorderen Bereich und einem hinteren Bereich eines Wagens gesprochen werden. Die Zuordnung „vorn“ und „hinten“ hängt von der Fahrtrichtung ab. Die Zuordnung kann also je nach gewählter Fahrtrichtung wechseln.
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Die Anordnung der elektrischen Komponenten in dem Wagenpaar, anders gesagt die örtliche Verteilung der elektrischen Komponenten auf die beiden Wagen des Wagenpaares, insbesondere in die Endbereiche der beiden Wagen, ist vorzugsweise derart, dass die Masseverteilung im Wesentlichen ausgeglichen ist. Beispielsweise werden in einem der beiden Wagen ein Traktionsstromrichter und ein Transformator angeordnet und in dem anderen Wagen eine Batterie und eine Hilfsbetriebeversorgungseinrichtung, wobei andere Kombinationen möglich sind. Vorzugsweise sind Traktionsstromrichter und Transformator in einem Wagen angeordnet, der einen Stromabnehmer aufweist, wenn einer der beiden Wagen des Wagenpaares einen Stromabnehmer aufweist. Vorteilhaft hierbei ist, dass Leitungswege vom Stromabnehmer bis zum Traktionsstromumrichter und Transformator kurz gehalten werden können.
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Bei einem erfindungsgemäßen Schienenfahrzeug-Wagenpaar weisen der erste Schienenfahrzeugwagen und der zweite Schienenfahrzeugwagen in einer Ausführungsform die gleiche Länge oder annähernd die gleiche Länge auf. Die Länge ist vorzugsweise auf die Abstützpunkte auf Drehgestellen bezogen, erstreckt sich also bei einem Wagen von einem Abstützpunkt an einem ersten Ende des Wagens bis zu einem Abstützpunkt an einem zweiten, entgegengesetzten Ende des Wagens. Vorteil hiervon sind eine homogenere Gewichtsverteilung und annähernd gleiche Ausdrehwinkel zwischen den Schienenfahrzeugwagen eines Verbundes von Wagenpaaren. Letzteres ermöglicht eine einheitliche Auslegung der Durchgänge für Fahrgäste zwischen den Wagen.
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In einer Ausführungsform weisen der erste Schienenfahrzeugwagen und der zweite Schienenfahrzeugwagen jeweils eine Tür auf jeder Seite auf, wobei die Tür eine dreifache Durchtrittsbreite, bemessen auf eine Person, aufweist. Eine dreifache Durchtrittsbreite bedeutet, dass zur gleichen Zeit drei Personen nebeneinander ein- und/oder aussteigen können. Vorzugsweise ist die Tür eine zweiflüglige Tür, insbesondere eine Schwenk-Schiebetür. Die dreifache Durchtrittsbreite hat den Vorteil, dass hinter der Tür ein verbreiteter Einstiegs-/Ausstiegsraum bzw. Aufenthaltsraum ausgebildet ist. Erfahrungsgemäß bevorzugen viele Reisende, die keinen Sitzplatz finden, Bereiche im Inneren des Fahrzeugs hinter der Tür als Stehplätze. Diesem Bedürfnis kommt ein vergrößerter Aufenthaltsraum hinter der Tür entgegen. Ferner wird ein besserer Fahrgastaustausch ermöglicht. Schließlich können durch Türen mit dreifacher Durchtrittsbreite bezogen auf einen gesamten Schienenzug auch mehr Durchtrittsmöglichkeiten geschaffen werden, wie nachfolgend noch anhand eines Schienenzugs erläutert wird.
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In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung einen Schienenzug, der zumindest zwei vorangehend beschriebene Wagenpaare aufweist, oder aus solchen Wagenpaaren zusammengesetzt ist, d.h. aus solchen Wagenpaaren besteht. Wenn der Schienenzug aus zwei Wagenpaaren zusammengesetzt ist, weist vorzugsweise jedes der Wagenpaare einen Endwagen auf. Es wird somit vorzugsweise die Konstellation Endwagen-Mittelwagen-Mittelwagen-Endwagen gebildet. Bei dem Zusammenfügen von zumindest drei Wagenpaaren weist ein drittes Wagenpaar zwei Mittelwagen auf, sodass folgende Konfiguration gebildet wird: Endwagen-Mittelwagen-Mittelwagen-Mittelwagen-Mittelwagen-Endwagen. Weitere Wagenpaare, bestehend aus zwei Mittelwagen, können eingefügt werden, um einen verlängerten Schienenzug zu bilden.
