SK17822000A3 - Usporiadanie vozidiel - Google Patents

Description

Vynález sa týka usporiadania vozidiel, pozostávajúceho z aspoň dvoch vozidiel, pričom prvé vozidlo je vybavené riadiacim stanovišťom, pohonom spaľovacím motorom, podvozkom pre špeciálny typ komunikácie a spojovacími, ako i obslužnými a riadiacimi zariadeniami pre aspoň jedno ďalšie vozidlo s integrovaným motorom, pričom prvé vozidlo je prípadne vybavené aspoň voliteľne aktivovateľným, prídavným podvozkom pre druhý typ komunikácie alebo je podvozok prvého vozidla odoberateľný a sú upravené úchyty pre aspoň jeden iný podvozok pre druhý typ komunikácie.

Doterajší stav techniky

V stave techniky už boli opísané rôzne konštrukcie vozidiel, ktoré sú premeniteľné pre prevádzku ako koľajové vozidlá, aj ako cestné vozidlá. Napríklad WO 95/29822 predstavuje cestné vozidlo s prídavnými koľajovými jazdnými zostavami, z ktorých jedna má hnaciu jednotku. Vo WO 93/24339 je opísané premeniteľné vozidlo, u ktorého podľa potreby nabieha cestný ťahač na špeciálne koľajové vozidlo, spája sa s ním a potom ťahá príves, dočasne vybaviteľný koľajovými jazdnými zostavami. Okrem toho je premena prívesov cestných vozidiel na koľajové vagóny, prípadne naopak, predmetom mnohých prihlášok, napríklad už uvedenej WO 93/24339, EP 0 323 933 alebo EP 0 487 427. Tieto systémy sú väčšinou dimenzované pre striedavú, preto ale dlhšie trvajúcu prevádzku vždy v jednom type prevádzky - koľajnice alebo cesty, preto tiež neprichádzajú príliš do úvahy ďalšie, prípadne nákladnejšie prestavby alebo prestavovacie procesy. Pre častú a rýchlu postupnú zmenu medzi typmi prevádzky sú tieto systémy nepružné a nákladné.

Ďalej existuje tiež mnoho spisov na tému hybridný pohon, pričom sa vo vozidle pre pohyb striedavo využíva spaľovací motor a elektromotor, prípadne

31599 T ·· ·· ·· · · · · · • ····· · · • · · · · ··· ·· ·· ··· ··· iný pohon. Hybridné pohony sú opäť upravené väčšinou sériovo a majú okrem toho nevýhodu, že musia v každom type prevádzky niesť nadváhu práve neaktívneho hnacieho systému. Elektrické pohony sú pritom na základe batérií alebo akumulátorov veľmi ťažké a majú iba obmedzený jazdný dosah a stúpavosť.

Tiež už boli napríklad v US 3 709 153 B a v US 3 638 579 B navrhované posunovacie ťahače pre železničné vagóny s koľajovým a cestným podvozkom, ktoré pri posune železničného vagónu jazdia na koľajniciach a od miesta posunu a k miestu posunu sa môžu dostať na cestnom podvozku. Tieto posunovacie ťahače sú upravené iba pre krátke trasy a pre vozidlá, ktoré nemajú riadiace stanovište a nie sú samotné poháňané, tieto sa na dlhšej vzdialenosti ťahajú v zostavenom tvare bežnou lokomotívou.

Jedno usporiadanie vozidiel, ako bolo opísané v úvode, je zverejnené v DE 43 05 862 A1, pričom sú dve zvyčajne celkom autonómne vozidlá rovnakého typu spojené kvôli dočasnej tandemovej prevádzke kvôli dosiahnutiu vyššieho výkonu. Pritom sú ale obe vozidlá vybavené úplne, hoci je potrebné vlastne iba jedno riadiace stanovište a jedna sada ovládacích prvkov. Príprava takýchto vozidiel iba na dočasné použitie s inými vozidlami rovnakého typu je celkom nehospodárna.

