DE102021003252A1 - Method and device for starting a train - Google Patents
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- B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine dabei einsetzbare Vorrichtung für den Anfahrvorgang eines haltenden Zuges mittels einer Lokomotive und mindestens eines Schubwaggons 18, mit den Schritten Definition der Fahrtrichtung „Vorwärts“ 101, Aktivierung der Zugkraft der Lokomotive 102, Prüfung der Aktivierungsparameter für den Schubwaggon 103, bei positivem Prüfergebnis Zugkraftaktivierung des Schubwaggons 104, bei negativem Prüfergebnis keine Zugkraftaktivierung des Schubwaggons 105.The invention relates to a method and a device that can be used for the process of starting a stopped train using a locomotive and at least one pusher car 18, with the steps of defining the direction of travel "forward" 101, activating the traction of the locomotive 102, checking the activation parameters for the pusher car 103 , if the test result is positive, traction activation of pusher wagon 104, if the test result is negative, no traction activation of pusher wagon 105.
Description
Technisches Gebiettechnical field
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine dabei einsetzbare Vorrichtung für den Anfahrvorgang eines Zuges. Sie betrifft dabei vorrangig das technische Gebiet von schweren Güterzügen, insbesondere beim Halt eines solchen Güterzuges und dem anschließenden Wiederanfahrvorgang unter erschwerten Bedingungen wie z.B. in Steigungen oder bei ungünstigen Reibungsverhältnissen auf den Schienen (z.B. Nässe, Laub, Eis etc.). Verfahren und Vorrichtung können jedoch prinzipiell auch auf Personenzüge und/oder Strecken in der Ebene angewendet werden.The invention relates to a method and a device that can be used therein for the process of starting a train. It primarily relates to the technical field of heavy freight trains, especially when such a freight train is stopped and then restarted under difficult conditions such as on inclines or with unfavorable friction on the rails (e.g. wet, leaves, ice, etc.). In principle, however, the method and device can also be applied to passenger trains and/or routes on level ground.
Stand der TechnikState of the art
Lange und schwere Güterzüge erfordern sehr hohe Zugkräfte von teilweise über 200 kN, wobei die höchsten Zugkräfte beim Anfahrvorgang erforderlich werden. Mit zunehmender Geschwindigkeit geht dann die erforderliche Zugkraft zurück, während gleichzeitig die von der Lokomotive abgerufenen Leistung ansteigt. Vereinfacht ausgedrückt wird für den Anfahrvorgang eine hohe Zugkraft bei geringer Leistung benötigt und für eine hohe Geschwindigkeit eine relativ kleine Zugkraft, aber eine große Leistung.Long and heavy freight trains require very high tractive forces of over 200 kN in some cases, with the highest tractive forces being required during the starting process. With increasing speed, the required tractive effort then decreases, while at the same time the power drawn from the locomotive increases. To put it simply, a high tractive force with low power is required for the start-up process, and a relatively small tractive force but high power is required for high speed.
Die von einer der heute üblichen, vierachsigen Güterzuglokomotiven mit ca. 85 t Eigengewicht maximal aufbringbare Zugkraft liegt bei ca. 300 kN bei einer installierten Leistung zwischen ca. 5.600 kW und 6.400 kW. Während die Leistung fast immer ausreicht um die Züge mit der geplanten Höchstgeschwindigkeit bewegen zu können, reicht die Zugkraft oftmals nicht aus, um den Zug überhaupt erst anzufahren. Dies ist darin begründet, dass der Zugkraftwert von ca. 300 kN nur unter günstigen Witterungs- und Schienenbedingungen erreicht werden kann. Bei ungünstigen Schienenbedingungen kann der Reibungswert zwischen Antriebsrad und Schiene von den optimalen 0,36 bei trockenen Schienen auf teilweise < 0,10 bei nassen, vereisten Schienen absinken. Dadurch verringert sich auch die maximal von einer Lokomotive übertragbare Zugkraft entsprechend auf < 100 kN und die Räder drehen durch, ohne dass der Zug sich bewegt.The maximum tractive force that can be applied by one of today's four-axle freight locomotives with a dead weight of approx. 85 t is approx. 300 kN with an installed power of between approx. 5,600 kW and 6,400 kW. While the power is almost always sufficient to be able to move the trains at the planned maximum speed, the tractive effort is often not sufficient to even start the train. The reason for this is that the tractive force value of approx. 300 kN can only be achieved under favorable weather and rail conditions. In unfavorable rail conditions, the friction value between the drive wheel and the rails can drop from the optimal 0.36 with dry rails to sometimes < 0.10 with wet, icy rails. This also reduces the maximum tractive effort that can be transmitted by a locomotive to < 100 kN and the wheels spin without the train moving.
