DE19824013A1 - Track-guided vehicle system - Google Patents
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Abstract
Description
Zur Erzielung kostengünstiger Transportmittel für den Schienen- und Stra ßennahverkehr wurde schon in der Vergangenheit versucht, Omnibusse oder deren Komponenten für den Betrieb auf der Schiene einzusetzen oder zumindest Omnisbus-Serienteile mit entsprechenden Modifikationen für den Schienenbetrieb tauglich zu machen.To achieve inexpensive means of transport for rail and road Local transport has been tried in the past, buses or to use their components for operation on the rail or at least Omnisbus series parts with corresponding modifications for to make rail operations suitable.
Aus der DE 42 26 924 A1 ist ein Schienenfahrzeug bekannt, das als zweiachsi ges Einzel- oder mehrachsiges Gelenkfahrzeug in Leichtbauweise ausgeführt ist und vorzugsweise in allen wesentlichen Elementen des Kastens und des Antriebs aus Omnibus-Serienteilen besteht. Dabei bestehen die beiden Hälf ten eines Einzelfahrzeuges oder die Endelemente eines Gelenkfahrzeugs im wesentlichen aus dem angetriebenen Nachläufer eines Schubgelenkbusses. Damit wird erreicht, daß unter Verwendung möglichst vieler, jedoch wenig veränderter Bus-Serienelemente die eisenbahn-spezifischen Anforderungen des Fahrweges und der Fahrdynamik erfüllt werden.From DE 42 26 924 A1 a rail vehicle is known, which as a two-axis Single or multi-axle articulated vehicle in a lightweight design is and preferably in all essential elements of the box and the Drive consists of serial bus parts. The two halves exist ten of a single vehicle or the end elements of an articulated vehicle in essentially from the driven follower of a push joint bus. This ensures that using as many as possible, but little Modified bus series elements meet the railway-specific requirements of the route and the driving dynamics.
Die Zusammenstellung eines Schienenzuges aus mehreren dieser bekannten Schienenfahrzeuge ist jedoch nicht vorgesehen, da es sich bei diesem be kannten Schienenfahrzeug um ein selbstfahrendes Einzel- oder Gelenk fahrzeug handelt. Bei einer steifen Kopplung zweier solcher bekannter Schienenfahrzeuge müssten einerseits deren Antriebe genau aufeinander abgestimmt werden und andererseits würden die im regulären Betrieb auf tretenden hohen Zug- und Druckkräfte an den Kopplungsstellen die Anfor derungen an die Strukturfestigkeit der Fahrzeuge erhöhen, so daß der Vor teil der Verwendung von Omnibus-Serienteilen zunichte gemacht würde.The compilation of a rail train from several of these known Rail vehicles is not provided, however, since this is be knew rail vehicle around a self-propelled single or joint vehicle acts. With a rigid coupling of two such known ones On the one hand, rail vehicles would have their drives exactly aligned with one another would be coordinated and on the other hand they would be in regular operation occurring high tensile and compressive forces at the coupling points Changes in the structural strength of the vehicles increase, so that the Vor part of the use of serial bus parts would be destroyed.
Des weiteren ist aus der FR 27 06 406 ein Modulaufbau einer sowohl zum Aufbau eines Schienen- als auch Straßenfahrzeuges verwendbaren Karosse rie bekannt. Dabei besteht ein Fahrzeug aus einem Basismodul, welches ei nen Rahmen mit wenigstens einer Türöffnung aufweist. Als zweites und drittes Modul wird ein Chassis bzw. ein Dachmodul verwendet. Mit diesem. bekannten Modulsystem kann die Konstruktion und Reparatur von Karosse rien von damit aufgebauten Schienen- oder Straßenfahrzeugen verkürzt werden.Furthermore, from FR 27 06 406 a module structure is used both for Construction of a body that can be used for both rail and road vehicles known. A vehicle consists of a basic module, which is has a frame with at least one door opening. Second and third module, a chassis or a roof module is used. With this. well-known module system can design and repair body of rail or road vehicles built with it become.