31599 T • · · · · · ···· ···· ··· • ····· · · ·· · • · · · · « · ····· ·· ··· ·· ·

Podstata vynálezu

Preto je úlohou tohto vynálezu vytvoriť usporiadanie vozidiel, ktoré je vhodné pre jednoduchú a rýchlu, častú obmenu hnacích a podvozkových systémov pre rôzne typy pohonov a komunikácií a hodí sa preto špeciálne pre intermodálnu prevádzku verejných dopravných systémov v mestských oblastiach. Špeciálne by sa malo navrhnúť vozidlo s pohonom striedavo spaľovacím motorom a elektromotorom, ktoré sa špeciálne hodí pre prevádzku vo verejných dopravných systémoch, predovšetkým v mestských oblastiach.

- Na riešenie tejto úlohy je podľa vynálezu navrhnuté, aby aspoň jedno ďalšie vozidlo usporiadania vozidiel bolo vyhotovené ako externá hnacia jednotka bez riadiaceho stanovišťa s aspoň jedným spojovacím zariadením prenášajúcim hnacie a brzdné sily a aspoň jedným rozhraním k obslužným a riadiacim zariadeniam na prvom vozidle. Separátna externá hnacia jednotka, prípadne tiež pri potrebe väčšieho množstva hnacích jednotiek na inak autonómnom vozidle, sa môže použiť pre určité jazdné trasy, napríklad pre ekologickú elektrickú prevádzku vo vnútri mesta, okrem toho na mimomestských trasách vozidlami poháňanými spaľovacím motorom a potrebuje byť spájaná iba kvôli týmto účelom s inak nezávisle poháňaným vozidlom. Pretože sa obsluha a riadenie hnacej jednotky po napojení uskutočňuje z vozidla, môže byť vykonaná veľmi jednoducho a hospodárne a môže teda byť k dispozícii tiež vo väčšom množstve kusov na určitých hraničných miestach pre motorovú alebo elektrickú prevádzku, špeciálne pre verejný dopravný systém. Autobusy so spaľovacími motormi, prevádzkované v slabo osídlených oblastiach, by mohli byť napríklad v husto osídlených oblastiach, napríklad v centre mesta, vedené po výmene podvozku na koľajniciach a spojené s elektrickými hnacími jednotkami. Mohli by byť dokonca vedené spôsobom podzemných dráh na podzemne vedených koľajových trasách. Tiež vzhľadom k stúpavosti by bolo možné optimálne prispôsobenie, pretože sa v prípade strmších komunikácií môže prevádzka uskutočňovať

31599 T • ·· ·· · ·· ···· · · ·· ··· · · ··· · · • ··· · · · · · · · ··· ·· ·· ··· ·· · spôsobom cestného vozidla a v rovných oblastiach spôsobom koľajového vozidla.

Ako už bolo naznačené, je motor integrovaný do externej hnacej jednotky výhodne elektromotor, čím sa môže pozitívne ovplyvniť emisná situácia špeciálne v centrách aglomerácie, kde tiež príprava napájania prúdom, prípadne dobíjanie, nerobia problémy.

Mimoriadne výhodná je forma vyhotovenia externých hnacích jednotiek, podľa ktorej je aspoň jeden zberač prúdu k elektricky vodivému spojeniu opatrený zbernicou alebo vedením prúdu, výhodne povrchovým vedením. Tým odpadá nutnosť ťažkých a priestorovo náročných batérií, prípadne akumulátorov a vzniká okrem toho možnosť využívať už existujúce napájacie zdroje, napríklad povrchové vedenia železníc, prípadne električiek alebo trolejbusov, ako i zbernice v oblasti podzemnej dráhy.

Pre oblasti bez infraštruktúry na napájanie prúdom je samozrejme možnosť, aby bola k dispozícii aspoň jedna batéria, prípadne akumulátor, spojiteľná s elektromotorom, aby sa tiež v týchto oblastiach mohli využívať prednosti elektrického pohonu.

Podľa ďalšieho znaku vynálezu je podvozok externej hnacej jednotky pre ďalší typ komunikácie dimenzovaný ako podvozok prvého vozidla. Tým sa na problémových trasách vzhľadom k typu komunikácie, napríklad na koľajových trasách s mimoriadne silným stúpaním, pripojením hnacej jednotky s lepším alebo iným typom prenosu sily na inú komunikáciu, napríklad cestný podvozok s vyššou prevoditeľnou hnacou a brzdnou silou, môžu tieto problémové trasy prekonať. Potom môže vozidlo hnaciu jednotku opäť odpojiť a autonómne pokračovať v jazde, zatiaľ čo je hnacia jednotka k dispozícii pre ďalšie vozidlo na problémovej trase.