Nachteile des Stands der TechnikDisadvantages of the Prior Art
Mit den heute üblichen Verfahren und Vorrichtungen zum Anfahren schwerer Züge unter schwierigen Bedingungen reichen die Zugkräfte einer üblichen Lokomotive mitunter nicht aus, um den Zug ohne zusätzliche Unterstützung durch eine weitere Lokomotive anzufahren. Dies hat entsprechend negative Auswirkungen auf den regulären Bahnbetrieb in der betroffenen Strecke und ist außerdem mit wirtschaftlichen Nachteilen verbunden, da für einen sicheren Anfahrvorgang dann oftmals zwei Lokomotiven in Doppeltraktion vor den Zug gespannt werden müssen. Hinzu kommen die ganz erheblichen Beschädigungen an den Schienen, die von den durchdrehenden Rädern einer Lokomotive verursacht werden (so genannte Flachstellen). Diese müssen jeweils umgehend unter erheblichen logistischen Auswirkungen (Streckensperrungen, Umleitungen) und wirtschaftlichen Aufwendungen (Reparaturen, teilweise in den Wochenend- oder Nachtzeiten) behoben werden.With the methods and devices that are customary today for starting heavy trains under difficult conditions, the tractive forces of a conventional locomotive are sometimes not sufficient to start the train without additional support from another locomotive. This has correspondingly negative effects on regular rail operations on the affected route and is also associated with economic disadvantages, since two locomotives often have to be pulled in front of the train in double traction for a safe start-up process. Added to this is the considerable damage to the rails caused by the spinning wheels of a locomotive (so-called flat spots). These must be remedied immediately, with significant logistical consequences (route closures, detours) and economic expenses (repairs, sometimes at weekends or at night).
Technische AufgabeTechnical task
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein einfaches und kostengünstiges Verfahren und dabei einsetzbare Vorrichtungen bereitzustellen, mit deren Hilfe ein sicherer Anfahrvorgang auch schwerer Güterzüge mit nur einer Lokomotive möglich wird und gleichzeitig Flachstellen zuverlässig vermieden werden können.The aim of the present invention is to provide a simple and inexpensive method and devices that can be used in the process, with the help of which a safe starting process, even heavy freight trains, is possible with only one locomotive and at the same time flat spots can be reliably avoided.