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Der Schienenzug weist vorzugsweise Wagenpaare auf, oder ist aus Wagenpaaren gebildet, die eine der folgenden Zusammensetzungen aufweisen,
- a) Endwagen mit bestimmter Konfiguration mit elektrischen Komponenten, als der erste Schienenfahrzeugwagen des Wagenpaares, und Mittelwagen, der eine erste Konfiguration mit elektrischen Komponenten aufweist, als der zweite Schienenfahrzeugwagen des Wagenpaares, oder
- b) Mittelwagen, der eine zweite Konfiguration mit elektrischen Komponenten aufweist, als der erste Schienenfahrzeugwagen des Wagenpaares, und Mittelwagen, der die erste Konfiguration mit elektrischen Komponenten aufweist, als zweiter Schienenfahrzeugwagen.
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Diese Zusammensetzungen und die Bedeutung der erwähnten Konfigurationen wurden oben bereits erläutert.
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Der Schienenzug kann, als Kurzzug, lediglich aus Wagenpaaren gemäß Zusammensetzung a) gebildet sein, wobei diese Wagenpaare spiegelverkehrt zueinander ausgerichtet sind und folgende Zusammensetzung des Schienenzugs erhalten wird (Endwagen = EW, Mittelwagen = MW):
EW – MW (1. Konf.) – MW (1. Konf.) – EW
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Sofern zumindest ein Wagenpaar gemäß Zusammensetzung b) hinzutritt, wird folgende Zugzusammensetzung erhalten:
EW – MW (1. Konf.) – [MW (1. Konf.) – MW (2. Konf.)]n – MW (1. Konf.) – EW
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Der Index n bedeutet eine ganze Zahl. Eines, mehrere oder alle der Wagenpaare b) können in umgekehrter Reihenfolge angeordnet sein, also
[MW (2. Konf.) – MW (1. Konf.)]
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Es ist ersichtlich, dass der Schienenzug in dieser Ausführungsform aus lediglich zwei unterschiedlichen Wagenpaaren und lediglich drei verschiedenen Wagen besteht. Einzelwagen können in diese Zusammensetzungen eingefügt werden, wie unten noch erläutert.
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Vorzugsweise sind in einem Schienenzug Wagenpaare über ein Jakobs-Laufdrehgestell miteinander gekoppelt. Die Kopplung von Wagenpaaren über ein Jakobs-Laufdrehgestell bedeutet, dass ein erstes Wagenpaar mit einem Jakobs-Laufdrehgestell an ein zweites Wagenpaar gekoppelt ist. Anders ausgedrückt ist ein Wagen eines ersten Paares mit einem angrenzenden Wagen eines zweiten Paares über ein Jakobs-Laufdrehgestell gekoppelt. Ein Jakobs-Laufdrehgestell weist im Unterschied zu einem Jakobs-Triebdrehgestell keinen Antrieb und keine angetriebenen Räder auf. In dieser Ausführungsform wird eine günstige Gewichtsverteilung erzielt, da Jakobs-Laufdrehgestelle leichter sind als Jakobs-Triebdrehgestelle, die vorzugsweise zwischen zwei Wagen eines Paares angeordnet sind, wie oben beschrieben. Die Kopplung von Wagenpaaren über Jakobs-Laufdrehgestelle ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn elektrische Komponenten in Endbereichen von Wagen eines Paares angeordnet sind. Dies bedeutet nämlich: Endbereiche zweier Wagenpaare grenzen aneinander an, und grenzen bei Verwendung eines Jakobs-Laufdrehgestells zur Kopplung beider Wagenpaare dort an, wo das Jakobs-Laufdrehgestell angeordnet ist. Wenn elektrische Komponenten in Endbereichen von Wagen eines Paares angeordnet sind, sind also die elektrischen Komponenten, die üblicherweise eine hohe Masse aufweisen, im Bereich der Jakobs-Laufdrehgestelle, nämlich bei oder in der Nähe der Schnittstelle von einem Wagenpaar zum nächsten Wagenpaar, angeordnet sind und dort angeordnet sind, wo ein Jakobs-Laufdrehgestell angeordnet ist, das gegenüber einem Triebdrehgestell eine reduzierte Masse aufweist. Eine erhöhte Masse im Bereich der Enden der benachbarten Wagenpaare wird also durch eine reduzierte Masse eines Laufdrehgestells, das am Übergang der Wagenpaare angeordnet ist, kompensiert oder zumindest teilweise kompensiert. Wenn innerhalb eines Wagenpaares ein Triebdrehgestell vorhanden ist, wie oben beschrieben, ist das Triebdrehgestell vorzugsweise dort angeordnet, wo keine elektrischen Komponenten für Antrieb und Energieversorgung angeordnet sind, nämlich in der Mitte eines Wagenpaares, wo der erste Wagen eines Paares an den zweiten Wagen eines Paares gekoppelt ist.