Ak je podľa ďalšej výhodnej formy vyhotovenia vynálezu tiež hnacia jednotka vybavená aspoň jedným prídavným podvozkom pre druhý, iný typ komunikácie, ktorý sa môže voliteľne aktivovať, je tým možná neobmedzená a celkom intermodálna prevádzka. Externá hnacia jednotka môže pritom výhodne

31599 T • ·· ·· · ·· • · · · · ··· · ·· • ··· · · · · ·· · • · · · · · · ··· ·· ·· ··· ·· · tiež pri krátkodobej zmene typu prevádzky vozidla túto zmenu vykonať, takže sa i napriek rozdielnej komunikácii môžu ďalej využívať výhody aktuálneho prevádzkového variantu. Napríklad pri prerušení koľajovej siete môžu byť vozidlá ďalej vedené v cestnej prevádzke, pričom ale môže ekologicky prijateľný elektrický pohon zostať ďalej pripojený a v prevádzke.

Alternatívne k variantu predchádzajúceho odseku a s rovnakými výhodami sa môže tiež upraviť podvozok, aby bol odoberateľný a upravili sa úchyty pre aspoň jeden iný podvozok pre druhý, iný typ komunikácie. Zatiaľ čo sa na prestrojenie vyžaduje určitý čas, môže byť toto často vyvážené výhodou ľahšieho vyhotovenia, pretože sa nemusia so sebou voziť dva podvozky.

Podľa ďalšieho znaku vynálezu sa môže externá hnacia jednotka vyznačovať tiež aspoň jedným integrovaným motorom, ktorý je spojený s podvozkom, prenášajúcim hnacie a brzdné sily na komunikáciu, úchytnou, prípadne ložnou plochou na nesenie vozidla a aspoň jedným spojovacím zariadením k vozidlu a aspoň jedným rozhraním k obslužným a riadiacim zariadeniam na vozidle. Tým tu odpadajú všetky prestavovacie práce na vozidle samotnom a externá hnacia jednotka, ktorá sa až na riadiace a obslužné zariadenia zhoduje so samostatným vozidlom, sa môže optimálne prispôsobiť komunikácii, pre ktorú je upravená.

Ak je doplnkovo k prvému spojovaciemu zariadeniu k dispozícii aspoň jedno ďalšie spojovacie zariadenie k ďalšiemu vozidlu a/alebo k ďalšej externej hnacej jednotke, pričom sú výhodne k dispozícii tiež rozhrania pre obslužné a riadiace zariadenie k ďalšiemu vozidlu a/alebo k ďalšej externej hnacej jednotke, môže sa na určitých trasách vytvoriť druh jazdných súprav z inak autonómnych vozidiel, ktorý na základe vedenia trás alebo špeciálneho typu komunikácie musí alebo môže byť riadený iba jedným vodičom, predovšetkým ekologicky prijateľnejším hnacím systémom externých hnacích jednotiek ako spaľovacím motorom vozidiel.

31599 T

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález bude bližšie vysvetlený prostredníctvom konkrétnych príkladov vyhotovenia znázornených na výkresoch, na ktorých predstavuje:

Obr. 1 vozidlo s pripojenými externými hnacími jednotkami

Obr. 2 vozidlo, ktoré je naložené na hnacej jednotke, vyhotovenej ako separátne vozidlo

Obr. 3 schematické zobrazenie spojenia vozidla s externou hnacou jednotkou

Obr. 4 jazdnú súpravu dvoch vozidiel s dvoma externými hnacími jednotkami.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Na obr. 1 označuje vzťahová značka 1. vozidlo so spaľovacím motorom, tu napríklad nákladný automobil. Predmetný vynález je mimoriadne výhodne použiteľný tiež u autobusov na osobnú dopravu, predovšetkým vo verejnom b

dopravnom systéme. Vozidlo 1. je opatrené podvozkom 2 pre komunikáciu 3, výhodne cestu. Výhodne je ale vybavené druhým podvozkom pre inú komunikáciu, napríklad koľajnice alebo je na zmenu svojho podvozku dimenzované, aby sa mohlo prevádzkovať na rôznych komunikáciách.