Lösung der technischen AufgabeSolution of the technical task
Gelöst wird die beschriebene technische Aufgabe durch die Integration eines Schubwaggons in den Zugverband, der vollautomatisch jeden Anfahrvorgang unterstützt, wenn bestimmte Parameter erfüllt werden. Dadurch wird aus einer vierachsigen Lokomotive für den Anfahrvorgang praktisch eine sechsachsige Lokomotive und bei der möglichen Integration mehrerer Schubwaggons in einen Zugverband werden die maximal zulässigen Zugkräfte von 450 kN an den heutigen Waggonkupplungen auch unter schwierigen Schienenbedingungen sicher erreicht.The technical task described is solved by integrating a pusher car into the train set, which automatically supports every start-up process if certain parameters are met. This practically turns a four-axle locomotive into a six-axle locomotive for the start-up process and with the possible integration of several pusher wagons in a train set, the maximum permissible tractive forces of 450 kN on today's wagon couplings are reliably achieved even under difficult rail conditions.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the Invention
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der dabei einsetzbaren erfindungsgemäßen Vorrichtung sind folgende Vorteile verbunden:
- • Wirtschaftlich: statt einer so genannten Doppeltraktion (zwei Lokomotiven) können auch schwere Züge alleine von einer üblichen Lokomotive in schwierigen Streckenabschnitten und/oder unter widrigen Witterungsbedingungen angefahren werden. Die Kosten eines Schubwaggons werden aus heutiger Sicht auf lediglich 10-20% derjenigen einer vollwertigen Güterzuglokomotive geschätzt. Hinzu kommen die Einsparung durch nicht erforderliche Reparaturen am Oberbau (Flachstellen).
- • Logistisch: durch die Sicherstellung der schwierigen Anfahrvorgänge können Streckensperrungen und Umleitungen aufgrund liegengebliebener Züge vermieden werden. Dies gilt ebenso für die Vermeidung von Flachstellen, welche in der Regel ebenfalls zu Streckensperrungen führen.
- • Sicherheitstechnisch: durch die Schubwaggons kann der gesamte Zug bei Ausfall der Lokomotive aus einem Gefahrenbereich (z.B. Tunnel, Schnellfahrstrecke) mit niedriger Geschwindigkeit herausgefahren werden.
- • Betriebstechnisch: Der Schubwaggon kann zusätzlich als Rangierlokomotive genutzt werden, um unabhängig von „richtigen“ Rangierlokomotiven Zugeinheiten zusammenzustellen und sich dort aus eigener Kraft einzureihen.
- • Economical: instead of a so-called double traction (two locomotives), heavy trains can also be driven by a standard locomotive alone in difficult sections of track and/or under adverse weather conditions. From today's perspective, the cost of a pusher wagon is estimated to be only 10-20% of that of a full-fledged freight locomotive. Added to this are the savings due to unnecessary repairs to the superstructure (flat spots).
- • Logistic: by ensuring the difficult start-up procedures, route closures and diversions due to broken trains can be avoided. this applies also for the avoidance of flat spots, which usually also lead to route closures.
- • In terms of safety: if the locomotive fails, the push wagons can be used to drive the entire train out of a danger area (eg tunnel, high-speed line) at low speed.
- • Operationally: The pusher wagon can also be used as a shunting locomotive in order to put together train units independently of the "real" shunting locomotives and line them up under their own power.
Figurenlistecharacter list
Im Folgenden werden einzelne Aspekte und vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt:
-
1 : Beispielhafte Darstellung der erfindungsmäßen Verfahrensschritte. -
2 : Beispielhafte Darstellung der erfindungsgemäßen Prüfung der Aktivierungsparameter für den Schubwaggon. -
3 : Beispielhafte Darstellung wesentlicher Vorrichtungen des erfindungsgemäßen Schubwaggons.
-
1 : Exemplary representation of the process steps according to the invention. -
2 : Exemplary representation of the examination of the activation parameters for the pusher wagon according to the invention. -
3 : Exemplary representation of essential devices of the pusher wagon according to the invention.