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Der Schienenzug kann ein oder mehrere Wagenpaare aufweisen, deren Wagen über ein Jakobs-Laufdrehgestell gekoppelt sind, und ein oder mehrere Wagenpaare aufweisen, deren Wagen über ein Jakobs-Triebdrehgestell gekoppelt sind. Die Verwendung ein oder mehrerer Wagenpaare, deren Wagen über ein Jakobs-Laufdrehgestell gekoppelt sind, ist beispielsweise möglich, wenn die Anforderungen an die vorhandenen Traktionskräfte geringer sind. Der Vorteil ist, dass die für die Traktion notwendigen Komponenten in einem oder mehreren Wagenpaaren eingespart werden. Der Schienenzug weist in dieser Variante zumindest ein Wagenpaar auf, deren Wagen über ein Jakobs-Triebdrehgestell gekoppelt sind, um den Antrieb zu erzeugen.
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Der Schienenzug kann ausschließlich aus Wagenpaaren zusammengesetzt sein, deren Wagen über ein Jakobs-Triebdrehgestell gekoppelt sind.
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In einem erfindungsgemäßen Schienenzug können Jakobs-Laufdrehgestelle und Jakobs-Triebdrehgestelle über einen Teil der Zuglänge oder über die gesamte Zuglänge alternieren, wodurch eine homogene Masseverteilung erzielt wird. Ein Alternieren über die gesamte Zuglänge kann erreicht werden, wenn ausschließlich Wagenpaare verwendet werden, deren beide Wagen jeweils mit einem Jakobs-Triebdrehgestell gekoppelt sind und wenn die Wagenpaare (also ein Wagenpaar mit einem anderen Wagenpaar) über ein Jakobs-Laufdrehgestell gekoppelt sind.
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Ein Schienenzug aus zumindest zwei Wagenpaaren wird auch als „Vollzug bezeichnet. In einer speziellen Ausprägung weist ein Vollzug drei oder mehr Wagenpaare auf.
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In einer Ausführungsform wobei der erste Schienenfahrzeugwagen und der zweite Schienenfahrzeugwagen eines oder mehrerer der Wagenpaare jeweils genau eine Tür auf jeder Schienenzugseite aufweisen, wobei die Tür eine dreifache Durchtrittsbreite, die auf eine Person bemessen ist, aufweist. Insbesondere weist jedes der Wagenpaare jeweils genau eine Tür auf jeder Schienenzugseite auf, wobei die Tür eine dreifache Durchtrittsbreite, die auf eine Person bemessen ist, aufweist. Ein Vorteil hiervon wird anhand eines Zuges mit drei Wagenpaaren erläutert: Es werden auf jeder Seite des Zuges aufgrund der Anzahl von sechs Wagen 6 × 3 Durchtrittsbreiten (drei Durchtrittsbreiten pro Tür) bereitgestellt. Im Stand der Technik wird ein Zug, der in etwa die gleiche Länge aufweist, aus vier Doppelstockwagen gebildet, wobei jeder Wagen auf einer Seite des Fahrzeugs zwei Türen zu mit je zweifacher Durchtrittsbreite aufweist, sodass auf einer Seite des Zuges insgesamt 4 × 2 × 2 Durchtrittsbreiten, also insgesamt 16 Durchtrittsbreiten bereitgestellt werden. Es ist also erkennbar, dass ein erfindungsgemäßer Zug gegenüber diesem Stand der Technik mehr Durchtrittsbreite aufweist, wodurch ein schnellerer Fahrgastwechsel ermöglicht wird. Wie oben bereits erläutert, werden bei erhöhter Durchtrittsbreite auch vergrößerte Räume hinter der Tür im Wageninneren bereitgestellt, wodurch ein erhöhter Einstiegs- und Aufenthaltsraum für stehende Passagiere ermöglicht ist. Wenn diese vergrößerten Räume und der schnellere Fahrgastwechsel nicht gewünscht sind, können auch Türen mit nur zweifacher Durchtrittsbreite vorgesehen werden.