Prinajmenšom jedným spojovacím zariadením 4 sa môže vozidlo 1 napájať na externú hnaciu jednotku 5, ktorá sa výhodne zakladá na inom hnacom systéme ako vozidlo 1., je výhodne vybavená elektrickým pohonom. Tento elektrický pohon môže byť napájaný prinajmenšom batériou, akumulátorom alebo výhodne aspoň jedným zberačom 6 prúdu z rozvodnej siete - prípadne napájacej siete, zriadenej už pre prevádzku železnica, električky alebo podzemnej dráhy. Externá hnacia jednotka 5 pritom môže byť rovnako výhodne vybaviteľná rovnakým podvozkom 7 ako vozidlo 1. alebo byť vybavená výmenným podvozkom. Ďalšia alternatíva navrhuje vybaviť externú

31599 T • ·· ·· · ·· • · · ···· ···

Ί • ··· ··· ···· · • · · · · ··· ··· ·· ·· ··· ·· ··· hnaciu jednotu 5 podvozkom pre iný typ komunikácie ako bežné vozidlo 1. má a spájať vozidlo 1. a hnaciu jednotku 5 tiež v prípade, ak sa má vozidlo 1_ prevádzkovať na inej komunikácii.

Cestné nákladné vozidlo môže byť napríklad v určitých oblastiach alebo pre určité trasy prestrojené na koľajovú prevádzku, pričom potom jeho spaľovací motor zostáva mimo prevádzku a pohon sa uskutočňuje iba pre koľajovú prevádzku dimenzovanú externou hnacou jednotku s elektromotorom, výhodne elektromotorom napájaným rozvodnou sieťou. Riadenie uvedenej hnacej jednotky sa uskutočňuje tiež ďalej vozidlom samotným, vychádzajúc cez pre to upravené rozhranie. Aby sa uľahčilo pripojenie a vylepšila sa manipulácia s externými hnacími jednotkami 5, môžu byť tieto opatrené aspoň jedným podporným kolesom 8.

Externá hnacia jednotka 5 sa môže na vozidlo 1_ pripájať buď vpredu alebo vzadu a môžu sa upraviť tiež dve alebo väčšie množstvo hnacích jednotiek, ako je na obr. 1 naznačené druhou, zadnou hnacou jednotkou 9. V tomto prípade by sa mohol na napájanie spojovacieho zariadenia 4 výhodne využívať záves prívesu_x väčšinou upravený na vozidle 1

Ďalšia výhodná forma vyhotovenia je znázornená na obr. 2, kde vozidlo

10. tu napríklad autobus na osobnú dopravu, nabehol na ložnú plochu externej hnacej jednotky 11 a je tam fixovaný. Hnacia jednotka 11 je pritom dimenzovaná takmer ako samostatné vozidlo, iba riadenie a obsluha sa uskutočňuje opäť z vozidla 10, ktoré je aspoň jedným spojovacím zariadením 12 a rozhraním spojené s hnacou jednotkou. Výhodne sú opäť vozidlo 10 a hnacia jednotka 11. dimenzované pre rôzne komunikácie, výhodne je vozidlo 10 vybavené kolesami 13 pre cestnú prevádzku, zatiaľ čo hnacia jednotka 11 je vybavená koľajovými kolesami 14 pre výhodne bežné koľajnice 15 a príslušné podvozky. Tiež hnacie systémy sú výhodne skonštruované rozdielne, pričom má väčšinou cestné vozidlo 10 spaľovací motor a externá hnacia jednotka 11 elektrický pohon. Iba ako príklad je znázornená externá hnacia jednotka 11 bez zberača prúdu, aby sa tiež znázornila možnosť prevádzky s napájaním

31599 T • ·· ·· · ·· ···· ···· ··· • ··· ··· ···· · • ···· · · · ··· ·· ·· ··· ·· ··· z aspoň jednej batérie alebo akumulátora. Výška ložnej plochy hnacej jednotky 11 je zmysluplne vymeraná tak, aby vyrovnávala rozdiel nástupných výšok chodníkov pozdĺž komunikácie externej hnacej jednotky 1_1, napríklad nástupísk pre podzemné dráhy a naloženého cestného vozidla 10, a tak umožňovala bezprekážkovú výmenu cestujúcich na jednej úrovni.

