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AT15564U1 - Schienenfahrzeug und Verfahren zum Betrieb eines Schienenfahrzeuges - Google Patents

Schienenfahrzeug und Verfahren zum Betrieb eines Schienenfahrzeuges Download PDF

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AT15564U1
AT15564U1 ATGM148/2016U AT1482016U AT15564U1 AT 15564 U1 AT15564 U1 AT 15564U1 AT 1482016 U AT1482016 U AT 1482016U AT 15564 U1 AT15564 U1 AT 15564U1
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug (1) mit einem auf Schienenfahrwerken (2, 3) abgestützten Fahrzeugrahmen (4) und einem von einem Motor (5) angetriebenen, hydraulischen Antriebssystem (6). Dieses umfasst einen einem ersten Schienenfahrwerk (2) zugeordneten hydrodynamischen Antrieb (7), sowie einen einem zweiten Schienenfahrwerk (3) zugeordneten hydrostatischen Antrieb (8). Diesem ist eine mit einem Fahrmotor (9) verbundene Fahrpumpe (10) zugeordnet. Der Motor (5) ist für eine höhere Leistungsabgabe - als für den Betrieb des hydrodynamischen Antriebes (7) erforderlich ist- ausgebildet. Dem Motor (5) und dem hydrodynamischen Antrieb (7) ist ein Pumpenverteilgetriebe (11) zwischengeschalten, über welches die Fahrpumpe (10) des hydrostatischen Antriebes (8) zuschaltbar ist. Dies erfolgt in Abhängigkeit eines Reibwertes µ zwischen Schiene (18) und Rad (19).

