DE102021211159A1 - Verfahren zur Leistungsversorgung von Hilfsbetrieben eines Schienenfahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Leistungsversorgung von Hilfsbetrieben (HB) eines Schienenfahrzeugs (SFZ). Ein erstes Schienenfahrzeug (LOK) bewegt mit Hilfe seines Antriebs ein mit dem ersten Schienenfahrzeug (LOK) gekoppeltes zweites Schienenfahrzeug (SFZ). Das zweite Schienenfahrzeug (SFZ) führt während seiner Bewegung eine elektromotorische Bremsung durch, um beim Bremsen des zweiten Schienenfahrzeugs (SFZ) elektrische Leistung (Pbraking) zu bilden. Die beim Bremsen gebildete elektrische Leistung (Pbraking) wird an Hilfsbetriebe (HB) des zweiten Schienenfahrzeugs (SFZ) übertragen, um deren Betrieb zu ermöglichen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Leistungsversorgung von Hilfsbetrieben eines abgeschleppten Schienenfahrzeugs.
  • Muss ein Schienenfahrzeug, beispielsweise ein Triebzug oder eine Lokomotive, durch ein anderes Schienenfahrzeug abgeschleppt werden, so steht beim abgeschleppten Schienenfahrzeug oft keine Leistungsquelle zum Betreiben der Hilfsbetriebe bzw. der Hilfsbetriebe-Einrichtungen des abgeschleppten Schienenfahrzeugs zur Verfügung.
  • Dies ist der Fall, wenn beispielsweise ein elektrifizierter Triebzug mit Hilfe einer Diesellokomotive fahrplanmäßig durch eine nicht-elektrifizierte Teilstrecke geschleppt wird.
  • Unter dem Begriff Hilfsbetriebe werden beim Schienenfahrzeug diejenigen Einrichtungen verstanden, die für die Betriebsfähigkeit des Schienenfahrzeugs benötigt werden, wobei Einrichtungen, die zum eigentlichen Fahren erforderlich sind, von diesem Begriff im Allgemeinen nicht umfasst sind.
  • Beispielsweise handelt es sich dabei um eine Einrichtung zur Drucklufterzeugung bzw. zur Druckluftverteilung, um eine Einrichtung zur Versorgung des elektrischen Bordnetzes, um eine Einrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie, um eine Einrichtung zum Umwälzen von Kühl- oder Schmiermittel, um eine Einrichtung zur Klimatisierung, zur Heizung oder zur Kühlung, etc.
  • Sollen die Hilfsbetriebe des abgeschleppten Schienenfahrzeugs jedoch weiterhin ganz oder zumindest teilweise aktiv sein, so muss die dafür benötigte elektrische Leistung vom schleppenden Schienenfahrzeug zur Verfügung gestellt werden.
  • 3 zeigt eine derartige Situation. Dabei schleppt eine Lokomotive LOK ein Schienenfahrzeug SFZ, hier einen Triebzug, ab.
  • Die Lokomotive LOK setzt ihre Leistung Ploc zum einen in Traktionsleistung Ptraction und zum anderen in eine elektrische Leistung Paux um.
    Die Traktionsleistung Ptraction dient zum Abschleppen des Schienenfahrzeugs SFZ, während die elektrische Leistung Paux für den Betrieb der Hilfsbetriebe-Einrichtungen des Schienenfahrzeugs SFZ vorgesehen ist.
  • Die elektrische Leistung Paux gelangt von der schleppenden Lokomotive LOK über eine Kupplung KUP zum abgeschleppten Schienenfahrzeug SFZ, wobei die Kupplung KUP zu diesem Zweck über eine elektrische Übertragungsleitung ÜL verfügt.
  • Der Leitungsquerschnitt der Übertragungsleitung ÜL ist oft zu gering, um energieintensive Hilfsbetriebe (z.B. eine Klimaanlage) des abgeschleppten Schienenfahrzeugs SFZ mit ausreichender Leistung zu versorgen.