Príklad vyhotovenia pre spojenie medzi vozidlom 1, 10 a hnacou jednotkou 5, 9 alebo 11. ktorý je použiteľný samozrejme pre všetky typy vozidiel a hnacích jednotiek, je znázornený na obr. 3. Hnacia jednotka 5, 9 alebo 11 je pritom vybavená elektricky poháňaným podvozkom s dvoma voľnými kolesami 7 a príslušným elektromotorom 16, ktorý môže svoju energiu odoberať z batérie, akumulátora alebo zberačom prúdu z rozvodnej siete. Na prenos hnacích a brzdných síl sú upravené dve bočné a v pozdĺžnom smere tuhé spojky 17. ktoré ale umožňujú vykyvovanie okolo v podstate horizontálnej osi, ležiacej priečne k smeru jazdy. Hnacia jednotka 5, 9 alebo H je riadená z riadiaceho stanovišťa vozidla 1,10 pomocou výhodne zvláštnych obslužných prvkov, pričom sa prenos signálu môže uskutočňovať v princípe ľubovoľnou cestou, napríklad signálnou zbernicou, optickým alebo akustickým spínačom, napríklad infračerveným diaľkovým ovládaním, rádiovo atď. Na to sú na vozidle 1,1Ρ a na hnacej jednotke 5, 9 alebo 11 upravené vhodné rozhrania 18.

Na obr. 4 je znázornený ešte ďalší výhodný variant vynálezu, u ktorého je väčšie množstvo vozidiel 1 a väčšie množstvo hnacích jednotiek 5 spojené do jazdnej súpravy, ktorá môže byť podľa podvozku vozidiel 1 a hnacích jednotiek prevádzkovaná napríklad na koľajniciach alebo na ceste. Pritom je kvôli rovnomernému rozdeleniu hnacích a brzdných síl a tiež hmotnosti výhodné, ak sa striedajú vždy jedno vozidlo 1 a jedna hnacia jednotka 5.

Následne sa bude jednať tiež o možnosti, že hnacia jednotka a pripojené vozidlo môžu byť u všetkých doteraz opisovaných variantov prevádzkované tiež na rôznych komunikáciách, pričom sa potom tiež môže upustiť od pevného spojenia. Napríklad by mohlo mať cestné vozidlo bez výmeny podvozku pre určité oblasti alebo cesty upnutý elektrický pohon, ktorý ide na koľajniciach

31599 T • ·· ·· · ·· ·· · · ···· ··· ··· · · · · · • ··· · · · · · · · ··· ·· ·· ··· ·· ··· prebiehajúcich vedľa cesty alebo na ceste. Predovšetkým pre autobusy vo verejnej doprave je táto možnosť výhodná, ak sa môže na trasách, na ktorých sú alebo boli vedené tiež električkové trasy, využívať ekologický elektrický pohon pripojiteľných a odpojiteľných elektrických hnacích jednotiek, vedených na týchto koľajniciach.

U všetkých uvedených variantov by sa mohla namiesto riadenia z riadiaceho stanovišťa vozidla uskutočňovať tiež prevádzka bez vodiča s riadením externou hnacou jednotkou zvonka, napríklad indukčnou slučkou v oblasti komunikácie, signalizačným zariadením na kraji jazdnej dráhy, atď. Tento externý vplyv môže byť k dispozícii tiež doplnkovo k riadeniu vodičom a môže sa aktivovať vždy podľa potreby. Externé hnacie jednotky všetkých foriem vyhotovenia môžu byť v prípade potreby rovnako vybavené aspoň jednou riaditeľnou nápravou, prípadne riaditeľnými kolesami.