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Der Schienenzug ist nicht zwingend nur aus Wagenpaaren gebildet, was aber möglich ist. Zusätzlich zu zumindest zwei Wagenpaaren können ein oder mehr (vorzugsweise eine ungerade Anzahl) Einzelwagen vorhanden sein, die nicht mit einem anderen Wagen zu einem Wagenpaar ergänzt sind, deren elektrische Komponenten sich beispielsweise nicht mit elektrischen Komponenten eines anderen Wagens ergänzen. Ein Einzelwagen ist zwischen zwei Wagenpaaren angeordnet. Durch Einbindung eines oder mehrerer Einzelwagen kann eine noch bessere Skalierung des Fassungsvermögens des Schienenzugs erzielt werden, da auch ungerade Wagenzahlen möglich werden. Ein Einzelwagen kann in alle oben genannten Schienenzugzusammensetzungen eingefügt werden.
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Angegeben wird in einer Variante ein Schienenzug, der zusätzlich zu den zumindest zwei Wagenpaaren einen Einzelwagen aufweist, der die elektrischen Komponenten des ersten Schienenfahrzeugwagens oder die elektrischen Komponenten des zweiten Schienenfahrzeugwagens aufweist. Vorzugsweise weist ein Einzelwagen eine Batterie und eine Hilfsbetriebeversorgungseinrichtung auf.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:
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1a, 1b, 1c Varianten von Schienenfahrzeug-Wagenpaaren gemäß der Erfindung;
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2a, 2b einen Schienenzug nach dem Stand der Technik und einen Schienenzug gemäß der Erfindung;
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3a, 3b Detailansicht eines Endwagens eines Schienenfahrzeug-Wagenpaares in einer Ansicht von der Seite und von oben;
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4a, 4b Detailansicht eines Mittelwagens ersten Typs für ein Schienenfahrzeug-Wagenpaar in einer Ansicht von der Seite und von oben;
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5a, 5b Detailansicht eines Mittelwagens zweiten Typs für ein Schienenfahrzeug-Wagenpaar in einer Ansicht von der Seite und von oben;
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1a zeigt ein Wagenpaar 1, das aus einem Endwagen 4 und einem Mittelwagen 5 zusammengesetzt ist. Der Endwagen 4 weist an der Stirnseite einen Fahrerstand 5 auf. Im vorderen Bereich des Endwagens 4 ist ein Stromabnehmer 6 angeordnet, der hier im eingefahrenen Zustand gezeigt ist.
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Der Endwagen 4 und der Mittelwagen 5 sind beide als Doppelstockwagen ausgebildet, erkennbar an der doppelten Fensterreihe pro Wagen. Zwischen den Wagen 5, 6 ist ein Durchgang 7 gebildet, der mit einem, hier nicht gezeigten, Wellenbalg oder einer anderweitigen flexiblen Wand oder Dichtung verschließbar ist. Der erste Wagen 4 und der zweite Wagen 5 sind über ein Jakobs-Triebdrehgestell 8 miteinander gekoppelt. Das Triebdrehgestell weist vier Räder auf, von denen in dieser Ansicht zwei Räder 9, 10 zu sehen sind. schematisch dargestellt sind eine erste Abstützung 11, womit der erste Wagen 4 an dem Jakobs-Triebdrehgestell 8 abgestützt ist, und eine zweite Abstützung, womit der zweite Wagen 5 an dem Jakobs-Triebdrehgestell 8 abgestützt ist.