  • Um beispielsweise den Komfort von Passagieren im abgeschleppten Triebzug SFZ weiterhin zu gewährleisten, müssten sowohl die Lokomotive LOK als schleppendes Schienenfahrzeug als auch das abgeschleppte Schienenfahrzeug SFZ über eine teure bzw. technisch aufwendige Spezialkupplung verfügen, die zur Übertragung hoher Leistungen ausgebildet ist.
  • Alternativ dazu könnten Lokomotive LOK und Schienenfahrzeug SFZ über eine separate Leitung mit großem Leitungsquerschnitt miteinander verbunden werden, um die benötigte hohe elektrische Leistung zu übertragen.
  • Eine andere Lösung wäre, energieintensive Hilfsbetriebe, wie Klimaanlagen, beim Abschleppvorgang im abgeschleppten Schienenfahrzeug SFZ abzuschalten oder deren Leistungsverbrauch zumindest zu reduzieren.
  • Diese Maßnahme wäre mit Komfort-Einbußen für Passagiere und Personal des Schienenfahrzeugs SFZ verbunden und bei niedrigen Wintertemperaturen bzw. bei hohen Sommertemperaturen ggf. nicht durchführbar.
  • Somit ist es nur mit hohem Zusatzaufwand möglich, einen elektrifizierten Triebzug mit Hilfe einer Diesellokomotive fahrplanmäßig durch eine nicht-elektrifizierte Teilstrecke zu schleppen.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine zugehörige Anordnung zur Leistungsversorgung von Hilfsbetrieben eines zweiten Schienenfahrzeugs, das von einem ersten Schienenfahrzeug bewegt wird, anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Leistungsversorgung von Hilfsbetrieben eines zweiten Schienenfahrzeugs, das von einem ersten Schienenfahrzeug bewegt, insbesondere abgeschleppt, wird.
  • Das zweite Schienenfahrzeug verfügt über eine sogenannte „elektromotorische Bremsung“, bei der beim Bremsen des zweiten Schienenfahrzeugs dessen Bewegungsenergie in elektrische Energie bzw. Leistung umgeformt wird. Eine derartig ausgestaltete Bremseinrichtung ist bei Schienenfahrzeugen auch unter dem Begriff „Rekuperationsbremse“ bekannt.
  • Während das erste Schienenfahrzeug das zweite Schienenfahrzeug bewegt bzw. schleppt, nimmt das zweite Schienenfahrzeug erfindungsgemäß eine Rekuperationsbremsung vor. Dabei gebildete elektrische Leistung wird dann für Hilfsbetriebe des zweiten Schienenfahrzeugs verwendet.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung ist das erste und das zweite Schienenfahrzeug über eine Kupplung miteinander verbunden, wobei die Kupplung über eine elektrische Verbindungsleitung verfügt.
  • Über die Kupplung bzw. über deren elektrische Verbindungsleitung wird ein erster Anteil der elektrischen Leistung, die für die Hilfsbetriebe des zweiten Schienenfahrzeugs benötigt wird, vom ersten Schienenfahrzeug zum zweiten Schienenfahrzeug übertragen.
  • Bevorzugt wird dabei das Leistungs-Übertragungsvermögen mit Blick auf den Leitungsquerschnitt der Übertragungsleitung ausgeschöpft.
  • Durch die Rekuperationsbremsung des zweiten Schienenfahrzeugs wird dann ein noch fehlender zweiter Anteil der Leistung für die Hilfsbetriebe des zweiten Schienenfahrzeugs gebildet, da der über die elektrische Verbindungsleitung übertragene erste Anteil der Leistung im Allgemeinen nicht ausreicht, um alle Hilfsbetriebe des zweiten Schienenfahrzeugs ausreichend zu versorgen.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung wird bei der Rekuperationsbremsung eine Traktionsanlage des zweiten Schienenfahrzeugs im Betrieb des elektrischen Bremsens gefahren. Eine dabei gebildete Bremsleistung Pbraking wird in Zwischenkreise der Traktionsstromrichter des zweiten Schienenfahrzeugs eingespeist. Von dort stellen Hilfsbetriebeumrichter des zweiten Schienenfahrzeugs über eine Zugsammelschiene die Leistung für die Hilfsbetriebe des zweiten Schienenfahrzeugs bereit.
  • Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine aufwandsarme Leistungsversorgung der Hilfsbetriebe des zweiten Schienenfahrzeugs.
  • Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, bei der Leistungsversorgung der Hilfsbetriebe des zweiten Schienenfahrzeugs auf eine Leistungsübertragung vom ersten Schienenfahrzeug zum zweiten Schienenfahrzeug zu verzichten. Damit kann die verwendete Kupplung einfach ausgestaltet sein, es wird keine elektrische Übertragungsleitung mehr benötigt, eine galvanische Kopplung zwischen den beiden Schienenfahrzeugen kann entfallen.
  • Alternativ dazu ermöglicht es die vorliegende Erfindung, zur Leistungsversorgung der Hilfsbetriebe des zweiten Schienenfahrzeugs lediglich eine geringe Leistungsübertragung vom ersten Schienenfahrzeug zum zweiten Schienenfahrzeug zu benötigen. Damit kann die verwendete Kupplung einfach ausgestaltet sein, es wird lediglich eine herkömmliche elektrische Übertragungsleitung mit kleinem Leistungsdurchmesser benötigt.
  • Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, beim Bremsen generierte elektrische Leistung im zweiten Schienenfahrzeug dazu zu verwenden, um dessen Bordnetzbatterien und/oder Traktionsbatterien aufzuladen.
  • Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung beispielhaft anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
    • 1 eine erste Ausgestaltung der Erfindung,
    • 2 eine zweite Ausgestaltung der Erfindung und
    • 3 den in der Einleitung beschriebenen Stand der Technik.
  • 1 zeigt eine erste Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Leistungsversorgung von Hilfsbetrieben eines Schienenfahrzeugs SFZ.
  • Ein erstes Schienenfahrzeug LOK bewegt mit Hilfe seines Antriebs ein mit dem ersten Schienenfahrzeug LOK gekoppeltes zweites Schienenfahrzeug SFZ.
  • Hier wird das zweite Schienenfahrzeug SFZ, das ein Triebzug ist, vom ersten Schienenfahrzeug LOK, das eine DieselLokomotive ist, abgeschleppt.
  • Zu diesem Zweck setzt das erste Schienenfahrzeug LOK ihre Leistung Ploc in eine Traktionsleistung Ptraction um, die zum Abschleppen des Schienenfahrzeugs SFZ dient.
  • Die beiden Schienenfahrzeuge LOK und SFZ sind über eine Kupplung KUP miteinander verbunden, wobei die Kupplung KUP über eine elektrische Verbindungsleitung ÜL verfügt, die die beiden Schienenfahrzeuge SFZ, LOK auch elektrisch miteinander verbindet.
  • Bei dieser Ausgestaltung wird ein erster Anteil an Leistung Paux.loc für die Hilfsbetriebe HB des zweiten Schienenfahrzeugs SFZ seitens des ersten Schienenfahrzeugs LOK gebildet und gelangt über die Verbindungsleitung ÜL vom ersten Schienenfahrzeug LOK zum zweiten Schienenfahrzeug SFZ bzw. zu dessen Hilfsbetriebe HB.
  • Das zweite Schienenfahrzeug SFZ führt während seiner Bewegung eine elektromotorische Bremsung durch, um beim Bremsen des zweiten Schienenfahrzeugs SFZ elektrische Leistung Pbraking zu bilden.
  • Die beim Bremsen gebildete elektrische Leistung Pbraking wird als zweiter Anteil der Leistung Paux an Hilfsbetriebe HB des zweiten Schienenfahrzeugs SFZ übertragen, um deren Betrieb zu ermöglichen.