Claims (8)

1. Usporiadanie vozidiel, pozostávajúce z aspoň dvoch vozidiel, pričom prvé vozidlo je vybavené riadiacim stanovišťom, pohonom výhradne spaľovacím motorom, podvozkom pre špeciálny typ komunikácie a spojovacími, ako i obslužnými a riadiacimi zariadeniami pre aspoň jedno ďalšie vozidlo s integrovaným motorom, pričom prvé vozidlo je prípadne vybavené aspoň jedným voliteľne aktivovateľným prídavným podvozkom pre druhý typ komunikácie alebo je podvozok prvého vozidla odoberateľný a je vybavený úchytmi pre aspoň jeden iný podvozok pre druhý typ komunikácie, pričom je ďalej aspoň jedno ďalšie vozidlo usporiadania vozidiel vyhotovené ako externá hnacia jednotka (5, 9, 11) bez riadiaceho stanovišťa s aspoň jedným spojovacím zariadením (4, 12, 17), prenášajúcim hnacie a brzdné sily, a s aspoň jedným rozhraním (18) k obslužným a riadiacim zariadeniam na prvom vozidle (1, 10), vyznačujúce sa tým, že externá hnacia jednotka (5, 9, 11) bez riadiaceho stanovišťa je vybavená elektromotorom (16), poháňateľným nezávisle od akéhokoľvek typu spaľovacieho motora (1,10).

2. Usporiadanie vozidiel podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že externá hnacia jednotka (5, 9, 11) je vybavená aspoň jedným zberačom (6) prúdu k elektricky vodivému spojeniu elektromotoru (16) so zbernicou alebo vedením prúdu, výhodne povrchovým vedením.

3. Usporiadanie vozidiel podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že v externej hnacej jednotke (5, 9, 11) je k dispozícii aspoň jedna batéria, prípadne akumulátor a sú spojiteľné s elektromotorom (16).

4. Usporiadanie vozidiel podľa aspoň jedného z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúce sa tým, že podvozok (7, 14) externej hnacej jednotky (5,

31599ns T • ·· ·· · ·· ·· · · · · ·· ··· • ··· · · · 9 9 9 9 ··· náhracffiä stfana'··' ·

9, 11) pre iný typ komunikácie je dimenzovaný ako podvozok (2, 13) prvého vozidla (1, 10).

5. Usporiadanie vozidiel podľa nároku 4, vyznačujúce sa tým, že externá hnacia jednotka (5, 9, 11) je vybavená aspoň jedným prídavným podvozkom pre druhý, iný typ komunikácie, tento prídavný podvozok môže byť voliteľne aktivovaný.

6. Usporiadanie vozidiel podľa nároku 4, vyznačujúce sa tým, že podvozok externej hnacej jednotky (5, 9, 11) je odoberateľný a sú upravené úchyty pre prinajmenšom jeden iný podvozok pre druhý, iný typ komunikácie.

7. Usporiadanie vozidiel pozostávajúce z aspoň dvoch vozidiel, pričom prvé vozidlo je vybavené riadiacim stanovišťom, pohonom výhradne spaľovacím motorom, podvozkom pre špeciálny typ komunikácie a spojovacími, ako i obslužnými a riadiacimi zariadeniami pre aspoň jedno ďalšie vozidlo s integrovaným motorom, pričom má ďalšie vozidlo usporiadania úchytnú, prípadne ložnú plochu na nesenie aspoň prvého vozidla (10) usporiadania vozidiel, aspoň jedno spojovacie zariadenie (12) ktomuto nesenému vozidlu (10) a aspoň jedno rozhranie k obslužným a riadiacim zariadeniam na tomto vozidle (10), vyznačujúce sa tým, že externá hnacia jednotka (11) má prinajmenšom jeden integrovaný elektromotor, ktorý je poháňateľný nezávisle od spaľovacieho motora prvého vozidla (10) a je spojený s aspoň jedným podvozkom (14), prenášajúcim hnacie a brzdné sily na komunikáciu.

8. Usporiadanie vozidiel podľa prinajmenšom jedného z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúce sa tým, že doplnkovo k prvému spojovaciemu zariadeniu je k dispozícii prinajmenšom jedno ďalšie spojovacie zariadenie k ďalšiemu vozidlu a/alebo k ďalšej externej hnacej jednotke, pričom sú k dispozícii výhodne tiež rozhrania pre obslužné a riadiace zariadenia k ďalšiemu vozidlu a/alebo k ďalšej externej hnacej jednotke.