Je nach Ergebnis der Prüfung der Aktivierungsparameter des Schubwaggons 103 erfolgt eine Aktivierung der Zugkraft des Schubwaggons 104 oder es erfolgt keine Aktivierung der Zugkraft des Schubwaggons 105.Depending on the result of the check of the activation parameters of
In
In
Die Energie für die Antriebsmotoren 11 wird von einer Batterie 1 bereitgestellt. Diese Batterie (Akkumulator) kann über mehrere Wege geladen werden, nämlich über mindestens einen mit mindestens einer Achse verbundenen Generator 6, welcher vom sich drehenden Rad 13 während der Fahrt betrieben wird (wie dargestellt), oder über einen Netzstromanschluss 2 bei stehendem Fahrzeug oder über einen Stromanschluss zur Lokomotive 4 (Ladung in diesem Fall sowohl im Stehen als auch in Fahrt). Zusätzlich besteht die Möglichkeit, einen Verbrennungsmotor mit Generator 3 zu installieren, der unabhängig von den anderen Lademöglichkeiten die Batterie 1 laden kann (ebenfalls im Stehen oder in Fahrt).The energy for the
Unabhängig von der Quelle des Ladestroms fließt dieser zunächst in ein Ladegerät 5, wo der Strom entsprechend den Ladeanforderungen der Batterie 1 konditioniert wird. Der Strom der Batterie 1 wird anschließend einem Energiewandler 7 zugeführt. Hierbei kann es sich zum Beispiel um einen Transformator handeln, der die Batteriespannung auf die für die Antriebsmotoren 11 erforderliche Spannung ändert, oder um eine Hydraulikeinheit, falls die Antriebsmotoren zum Beispiel als Hydraulikmotoren und nicht als Elektromotoren ausgebildet sind. Die in dem Energiewandler 7 konditionierte Energieform wird anschließend mittels einer Steuereinheit 8 den Antriebsmotoren 11 zugeteilt.Regardless of the source of the charging current, it first flows into a
Die Messwerte des Bremsdrucksensors 9, des Zugkraftsensors 10 und des Geschwindigkeitssensors 18 werden kontinuierlich der Steuereinheit 8 übermittelt und diese entscheidet dann autonom, ob eine Aktivierung der Zugkraft des Schubwaggons erfolgt oder nicht.The measured values of the brake pressure sensor 9, the
Neben diesem Automatikmodus kann der Schubwaggon auch über eine Fernbedienung 17 manuell gesteuert werden. Für eine sichere Übertragung der Steuersignale ist dafür eine mit der Steuereinheit 8 verbundene Antenne 16 vorgesehen.In addition to this automatic mode, the pusher wagon can also be controlled manually using a
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Batteriebattery
- 22
- NetzstromanschlussAC power connection
- 33
- Verbrennungsmotor mit GeneratorInternal combustion engine with generator
- 44
- Stromanschluss zur LokomotivePower connection to the locomotive
- 55
- Ladegerätcharger
- 66
- Generatorgenerator
- 77
- Energiewandlerenergy converter
- 88th
- Steuereinheitcontrol unit
- 99
- Bremsdrucksensorbrake pressure sensor
- 1010
- Zugkraftsensordraft sensor
- 1111
- Antriebsmotordrive motor
- 1212
- Achseaxis
- 1313
- Radwheel
- 1414
- Zughakendraw hook
- 1515
- Schubwaggonpushcar
- 1616
- Antenneantenna
- 1717
- Fernbedienungremote control
- 1818
- Geschwindigkeitssensor speed sensor
- 101101
- Definition der Fahrtrichtung „Vorwärts“Definition of the direction of travel "Forward"
- 102102
- Aktivierung der Zugkraft der LokomotiveActivation of the traction power of the locomotive
- 103103
- Prüfung der Aktivierungsparameter an der SchubwaggonChecking the activation parameters on the pusher wagon
- 104104
- Aktivierung der Zugkraft der SchubwaggonActivation of the traction of the pusher wagon
- 105105
- Keine Aktivierung der Zugkraft der SchubwaggonNo activation of the traction of the pusher wagon
- 106106
- Bremsdruckbrake pressure
- 107107
- Fahrgeschwindigkeitdriving speed
- 108108
- Zughakenkraftdraw hook force
Claims (8)
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DE102021003252.7A Withdrawn DE102021003252A1 (en) | 2021-06-24 | 2021-06-24 | Method and device for starting a train |
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2021
- 2021-06-24 DE DE102021003252.7A patent/DE102021003252A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R086 | Non-binding declaration of licensing interest | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |