DE19742279A1 - Schienenfahrzeug - Google Patents
SchienenfahrzeugInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
- B61D11/00—Mine cars
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
- B61D17/00—Construction details of vehicle bodies
- B61D17/04—Construction details of vehicle bodies with bodies of metal; with composite, e.g. metal and wood body structures
- B61D17/043—Construction details of vehicle bodies with bodies of metal; with composite, e.g. metal and wood body structures connections between superstructure sub-units
- B61D17/045—The sub-units being construction modules
Landscapes
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- Transportation (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug, insbesondere
einen Wagen eines Untertageverbandes mit Laufwerk und
Untergestell, auf dem ein Aufbau für Personen oder Lasten
befestigt ist.
Bekannte Zugverbände für die Beförderung von Personen oder
Material unter Tage weisen eine schwere Lokomotive mit
angehängten oder zwischengesetzten Wagen auf. In
derartigen Zügen ist die angehängte Nutzlast, das heißt
das Wagengewicht und das Materialgewicht immer als Totlast
anzusehen. Damit diese hohe Totlast beschleunigt und vor
allem sicher gebremst werden kann, ist der Einsatz
schwerer Lokomotiven erforderlich. Diese müssen
mit einem prozentualen Traktionsanteil von ca. 40% des
Zuggesamtgewichtes, an der Reibgrenze arbeitend, die
volle Antriebs- und Bremsleistung über die
Lokomotivfahrwerke auf die Schiene übertragen. Die
gesamte Zugmasse setzt sich somit aus der schweren
Lokomotivmasse und der Totmasse zusammen. Beide schweren
Einheiten müssen beschleunigt, gezogen und gebremst
werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein leistungsfähiges
Zugsystem zu schaffen, das schwere Lokomotiven nicht
benötigt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
der Aufbau mindestens zwei einzelne gleiche Module
aufweist, die Personen oder Lasten aufnehmen.
Hierdurch wird die Totmasse ausgenutzt und in
Traktionsmasse umgewandelt, so daß auf den Einsatz
schwerer Lokomotiven verzichtet werden kann. Mit einer
derartigen Umwandlung steigt der prozentuale
Traktionsanteil auf ca. 95% an. Damit wird auch der
erforderliche Reibwert für die Übertragung der vollen
Antriebs- und Bremsleistung drastisch reduziert. Die
Gleit- und Schleuderneigung der Traktionsräder ist nahezu
ausgeschlossen. Vor allem wird die bewegte Zuggesamtmasse
um 30% reduziert. Alle damit verbundenen Kenngrößen
Antriebsleistung, Bremsleistung, Kraftstoffverbrauch,
Verschleiß etc. reduzieren sich entsprechend.
Das erfindungsgemäße Zugkonzept führt zu einem modernen
und leistungsfähigeren System, das die moderne
Antriebstechnik unter Tage nutzt. Der Aufbau aus kleinen
Modulen ermöglicht einen auf jede Verhältnisse optimalen
Zugaufbau, bis hin zu kleinsten, schnellfahrenden
Schienenbussystemen, wenn andere Energiemodule (z. B.
"Wieselmodul") als Energieerzeuger verwendet werden.
Insbesondere sind folgende Vorteile gegeben:
- 1. Der modulare Aufbau ermöglicht eine genaue Abstimmung auf spezielle Betriebsverhältnisse. Mit einheitlichen, gleichen Modulen können längere oder kürzere Wagen- oder Zugverbände aufgebaut werden. Die Investitionskosten für einen hier betrachteten Personenschnellzug berücksichtigen mit diesem System viel stärker die zu befördernde Personenzahl als bei früheren herkömmlichen Zugkonzepten. Zugverbände für geringe Personenzahlen erfordern demnach deutlich geringere Investitionskosten.
- 2. Bei Schäden an einzelnen Modulen können diese leicht ausgetauscht werden. Das senkt die Instandhaltungskosten und erhöht die Flexibilität des Betreibers.
- 3. Durch die angetriebenen Personenwagen wird die gesamte bewegte Masse des Personenzuges um ca. 30% gegenüber herkömmlichen Konzepten reduziert.
- 4. Der Kraftstoffverbrauch reduziert sich um 30%.
- 5. Der Verschleiß der Bremsklötze wird wegen der weniger abzubremsenden Energie um 30% reduziert. Die Aufteilung der Bremskraft auf viele Bremsscheiben (und damit weniger Bremsenergie pro Scheibe bzw. Klötze) erhöht die Lebensdauer der Bremsanlage deutlich.
- 6. Das Traktions- und Bremsgewicht erreicht bei diesem Konzept ca. 95% der Zuggesamtmasse. Bei herkömmlichen Konzepten liegt das Traktions- und und Bremsgewicht nur bei ca. 40% der Zuggesamtmasse.
- 7. Durch die dadurch sehr geringen Traktionskräfte pro Antrieb liegt der erforderliche Reibwert so niedrig, daß ein Durchdrehen und Blockieren der Räder nahezu ausgeschlossen ist.
- 8. Die Aufteilung der Antriebsleistung auf mehrere Antriebseinheiten, Räder etc., belastet die Antriebsteile deutlich weniger und erhöht die Standzeiten.
- 9. Der Dieselmotor wird geringer belastet, dadurch Lebensdauererhöhung.
- 10. Die Beschleunigung und Verzögerung wird deutlich verbessert.
- 11. Der Bremsweg gemäß der Berechnungsmethode nach Epping (incl. 2 sec. Ansprechzeit) beträgt für 120 Personen bei dem herkömmlichen Konzept ca. 75 m und bei dem neuen Triebwagenkonzept nur ca. 50 m.
- 12. Der nach Epping erforderliche Reibwert liegt demnach bei der herkömmlichen Technik bei u = 0,17 und bei der neuen Technik bei unter u = 0,09.
- 13. Wird bisher 130 kW über 4 Achsgetriebe und 8 Räder übertragen, so beträgt die Belastung 16 kW/Rad. Das Triebwagenkonzept mit 6 Personenwagen und einem Energiemodul entsprechend 14 Drehgestellen mit 56 Rädern muß bei gleicher Antriebsleistung nur 2,5 kW/Rad übertragen.
- 14. Das Antriebskonzept bringt deutliche Vorteile über die Betriebssicherheit, eingesparte Wartungszeiten und die wegfallende Reparaturanfälligkeit verschiedener Antriebskomponenten.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen aufgeführt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den
Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher
beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch ein
Personenmodul
Fig. 2 ein Fahrwerksmodul
Fig. 3 ein Last-, Energie- und/oder Antriebsmodul
Fig. 4 ein Verlagerungsmodul oder Untergestellmodul
Fig. 5 einen Personenwagen
Fig. 6 einen Zugverband mit Steuerwagen an beiden
Enden
Fig. 7 einen Zugverband mit Steuermodulen an beiden
Enden.
Der Zugverband besteht aus angetriebenen Personenwagen
1, einem gleichfalls angetriebenen diesel-hydraulischen
oder diesel-elektrischen Energiemodul 2, und den beiden
Steuerwagen 3, die an den beiden Zugenden angeordnet
sind.
Der Zugverband ist aus kleinen Modulen aufgebaut und kann
den unterschiedlichsten Betriebsverhältnissen angepaßt
werden. Die Module sind im einzelnen:
- - Fahrwerksmodul 4 mit Rädern 10, angetrieben hier: Drehgestell
- - Verlagerungsmodul 5 zur Aufnahme der Fahrwerksmodule einerseits und der Personenmodule bzw. der Endmodule andererseits
- - Personenmodul 6 mit Sitzmöglichkeit für 4 Personen
- - Endmodul 7 als Wagenabschluß, Anschlußraum und Stoßfänger
- - Energiemodul 2 zur Erzeugung der Antriebsenergie hier: Hydraulik mit HFC Flüssigkeit oder elektrische Energie
- - Multifunktionsmodul 8 zur Aufnahme eines Schleifkorbes, Werkzeug oder Behälter für Sprengmittel
- - Steuermodul 9 aufsetzbar auf das Untergestell (Verlagerungsmodul) 5.
Bei der hier beschriebenen Version handelt es sich um
einen diesel-hydraulischen Antrieb. Der Dieselmotor
erzeugt über die direkte Verbindung zur Hydraulikpumpe
hydraulische Energie. Über die in den Triebwagen in den
Verlagerungsmodulen 5 untergebrachte, feste Verrohrung
gelangt die Hydraulikflüssigkeit zu den hydraulisch
angetriebenen Drehgestellen. Zwischen den Wagen werden
die Leitungen mit Schläuchen und leckölfreien
Schnellverschlußkupplungen verbunden. Als
Hydraulikflüssigkeit kommt HFC zum Einsatz. Das
Arbeitsdruckniveau liegt in der kurzen
Beschleunigungsphase bei beginnend 250 bar, fallend auf
ca. 100 bar Betriebsdruck. Die Betriebsverhältnisse
entsprechen annähernd denen des aufgeteilten Antrieb bei
Dieselkatzen.
Statt eines diesel-hydraulischen Antriebs kann auch ein
diesel-elektrischer Antrieb angeordnet sein, der einen
Generator und Drehstrommotoren mit integrierten
Wechselrichtern aufweist.
Beide Achsen der Drehgestelle sind über Getriebe und
Achsverbund synchronisiert. Im Drehgestell wird ebenfalls
die Not- und Haltebremse angeordnet, die als hydraulisch
gelüftete Federspeicherbremse arbeitet. Die sehr kleine
erforderliche Leistung pro Antrieb schließt ein
Durchdrehen bzw. Blockieren der angetriebenen Räder
nahezu aus. Deshalb entfallen weitere Maßnahmen zur
Zwangssynchronisation. Die hydraulische Steuerung und
Regelung ist seit mehreren Jahren bereits erfolgreich im
unter Tage Einsatz.
Eine trockene Abgaskühlung verzichtet auf die sonst
üblichen Bauteile zur Wassereinspritzung wie Wassertank,
Filter, Pumpen, Keilriemen, Lager, Düsen und Leitungen
und auf den kompletten Nachtankvorgang. Das entsprechend
größer ausgelegte Kühlersystem stellt dann die max.
Abgasaustrittstemperatur sicher.
Ein neues elektrisches Anlaßsystem ermöglicht das
Stillsetzen und Starten des Dieselmotors im
Bahnhofsbereich aus den Steuerständen des Zuges.
Die Verwendung der neuen elektronischen
Überwachungsanlage (System Wiesel) bietet mittelfristig
die Möglichkeit die für die Maschinenüberwachung
erforderlichen elektronischen Meßstellen zu nutzen und
während einer definierten Betriebsphase in einem
Festmodul zu speichern. So können Meßwerte während der
Betriebsphase erfaßt gespeichert und später ausgewertet
werden. Veränderungen über die Zeit geben Auskunft über
beginnende Fehler und Störungen.
Das Energiemodul 2 enthält u. a. im Rahmen untergebracht:
Einen Dieselmotor mit Luftansaugung, trockenem Abgassystem und elektrischem Anlasser (Optionen), eine Hydraulikpumpe mit Behälter, einen Dieselkraftstoffbehälter, eine Steuerung und eine Leistungsregelung, ein Kühlsystem für Motorkühlwasser, eine elektrische Anlage und elektronische Überwachung und ein geräuschgedämmtes Dieselabteil und ein separates Multifunktionsabteil.
Einen Dieselmotor mit Luftansaugung, trockenem Abgassystem und elektrischem Anlasser (Optionen), eine Hydraulikpumpe mit Behälter, einen Dieselkraftstoffbehälter, eine Steuerung und eine Leistungsregelung, ein Kühlsystem für Motorkühlwasser, eine elektrische Anlage und elektronische Überwachung und ein geräuschgedämmtes Dieselabteil und ein separates Multifunktionsabteil.
Die Triebwagen beinhalten u. a.:
Ein Verlagerungsmodul, ein Fahrwerksmodul als angetriebene Drehgestelle mit einem Federspeicher einer Scheibenbremsanlage, fünf viersitzige Personenmodule mit je einer Schiebetür, zwei Endmodule, spielfrei Kupplungen mit Energieverzehreinrichtungen, ein Belüftungssystem, eine Verrohrung bzw. Verschlauchung der Hydraulik und eine ZIS Anlage (Geber).
Ein Verlagerungsmodul, ein Fahrwerksmodul als angetriebene Drehgestelle mit einem Federspeicher einer Scheibenbremsanlage, fünf viersitzige Personenmodule mit je einer Schiebetür, zwei Endmodule, spielfrei Kupplungen mit Energieverzehreinrichtungen, ein Belüftungssystem, eine Verrohrung bzw. Verschlauchung der Hydraulik und eine ZIS Anlage (Geber).
Die Steuerwagen beinhalten u. a.:
Schwere und stabile Fahrgastzellen, zwei Festradsätze, einen Fahrersitz, eine Einhebel-Steuerung mit Totmannfunktion für Fahren und Bremsen, Anzeigeinstrumente, eine Sicherheitsfahrschaltung, eine Beleuchtungseinrichtung mit Schalter, einen Hörzeichengeber und eine ZIS Anlage (Auswertung).
Schwere und stabile Fahrgastzellen, zwei Festradsätze, einen Fahrersitz, eine Einhebel-Steuerung mit Totmannfunktion für Fahren und Bremsen, Anzeigeinstrumente, eine Sicherheitsfahrschaltung, eine Beleuchtungseinrichtung mit Schalter, einen Hörzeichengeber und eine ZIS Anlage (Auswertung).
Claims (7)
1. Schienenfahrzeug, insbesondere Wagen eines
Untertagezugverbandes mit Laufwerk (4) und Untergestell
(5), auf dem ein Aufbau für Personen oder Lasten befestigt
ist, dadurch gekennzeichnet, daß der
Aufbau mindestens zwei einzelne gleiche Module (2, 6)
aufweist, die Personen oder Lasten aufnehmen.
2. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Module (2, 6, 9) am
Untergestell (5) lösbar befestigt sind.
3. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß auf dem
Untergestell (5) ein Modul (2) befestigt ist, das einen
Energieerzeuger, insbesondere einen Antrieb für das
Fahrzeug aufweist.
4. Schienenfahrzeug nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß am Untergestell (5) die Fahrwerke als Module (4)
befestigt sind.
5. Schienenfahrzeug nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Untergestell als Modul (5) ausgeführt ist.
6. Schienenfahrzeug nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß am vorderen und/oder hinteren Ende des Fahrzeugs ein
Endstück des Aufbaus als Modul (7) ausgeführt ist.
7. Schienenfahrzeug nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß zwei oder mehr Räder (10) jeweils getrennt
voneinander angetrieben sind, wobei pro Rad oder Achse
ein eigener Antrieb besteht.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997142279 DE19742279A1 (de) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | Schienenfahrzeug |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997142279 DE19742279A1 (de) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | Schienenfahrzeug |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19742279A1 true DE19742279A1 (de) | 1999-04-01 |
Family
ID=7843560
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1997142279 Withdrawn DE19742279A1 (de) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | Schienenfahrzeug |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19742279A1 (de) |
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- 1997-09-25 DE DE1997142279 patent/DE19742279A1/de not_active Withdrawn
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Legal Events
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