Description

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG [0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schienenfahrzeug und ein Verfahren zu dessen Betrieb zu schaffen, mit denen eine optimale Leistungsverteilung der Antriebe unter wechselnden Reibwerten zwischen Rad / Schiene erzielt werden kann.
[0006] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Motor für eine höhere Leistungsabgabe - als für den Betrieb des hydrodynamischen Antriebes erforderlich ist - ausgebildet ist, und dass dem Motor und dem hydrodynamischen Antrieb ein Pumpenverteilgetriebe zwischengeschalten ist, über welches die Fahrpumpe des hydrostatischen Antriebes zuschaltbar ist.
[0007] Diese Ausbildung gewährleistet eine sehr gute Übertragung der Antriebsleistung auf die Schiene. Dabei wird besonders unter oft wechselnden äußeren, wetter- und jahreszeitabhängigen Bedingungen und daraus resultierenden Änderungen des Reibwertes eine konstante Leistungsübertragung erzielt. Regen, Schnee und Eis aber auch Verschmutzung durch Schlamm oder Herbstlaub verändern den Reibwert denkbar ungünstig. Durch das erfindungsgemäße Zuschalten des hydrostatischen Antriebes und Antrieb mehrerer Achsen wird ein Durchdrehen aber auch ein Gleiten der Räder zuverlässig vermieden.
[0008] Eine sinnvolle Weiterbildung ist dadurch verwirklicht, dass dem Pumpenverteilgetriebe mindestens eine weitere Hydraulikpumpe zum Betrieb mindestens eines weiteren Hydraulikantriebes für ein Arbeitsaggregat zugeordnet ist.
[0009] Mit einer derartigen Ausbildung können verschiedene Arbeitsaggregate, wie Kran, Hebebühne, Pflug oder auch eine Schneefräse mit einem optimal für den Betrieb für das jeweilige Aggregat ausgelegten, hydraulischen Antrieb angetrieben werden. Der aus Pumpe und Motor bestehende Antrieb kann den speziellen Erfordernissen gemäß dimensioniert werden, sodass ein wirtschaftlicher und leistungsangepasster Betrieb gewährleistet ist.
/6
AT15 564U1 2018-01-15 , österreichisches ' patentamt [0010] Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch die Anwendung eines Verfahrens bei einem erfindungsgemäßen Schienenfahrzeug gelöst, indem - in Abhängigkeit eines Reibungswertes μ zwischen Schiene und Rad - der hydrostatische Antrieb zugeschaltet bzw. weggeschaltet wird.
[0011] Eine besonders vorteilhafte Ausbildung des Verfahrens wird durch folgende Schritte erzielt: a) Feststellen eines sinkenden Reibwertes μ bei Betrieb mit hydrodynamischem Antrieb,
b) Einschalten des hydrostatischen Antriebes durch Einkuppeln der Fahrpumpe und des zweiten Fahrmotors, c) Erhöhen der Leistung des Motors, d) Betrieb des Schienenfahrzeuges mit hydrodynamischem und hydrostatischem Antrieb, e) bei Überschreiten einer kritischen Geschwindigkeit Reduzierung der Leistung des Motors, f) Ausschalten des hydrostatischen Antriebes durch Auskuppeln der Fahrpumpe und des Fahrmotors und g) Betrieb des Schienenfahrzeuges mit hydrodynamischem Antrieb.
[0012] Derartige Verfahrensschritte ermöglichen einen zuverlässigen und sicheren Betrieb des Schienenfahrzeuges, welcher nahezu unabhängig von den bereits genannten, erschwerten Bedingungen durchgeführt werden kann. Ein gleichzeitiges Erhöhen der Motorleistung und Aufteilung dieser Leistung auf den hydrodynamischen und den hydrostatischen Antrieb ermöglicht einen vom ungünstigen Reibwert weitgehend unbeeinflussten Betrieb des Schienenfahrzeuges, wobei stets die erforderliche Adhäsion zwischen Schiene und Rad aufrechterhalten wird. Im höheren Geschwindigkeitsbereich ist eine erhöhte Motorleistung bzw. ein Antrieb auf mehrere Achsen nicht mehr erforderlich, deswegen kann das Schienenfahrzeug energiesparend wieder ausschließlich durch den hydrodynamischen Antrieb angetrieben werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN [0013] Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Es zeigen:
[0014] Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Schienenfahrzeuges, [0015] Fig. 2 ein Antriebsschema des Schienenfahrzeuges und [0016] Fig. 3 ein Geschwindigkeit / Zugkraftdiagramm.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN [0017] In Fig. 1 ist ein als Gleisbaumaschine ausgebildetes Schienenfahrzeug 1 dargestellt. Dieses besteht im Wesentlichen aus einem auf einem ersten und einem zweiten Schienenfahrwerk 2, 3 abgestützten Fahrzeugrahmen 4. Das Schienenfahrzeug 1 weist ein von einem vorzugsweise als Verbrennungskraftmaschine ausgebildeten Motor 5 angetriebenes hydraulisches Antriebssystem 6 auf. Dieses umfasst einen dem ersten Schienenfahrwerk 2 zugeordneten hydrodynamischen Antrieb 7 und einen dem zweiten Schienenfahrwerk 3 zugeordneten hydrostatischen Antrieb 8. Letzterem ist - wie in Fig. 2 ersichtlich - eine mit einem Fahrmotor 9 verbundene Fahrpumpe 10 zugeordnet.
[0018] Der Motor 5 ist für eine höhere Leistungsabgabe - als für den Betrieb des hydrodynamischen Antriebes 7 erforderlich ist - ausgebildet. Dem Motor 5 und dem hydrodynamischen Antrieb 7 ist ein Pumpenverteilgetriebe 11 zwischengeschalten. Über dieses ist die Fahrpumpe 10 des hydrostatischen Antriebes 8 zuschaltbar.
[0019] Dem Pumpenverteilgetriebe 11 ist mindestens eine weitere Hydraulikpumpe 12 zum Betrieb mindestens eines weiteren Hydraulikantriebes 13 für ein Arbeitsaggregat 14 zugeordnet. Beispiele für solche Arbeitsaggregate 14 wären Kran 15, Hebebühne 16 oder Schneefräse 17. Dabei kann die Anzahl der weiteren Hydraulikpumpen 12 insofern variieren, als dass entweder jedem Arbeitsaggregat 14 eine eigene Hydraulikpumpe 12 zugeordnet ist, oder dass eine Hydraulikpumpe 12 abwechselnd eines der Arbeitsaggregate 14 antreibt.
[0020] Im Folgenden wird der Betrieb des Schienenfahrzeugs 1 kurz beschrieben. Der Betrieb erfolgt in Abhängigkeit eines Reibwertes μ zwischen einer Schiene 18 und einem Rad 19, wobei der hydrostatische Antrieb 8 zugeschaltet oder weggeschaltet wird.
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AT15 564U1 2018-01-15 österreichisches
Patentamt [0021] Im Allgemeinen wird das Schienenfahrzeug 1 hauptsächlich mit dem hydrodynamischen Antrieb 7 bewegt. Mit Hilfe einer Messvorrichtung 20 wird der sinkende Reibwert μ festgestellt. Daraufhin erfolgt ein manuelles oder automatisches Einschalten des hydrostatischen Antriebes 8 durch Einkuppeln der Fahrpumpe 10 und des Fahrmotors 9. Bei Erhöhung der Leistung des Motors 5 wird das Schienenfahrzeug 1 jetzt mit hydrodynamischen und hydrostatischen Antrieb 7, 8 betrieben. Bei Überschreiten einer kritischen Geschwindigkeit vK wird die Leistung des Motors 5 wieder reduziert und der hydrostatische Antrieb 8 ausgeschaltet. Dies geschieht durch Auskuppeln der Fahrpumpe 10 und des Fahrmotors 9. Danach wird das Schienenfahrzeug 1 wieder nur mit dem hydrodynamischen Antrieb 7 angetrieben.
[0022] Wie aus dem in Fig. 3 dargestellten Diagramm erkennbar ist, liegt die kritische Geschwindigkeit vK bei etwa 50 km/h. Bis zu diesem Wert ist ein kombinierter Antrieb (hydrodynamisch und hydrostatisch) unter ausreichender Zugkraft Fz möglich. Bei höheren Geschwindigkeiten v genügt bereits ein Reibwert μ = 0,107 um die reduzierte Motorleistung über den hydrodynamischen Antrieb 7 einzusetzen.
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Patentamt
Figure AT15564U1_D0001