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Der erste Schienenfahrzeugwagen 4, der ein Endwagen ist, weist im vorderen Bereich ein konventionelles (nicht Jakobs) Laufdrehgestell 13 auf, das nicht angetrieben ist. In einer nicht dargestellten, alternativen Variante ist das Drehgestell 13 ein Triebdrehgestell und das Jakobs-Drehgestell 8 ist ein Laufdrehgestell.
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Der zweite Schienenfahrzeugwagen 5, der ein Mittelwagen ist, ist an seinem Ende, welches das Ende des aus den Wagen 4 und 5 gebildeten Wagenpaares bildet, an ein Jakobs-Laufdrehgestell 14 gekoppelt. Über dieses Jakobs-Laufdrehgestell 14 wird die Verbindung zu einem weiteren Wagenpaar hergestellt, wie nachfolgend noch gezeigt.
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Das Schienenfahrzeug-Wagenpaar 2 aus 1b wird aus dem Mittelwagen 15 und 16 gebildet. Der Mittelwagen 15 wird hier als erster Schienenfahrzeugwagen bezeichnet und der Mittelwagen 16 als zweiter Schienenfahrzeugwagen, wobei die Bezeichnung auch umgekehrt sein könnte und der Unterscheidung beider Wagen dient. Die beiden Mittelwagen 15, 16, die ebenfalls doppelstöckig ausgebildet sind, sind über das Jakobs-Triebdrehgestell 17 miteinander gekoppelt. Der Aufbau des Drehgestells 17 ist analog zum Aufbau des zuvor beschriebenen Jakobs-Triebdrehgestells 8.
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An den Enden des aus Mittelwagen 15, 16 gebildeten Wagenpaares 2 ist jeweils ein Jakobs-Laufdrehgestell 14, 18 vorgesehen. Über das Laufdrehgestell 14, das bereits in 1a gezeigt ist, wird der Mittelwagen 15 des zweiten Paares 2 an den Mittelwagen 5 des ersten Wagenpaares 1 gekoppelt, wie in 2b gezeigt. Das Jakobs-Laufdrehgestell 14 ist also in einem Zug nur einmal vorhanden. Am anderen Ende des zweiten Schienenfahrzeug-Wagenpaars 2 ist der zweite Schienenfahrzeugwagen 16 an das Jakobs-Laufdrehgestell 18 gekoppelt, über welches eine Verbindung zu dem nachfolgend in 1c gezeigten dritten Schienenfahrzeug-Wagenpaar 3 hergestellt werden kann.
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Das dritte Wagenpaar 3 in 1c ist genauso aufgebaut wie das unter 1a gezeigte erste Wagenpaar 1. Beide Wagenpaare 1, 3 sind somit baugleich ausgeführt, sodass erfindungsgemäß lediglich zwei Typen Wagenpaare vorgesehen sein können, nämlich ein Wagenpaar aus einem Endwagen und einem Mittelwagen (Wagenpaare 1 und 3) und ein Wagenpaar aus zwei Mittelwagen (Wagenpaar 2). Die Wagen des Wagenpaares 3 sind nur der Übersichtlichkeit halber mit anderen Bezugszeichen bezeichnet, nämlich der Endwagen mit dem Bezugszeichen 19 und der Mittelwagen mit dem Bezugszeichen 20. Ansonsten bezeichnen gleiche Bezugszeichen in 1c im Vergleich zu 1a gleiche Gegenstände.
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Der Endwagen 19 und der Mittelwagen 20 des dritten Wagenpaares 3 sind über das Jakobs-Triebdrehgestell 21 miteinander gekoppelt. Über das Jakobs-Laufdrehgestell 18 wird das dritte Wagenpaar bzw. dessen Mittelwagen 20 an das zweite Wagenpaar 2 bzw. dessen Mittelwagen 16 gekoppelt, wie auch in 2b gezeigt. Das in 1b und 1c gezeigte Jakobs-Laufdrehgestell 18 ist also in einem Zug nur einmal vorhanden.
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Am anderen, vorderen Ende des Wagenpaares 3 ist im Bereich des Führerstandes 5 ein konventionelles (nicht-Jakobs) Laufdrehgestell 22 angeordnet, analog zu dem Laufdrehgestell 13 in 1a.
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In einer nicht dargestellten, alternativen Variante ist das Drehgestell 22 ein Triebdrehgestell und das Jakobs-Drehgestell 21 ist ein Laufdrehgestell.
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Von dem Wagen 15 zu dem Wagen 16 des zweiten Wagenpaares 2 ist ein Durchgang 23 gebildet und von dem Wagen 19 zu dem Wagen 20 des dritten Wagenpaares 3 ist ebenfalls ein Durchgang 24 gebildet.
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2b zeigt einen aus den Wagenpaaren 1, 2 und 3, die in 1a bis 1c dargestellt sind, gebildeten Vollzug 30. Die Bezugszeichen in 2b sind identisch gewählt zu den Bezugszeichen in 1a bis 1c, sodass identische Bezugszeichen identische Gegenstände bezeichnen. In 2b wurde lediglich eine schematisierte Darstellung der Komponenten gewählt. Es ist erkennbar, dass Triebdrehgestell und Laufdrehgestelle in den Zug 30 alternierend angeordnet sind. Triebdrehgestelle sind, wie auch in 1a bis 1c, durch gepunktet ausgefüllte Räder dargestellt.
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In den 3, 4 und 5 ist die Konfiguration eines Endwagens 4, 19, eines Mittelwagens 5, 16, 20 ersten Typs und eines Mittelwagens 15 zweiten Typs gezeigt, wobei auf die Bezugszeichen der 1 und 2b Bezug genommen wird. Aus den 3 bis 5 wird erkennbar, und nachfolgend noch detaillierter beschrieben, dass erfindungsgemäße Wagenpaare und ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug aus lediglich drei Grundtypen Wagen zusammengesetzt werden können. Benötigt werden lediglich ein Typ Endwagen 4, 19, gezeigt in 3, sowie zwei verschiedene Typen Mittelwagen, von denen ein erster Typ 5, 16, 20 in 4 gezeigt ist und ein zweiter Typ 15 in 5 gezeigt ist. Es ergeben sich aus den zwei Typen Mittelwagen und einem Typ Endwagen 4, 19 auch nur zwei verschiedene Typen Wagenpaare, wie nachfolgend erläutert.
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Der in 3a und 3b gezeigte Endwagen entspricht dem Endwagen 4 aus dem Wagenpaar 1 der 1a oder dem Endwagen 19 des Wagenpaares 3 aus 1c. Entsprechend sind das Laufdrehgestell 13, 22 und das Jakobs-Triebdrehgestell 8, 21 mit alternativen Bezugszeichen bezeichnet. In der seitlichen Ansicht (Längsschnitt) der 3a sind eine obere Etage 31 mit der Bestuhlung 32 des Doppelstockendwagens und eine untere Etage 33 mit der Bestuhlung 34 abgebildet.
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Im hinteren Bereich des Endwagens 4, 19 ist in der unteren Etage 33 über dem Triebdrehgestell 8, 21 eine Klimaanlage 35 angeordnet. Im Bereich des konventionellen Laufdrehgestells 13, 22 ist eine Luftversorgungsanlage 60 angeordnet.
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Nachfolgend wird auf die elektrischen Komponenten eingegangen, die für Antrieb und Energieversorgung eines Wagenpaares erforderlich sind.
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In 3b fällt der Blick von oben auf die Bestuhlung 34 der unteren Etage 33. Im vorderen Bereich des Endwagens 4 oder 19 sind ein Transformator 36 und ein Traktionsstromrichter 37 angeordnet.
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Mit dem Bezugszeichen 38 ist ein Zugsicherungsschrank bezeichnet und mit dem Bezugszeichen 39 sind Schaltschränke bezeichnet.