  • 2 zeigt eine zweite Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Leistungsversorgung von Hilfsbetrieben eines Schienenfahrzeugs SFZ.
  • Ein erstes Schienenfahrzeug LOK bewegt mit Hilfe seines Antriebs ein mit dem ersten Schienenfahrzeug LOK gekoppeltes zweites Schienenfahrzeug SFZ.
  • Hier wird das zweite Schienenfahrzeug SFZ, das ein Triebzug ist, vom ersten Schienenfahrzeug LOK, das eine DieselLokomotive ist, abgeschleppt.
  • Zu diesem Zweck setzt das erste Schienenfahrzeug LOK ihre Leistung Ploc in eine Traktionsleistung Ptraction um, die zum Abschleppen des Schienenfahrzeugs SFZ dient.
  • Das zweite Schienenfahrzeug SFZ führt während seiner Bewegung eine elektromotorische Bremsung durch, um beim Bremsen des zweiten Schienenfahrzeugs SFZ elektrische Leistung Pbraking zu bilden. Die beim Bremsen gebildete elektrische Leistung Pbra-king wird als Leistung Paux an Hilfsbetriebe HB des zweiten Schienenfahrzeugs SFZ übertragen, um deren Betrieb zu ermöglichen.
  • Die beiden Schienenfahrzeuge LOK und SFZ sind über eine Kupplung KUP miteinander verbunden, die hier über keine elektrische Verbindungsleitung verfügt.

Claims (3)

  1. Verfahren zur Leistungsversorgung von Hilfsbetrieben (HB) eines Schienenfahrzeugs (SFZ), - bei dem ein erstes Schienenfahrzeug (LOK) mit Hilfe seines Antriebs ein mit dem ersten Schienenfahrzeug (LOK) gekoppeltes zweites Schienenfahrzeug (SFZ) bewegt, - bei dem das zweite Schienenfahrzeug (SFZ) während seiner Bewegung eine elektromotorische Bremsung durchführt, um beim Bremsen des zweiten Schienenfahrzeugs (SFZ) elektrische Leistung (Pbraking) zu bilden, - bei dem die beim Bremsen gebildete elektrische Leistung (Pbraking) an Hilfsbetriebe (HB) des zweiten Schienenfahrzeugs (SFZ) übertragen wird, um deren Betrieb zu ermöglichen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, - bei dem die beiden Schienenfahrzeuge (LOK, SFZ) zur Durchführung der Bewegung über eine Kupplung (KUP) miteinander verbunden werden, - wobei die Kupplung (KUP) über eine elektrische Verbindungsleitung (ÜL) verfügt, die die beiden Schienenfahrzeuge (SFZ, LOK) elektrisch miteinander verbindet, - bei dem ein erster Anteil der Leistung (Paux.loc) für die Hilfsbetriebe (HB) des zweiten Schienenfahrzeugs (SFZ) seitens des ersten Schienenfahrzeugs (LOK) gebildet wird und über die Verbindungsleitung (ÜL) vom ersten Schienenfahrzeug (LOK) zum zweiten Schienenfahrzeug (SFZ) gelangt, und - bei dem ein zweiter Anteil der Leistung (Paux) für die Hilfsbetriebe (HB) des zweiten Schienenfahrzeugs (SFZ) seitens des zweiten Schienenfahrzeugs (SFZ) durch das Bremsen gebildet wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - bei dem beim Bremsen eine Traktionsanlage des zweiten Schienenfahrzeugs (SFZ) im Betrieb des elektrischen Bremsens gefahren wird, - bei dem die dabei gebildete elektrische Leistung (Paux) in Zwischenkreise von Traktionsstromrichter des zweiten Schienenfahrzeugs (SFZ) eingespeist wird, - bei dem von dort Hilfsbetriebeumrichter des zweiten Schienenfahrzeugs (SFZ) über eine Zugsammelschiene die Leistung für die Hilfsbetriebe des zweiten Schienenfahrzeugs (SFZ) bereitstellen.
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