Claims (6)

  1. Ansprüche
    1. Schienenfahrzeug (1) mit einem auf Schienenfahrwerken (2, 3) abgestützten Fahrzeugrahmen (4) und einem von einem Motor (5) angetriebenen, hydraulischen Antriebssystem (6), das einen einem ersten Schienenfahrwerk (2) zugeordneten hydrodynamischen Antrieb (7), sowie einen einem zweiten Schienenfahrwerk (3) zugeordneten hydrostatischen Antrieb (8), dem eine mit einem Fahrmotor (9) verbundene Fahrpumpe (10) zugeordnet ist, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (5) für eine höhere Leistungsabgabe als für den Betrieb des hydrodynamischen Antriebes (7) erforderlich ist - ausgebildet ist, und dass dem Motor (5) und dem hydrodynamischen Antrieb (7) ein Pumpenverteilgetriebe (11) zwischengeschalten ist, über welches die Fahrpumpe (10) des hydrostatischen Antriebes (8) zuschaltbar ist.
  2. 2. Schienenfahrzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Pumpenverteilgetriebe (11) mindestens eine weitere Hydraulikpumpe (12) zum Betrieb mindestens eines weiteren Hydraulikantriebes (13) für ein Arbeitsaggregat (14) zugeordnet ist.
  3. 3. Verfahren zum Betrieb eines Schienenfahrzeuges (1) mit einem hydraulischen Antriebssystem (6) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass - in Abhängigkeit eines Reibwertes μ zwischen Schiene (18) und Rad (19) - der hydrostatische Antrieb (8) zugeschaltet bzw. weggeschaltet wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch folgende Schritte,
    a) Feststellen eines sinkenden Reibwertes μ bei Betrieb mit hydrodynamischem Antrieb (7),
    b) Einschalten des hydrostatischen Antriebes (7) durch Einkuppeln der Fahrpumpe (10) und des Fahrmotors (9),
    c) Erhöhen der Leistung des Motors (5),
    d) Betrieb des Schienenfahrzeuges (1) mit hydrodynamischem und hydrostatischem Antrieb (7, 8),
    e) bei Überschreiten einer kritischen Geschwindigkeit vK Reduzierung der Leistung des Motors (5),
    f) Ausschalten des hydrostatischen Antriebes (8) durch Auskuppeln der Fahrpumpe (10) und des Fahrmotors (9) und
    g) Betrieb des Schienenfahrzeuges (1) mit hydrodynamischem Antrieb (7).
    Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
    4/6
    AT15 564U1 2018-01-15 österreichisches
    Patentamt
  5. 5/6
    AT15 564U1 2018-01-15 österreichisches
    Patentamt ία. 3
    Vk V
  6. 6/6
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