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Es ist erkennbar, dass der Transformator 36 und der Traktionsstromrichter 37 auf etwa gleicher Position, betrachtet entlang der Längsrichtung des Wagens, untergebracht sind, wie der Stromabnehmer 6, und auf verschiedener Höhe. Es sind der Transformator 36 und der Traktionsstromrichter 37 unterhalb des Stromabnehmers 6 in dem Endwagen 4, 19 angeordnet, um die Abstände dieser Komponenten und damit die Stromleitungswege möglichst kurz zu halten.
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Ein Endwagen 4 bzw. 19 aus 3a/3b wird mit einem Mittelwagen 5 bzw. einem Mittelwagen 20 zu einem Wagenpaar zusammengesetzt, wie in 1a und 1c abgebildet. In 4a und 4b ist zu sehen, dass weitere für Antrieb und Energieversorgung erforderliche elektrische Komponenten, die nicht in dem Endwagen 4 oder 19 vorgesehen sind, in dem Mittelwagen 5 oder 20 vorgesehen sind.
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In einem hinteren Bereich des Mittelwagens 5, 16 oder 20, der bei Zusammensetzen dieses Mittelwagens mit einem weiteren Wagen (entweder Endwagen 4, 19 oder Mittelwagen 15) auch einen hinteren Bereich eines Wagenpaares bildet, ist eine Batterie 40 oberhalb des Jakobs-Laufdrehgestells 14, 18 vorgesehen. Ebenfalls im hinteren Bereich ist eine Hilfsbetriebeversorgungseinrichtung 41 vorgesehen, die in 4b in der Draufsicht abgebildet ist. Die Hilfsbetriebeversorgungseinrichtung 41 befindet sich im Unterstock, beispielsweise in gleicher Höhe wie eine Toilette (nicht gezeigt).
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Der Transformator 36 und der Traktionsstromrichter 37 eines ersten Schienenfahrzeugwagens 4, 19 werden mit der Batterie 40 und der Hilfsbetriebeversorgungseinrichtung 41 eines zweiten Wagens 5, 20 zu einem vollständigen Satz elektrischer Komponenten ergänzt. Ein Wagenpaar 1 aus 1a und ein Wagenpaar aus 1c sowie ein nachfolgend noch beschriebenes Wagenpaar 2 aus 1b sind somit hinsichtlich ihrer elektrischen Komponenten autark, wobei die elektrischen Komponenten, nämlich Batterie 40, Hilfsbetriebeversorgungseinrichtung 41, Traktionsstromrichter 37 und Transformator 36 auf beide Wagen eines Paares verteilt sind. In dem gezeigten Beispiel ist lediglich eine Klimaanlage 35 in jedem der Wagen vorhanden. Diese ist aber keine elektrische Antriebs- oder Energieversorgungskomponente.
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5a und 5b zeigen einen zweiten Typ Mittelwagen 15, der zum Mittelwagen 16 (oder 5 oder 20) ersten Typs aus 4a und 4b unterschiedlich ist und mit diesem Mittelwagen 16 zu einem Wagenpaar 2 (1b) zusammensetzbar ist. Die beiden Typen Mittelwagen aus 4 und 5 werden hinsichtlich ihrer Bestückung mit elektrischen Komponenten unterschieden. In Ergänzung zu den elektrischen Komponenten Batterie 40 und Hilfsbetriebeversorgungseinrichtung 41 des Mittelwagens 16 ersten Typs weist der Mittelwagen 15 zweiten Typ als elektrische Komponenten einen Transformator 36 und einen Traktionsstromrichter 37 auf. Ein Mittelwagen 15 zweiten Typs kann also mit einem Mittelwagen 16 ersten Typs zu einem Wagenpaar 2 zusammengesetzt werden, das alle für Antrieb und Energieversorgung benötigten elektrischen Komponenten aufweist. Die Bestückung des Mittelwagens 15 mit elektrischen Komponenten ist identisch zu der Bestückung der zuvor beschriebenen Endwagen 4 oder 19. Im Unterschied zu den Endwagen 4, 19 weist der Mittelwagen 15 aber keinen Stromabnehmer auf.
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Der Transformator 36 und der Traktionsstromrichter 37 in dem Mittelwagen 15 zweiten Typs sind an einem Ende des Mittelwagens 15 angeordnet, das bei Zusammensetzung zu einem Wagenpaar dem Ende des Mittelwagens 16 ersten Typs entgegengesetzt ist. Die Wagen werden über das Triebdrehgestell 17 miteinander gekoppelt. Somit sind die elektrischen Komponenten bei Zusammensetzung zu einem Wagenpaar 2 aus 1b in einem vorderen Bereich und einem hinteren Bereich des Wagenpaares angeordnet. Im mittleren Bereich befindet sich das eine relativ große Masse aufweisende Triebdrehgestell 17.
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2a zeigt im Vergleich zu einem erfindungsgemäßen Schienenzug 2b einen konventionellen Schienenzug in Volllänge. Auch der erfindungsgemäße Schienenzug 30 aus 2b ist ein Volllänge-Zug.
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Bei einem erfindungsgemäßen Schienenzug 30 weist jeder der Wagen 4, 5, 15, 16, 19, 20 jeweils eine Tür 42 auf einer Seite des Schienenfahrzeugs 30 auf. An der nicht gezeigten gegenüberliegenden Seite ist jeweils genauso eine Tür pro Wagen vorgesehen. Die Türen 42 weisen eine dreifache Durchtrittsbreite für eine Person auf. Eine Durchtrittsbreite wird auch als „Türspur“ bezeichnet und ist im konkreten Fall etwa 650 mm breit. Eine Tür 42 eines erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs 30 weist also eine Breite von etwa 1950 mm auf. Bei einem Schienenzug 50 nach dem Stand der Technik ist ein Volllängezug aus vier Wagen 51, 52, 53, 54 zusammengesetzt, wobei jeder der Wagen zwei konventionelle Drehgestelle aufweist. Vorgesehen sind Triebdrehgestelle 55 an den Endwagen 51, 54 und Laufdrehgestelle 56 an den Mittelwagen 52, 53.
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Die Darstellung aus 2a zeigt eine übliche, vorbekannte Konfiguration von 4-teiligen Doppelstockzügen, beispielsweise des Zuges TWINDEXX Vario der Firma Bombardier, eingesetzt bei der Deutschen Bahn.
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Bei dem Zug 50 nach dem Stand der Technik weist jeder der Wagen 51, 52, 53, 54 jeweils auf einer Zugseite zwei Türen 57 auf. Jede der Türen 57 weist eine zweifache Durchtrittsbreite auf, wobei eine Durchtrittsbreite wie auch bei dem erfindungsgemäßen Schienenfahrzeug 30 für eine Person bemessen ist. Somit weist das Schienenfahrzeug 50 nach dem Stand der Technik auf jeder Seite insgesamt 4 × 2 × 2 Durchtrittsbreiten, also 16 Durchtrittsbreiten, auf, während bei der Zugkonfiguration 30 nach der Erfindung 18 Durchtrittsbreiten pro Zugseite vorhanden sind. Die Bildung eines Volllängenzuges aus drei erfindungsgemäßen Wagenpaaren mit der gezeigten Türkonfiguration hat also den Vorteil einer insgesamt erhöhten Durchtrittsbreite für Personen auf einer Zugseite. Dadurch wird ein schnellerer Fahrgastwechsel ermöglicht. Ferner steht hinter den Türen 42 des erfindungsgemäßen Schienenzugs 30 ein entsprechend vergrößerter Aufenthaltsraum bzw. Eintritts- oder Austrittsraum zur Verfügung.
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Bei dem Schienenzug ist eine Variante möglich, die von 2b hergeleitet und nicht eigens dargestellt ist:
Der Wagen 15 kann aus dem Wagenverbund von 2b entfernt werden, sodass Wagen 16 als einzelner Wagen verbleibt, der nicht mit einem anderen Wagen gepaart ist. Der Zugverbund weist als zwei Married Pairs 1, 3 und den Einzelwagen 16 auf. Selbstverständlich können je nach gewünschter Zuglänge mehr Wagenpaare als 1 und 3 vorhanden sein und/oder mehr Einzelwagen 16 vorhanden sein, vorzugsweise zwischen Married Pairs. Der Einzelwagen 16 hat die gleiche Konfiguration mit Komponenten wie in 4a/4b gezeigt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2335993 A1 [0003, 0003]