Dieses bekannte Modulsystem weist jedoch den Nachteil auf, daß ein mit diesen Modulen aufgebautes Straßenfahrzeug, beispielsweise ein Omnibus eine höhere mechanische Steifigkeit aufweist, als eigentlich für den Stra ßenbetrieb erforderlich wäre. Daraus folgt jedoch, daß die Herstellkosten für einen mit solchen Modulen aufgebauter Omnibus höher liegt als ein vergleichbarer Omnibus, der lediglich die für den Straßenverkehr üblichen mechanischen Steifigkeitsanforderungen erfüllt. So ist beispielsweise aus der US 50 66 067 ein Modulsystem zum Aufbau von Straßenfahrzeugen, ins besondere Omnibussen bekannt.However, this known module system has the disadvantage that a with road vehicle constructed using these modules, for example an omnibus has a higher mechanical stiffness than actually for the road operation would be required. However, it follows that the manufacturing cost for a bus built with such modules is higher than one comparable bus, which is only the usual for road traffic mechanical rigidity requirements met. For example, is out US 50 66 067 a modular system for building road vehicles, ins special buses known.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein spurgeführtes Fahrzeugsystem, insbesondere ein Schienenfahrzeugsystem anzugeben, das es einerseits erlaubt, die spurgeführten Fahrzeuge mit möglichst unverän dernden Omnibus-Serienteilen aufzubauen und andererseits diese spurge führten Fahrzeuge durch Verkoppeln zu einem Schienenzug bzw. Fahrzeug verbund zusammenzustellen.The object of the present invention is a track-guided Vehicle system, in particular to specify a rail vehicle system that on the one hand, it allows the track-guided vehicles to be as unchanged as possible to set up changing bus series parts and on the other hand these spurge led vehicles by coupling to a rail train or vehicle put together.
Diese Aufgabe wird durch ein spurgeführtes Fahrzeugsystem, insbesondere ein Schienenfahrzeugsystem gelöst, das aus selbstfahrenden Grundeinhei ten besteht, welche mit im wesentlichen jeweils aus Omnibus-Serienteilen bestehenden Modulen aufgebaut sind und die einzelnen Grundeinheiten zwecks Zusammenstellung eines Fahrzeugverbundes bzw. eines Schienen zuges im wesentlichen zug- und druckkraftfrei verkoppelt werden. Jede Grundeinheit besitzt daher eine eigene Antriebseinheit.This task is accomplished by a track-guided vehicle system, in particular solved a rail vehicle system based on self-propelled basic units ten, which essentially consists of omnibus series parts existing modules are built and the individual basic units for the purpose of putting together a group of vehicles or rails zuges are essentially coupled without tensile and compressive force. Each The basic unit therefore has its own drive unit.
Der wesentlichste Vorteil des erfindungsgemäßen spurgeführten Fahrzeug systems bzw Schienenfahrzeugsystems besteht darin, daß die aus Omnibus- Serienteilen bestehenden Module nahezu ohne konstruktive Modifikationen für ein als Grundeinheit dienendes spurgeführten Fahrzeuges bzw. Schie nenfahrzeug verwendbar sind, da sich die bei der üblichen Verwendung von mechanischen, Druck- und Zugkräfte übertragenden Kopplungen erforderli chen hohen Anforderungen an die Strukturfestigkeit des spurgeführten Fahrzeuges bzw. Schienenfahrzeuges verringern, das heißt, die Strukturfe stigkeit der erfindungsgemäßen Grundmodule weitestgehend den straßen spezifischen Anforderungen hinsichtlich der Steifigkeit entsprechen.The main advantage of the track-guided vehicle according to the invention systems or rail vehicle systems consists in that the omnibus Series parts existing modules with almost no design modifications for a track-guided vehicle or shooting serving as a basic unit NEN vehicle can be used, as in the usual use of mechanical couplings that transmit pressure and tensile forces are required high demands on the structural strength of the track-guided Reduce vehicle or rail vehicle, that is, the Structural Fe strength of the basic modules according to the invention largely the streets meet specific rigidity requirements.
Durch die Verwendung von Omnisbus-Serienteilen zum Aufbau eines für den Schienennahverkehr geeigneten Schienenfahrzeugsystems ergeben sich damit auch Kostenvorteile aufgrund der nunmehr möglichen höheren Se rienstückzahl. In gleicher Weise gilt dies auch für spurgeführte Fahrzeuge.By using Omnisbus series parts to build one for the Appropriate rail vehicle systems result from local rail transport thus also cost advantages due to the now higher Se number of units. In the same way, this also applies to track-guided vehicles.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann die zug- und druckkraftfreie Kopplung mittels einer längselastischen Führung, vor zugsweise mittels zwei solcher Führungen, die jeweils an einer Grundeinheit gelenkig befestigt sind, realisiert werden. Durch die Längsverschiebbarkeit der Führungen werden keine Zug- und Druckkräfte zwischen den selbstfah renden Grundeinheiten übertragen. Die damit erzielten Vorteile bestehen darin,, daß über die Führungen oder daran befestigt eine Energie- und/oder Signalübertragung erfolgen kann. Weiterhin begrenzen diese Führungen gleichzeitig bei Ausfall des Antriebs oder der Bremse einer oder mehrerer der Grundeinheiten den relativen Abstand zwischen den betroffenen Grundeinheiten und wirken somit als Endanschlag bzw. Notpuffer. Die Füh rungen sind ebenso als Abschleppvorrichtung für einen Notbetrieb nutzbar.According to an advantageous embodiment of the invention, the tensile and compression-free coupling by means of a longitudinally elastic guide preferably by means of two such guides, each on a basic unit are articulated, can be realized. Due to the longitudinal displaceability the guides are no tensile and compressive forces between the self basic units. The advantages achieved with it exist therein ,, that over the guides or attached to it an energy and / or Signal transmission can take place. Furthermore, these tours limit at the same time in the event of a drive or brake failure of one or more of the basic units the relative distance between the affected Basic units and thus act as an end stop or emergency buffer. The lead stanchions can also be used as a towing device for emergency operation.
Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der zug- und druckkraftfreien Kopplung zwischen zwei Grundeinheiten besteht in einer nicht mechanischen Kopplung, in dem Sinn, daß mehrere Grundeinheiten im Ko lonnenbetrieb - also unter Verzicht jeglicher mechanischer Verbindung zwi schen den Grundeinheiten - geführt werden. Durch die Verwendung einer nicht-mechanischen Kopplung anstelle einer Druck- und Zugkräfte übertra genden, mechanischen, aufwendig herzustellenden Kopplung werden Fer tigungskosten reduziert, da ausschließlich elektronische Komponenten vor gesehen sind.Another advantageous development of the tensile and compressive force-free There is no coupling between two basic units mechanical coupling, in the sense that several basic units in the Ko lonne operation - ie without any mechanical connection between between the basic units. By using a non-mechanical coupling instead of compressive and tensile forces mechanical, complex to produce coupling Fer production costs are reduced because only electronic components are available are seen.
Aufgrund der Verwendung des Omnibuskonzeptes mit nur an einem Ende des Fahrzeuges vorgesehenen Fahrerkabine werden zur Bildung eines zwei teiligen Fahrzeugverbundes als kleinste Verbundeinheit zwei solcher Grund einheiten spiegelsymmetrisch miteinander verkoppelt. Die Spiegelsymme trie ergibt sich dadurch, daß die Grundeinheiten an den Enden gekoppelt werden, die nicht die Fahrerkabinen aufweisen. In vorteilhafter Weise er gibt sich damit ein Gewinn an Raum für die Fahrgäste, da der Platz für den zweiten Fahrerplatz diesen zur Verfügung steht. Ebenso entfallen kostenin tensive Modifikationen des durch den Motor beanspruchten Bauraumes zur Aufnahme eines zweiten Fahrerplatzes.Due to the use of the omnibus concept with only one end the driver's cab provided to form a two partial vehicle network as the smallest network unit two such reason units coupled mirror-symmetrically. The mirror symmetry trie results from the fact that the basic units are coupled at the ends that do not have the driver's cab. Advantageously, he there is thus a gain in space for the passengers, since the space for the second driver's seat is available. Costs are also eliminated aggressive modifications of the installation space required by the engine Admission of a second driver's seat.
Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird zum Aufbau eines als Grundeinheit dienenden spurgeführten Fahrzeuges bzw. Schienenfahrzeuges als Modul ein Omnibus-Serienteil, nämlich ein Om nibuskasten mit integriertem Boden, Seiten-, Fahr- und Heckteil verwendet. Damit kann ein Modulteil, das zunächst nur für einen Straßenomnibus vor gesehen ist, gleichzeitig auch zum Aufbau eines spurgeführten Fahrzeuges bzw. Schienenfahrzeuges verwendet werden, ohne irgendwelche techni sche Modifikationen vornehmen zu müssen. Dies gelingt unter anderem durch die spiegelsymmetrische Ausrichtung der Grundeinheiten zueinander, da jede Grundeinheit gegenüber einem Straßenomnibus nur einen leicht modifizierten Fahrerplatz benötigt und kostenintensive Modifikationen der Omnibus-Heckeinheit, in die in der Regel der Antrieb integriert ist, entfallen. Dies betrifft damit gleichzeitig die Antriebseinheit, die weitgehend ohne Modifikationen vom Omnibus übernommen werden kann, dagegen ist das Getriebe vom Omnibus mit einem Wechselgetriebe für den Zweirichtungs betrieb zu ergänzen. Die mechanische Schnittstelle vom Omnibus zum Schienenfahrzeug oder allgemein spurgeführten Fahrzeug wird dadurch lediglich durch die Ankopplung eines Schienenfahrzeug-Radsatzfahrwerkes an das Omnibus-Chassis beschrieben. Für den Betrieb auf Schienen und zur Erhöhung des Bremsvermögens kann das Radsatzfahrwerk dann mit einer Magnetschienenbremse versehen werden.In a further preferred embodiment of the invention for the construction of a track-guided vehicle serving as a basic unit or rail vehicle as a module an omnibus series part, namely an om bus case with integrated base, side, driving and rear section used. This means that a module part that is initially only available for a street bus is seen, at the same time to build a track-guided vehicle or rail vehicle can be used without any techni need to make any modifications. Among other things, this succeeds due to the mirror-symmetrical alignment of the basic units to each other, since each basic unit is only one easy compared to a street bus modified driver's seat required and costly modifications of the There is no need for a rear bus unit, in which the drive is usually integrated. This also affects the drive unit, which is largely without Modifications from the omnibus can be taken over, that's against it Transmission from the bus with a change gear for the bidirectional operation to complement. The mechanical interface from the bus to the Rail vehicle or generally track-guided vehicle is thereby only by coupling a rail vehicle wheelset undercarriage to the bus chassis. For operation on rails and for The wheelset chassis can then increase braking power with a Magnetic rail brake can be provided.
Ein weiteres Omnibus-Serienteil als Modul zum Aufbau des erfindungs gemäßen Schienenfahrzeuges stellt demnach ein Omnibus-Chassis dar, das zur Aufnahme eines Schienenradsatzes entsprechend modifiziert wird. Je doch müssen nur minimale konstruktive Änderungen dabei vorgenommen werden, da - wie schon oben ausgeführt wurde - auf die bei Verwendung einer üblichen, Druck- und Zugkräfte übertragenden mechanischen Kopp lung erforderliche hohe mechanische Steifigkeit der Konstruktion verzich tet werden kann. Another omnibus series part as a module for building the invention rail vehicle represents a bus chassis that is modified accordingly to accommodate a rail wheel set. Each however, only minimal design changes have to be made as - as already explained above - on the use a conventional mechanical coupling that transmits pressure and tensile forces high mechanical rigidity of the construction can be tet.
Die anstelle der üblichen, Druck- und Zugkräfte übertragenden mechani schen Kopplung vorgesehene elektronische Kopplung erfordert in jeder Grundeinheit Mittel zur Abstands- und Geschwindigkeitskontrolle, damit wenigstens zwei spurgeführte Fahrzeuge bzw. Schienenfahrzeuge eine kleinste Verbundeinheit bilden können. Hierzu muß der Abstand zwischen zwei zweirichtungsfähigen, hintereinander fahrenden Grundeinheiten und deren Relativgeschwindigkeiten, und vorzugsweise auch deren Beschleuni gungen erfaßt und zur Antriebs- bzw. Bremsregelung benutzt werden, so daß die Fahrzeuge im relativen Bremsabstand zueinander fahren können. Zur Erfassung des Abstandes und der Relativgeschwindigkeit können vor zugsweise Infrarotsensoren, Radarsensoren oder Bildverarbeitungstechni ken eingesetzt werden. Des weiteren können zur Erfassung dieser Größen auch die Informationen von Zugleit- und Sicherungssystemen, wie sie bei spielsweise bei einem funkbasierten Fahrbetrieb vorhanden sind, verwen det werden.The mechani instead of the usual pressure and tensile forces Electronic coupling required in each requires Basic unit means for distance and speed control, so at least two track-guided vehicles or rail vehicles one can form the smallest composite unit. The distance between two bidirectional basic units and one behind the other their relative speeds, and preferably also their accelerations conditions detected and used for drive or brake control, so that the vehicles can drive at a relative braking distance to each other. To record the distance and the relative speed, you can preferably infrared sensors, radar sensors or image processing technology ken can be used. Furthermore, these quantities can be recorded also the information from train control and protection systems, as with are available for example in a radio-based driving mode be det.
Schließlich muß zur Realisierung der erfindungsgemäß vorgesehenen elek tronischen Kopplung jede Grundeinheit Mittel zur Abstandsregelung auf weisen, die die Abstands- und Geschwindigkeitsgrößen verarbeiten um hier aus den Abstand zwischen den Grundeinheiten im Fahrzeugverbund anhand dieser Informationen zu regeln. Die Regelung beeinflußt vorzugsweise die Einspritzpumpe des vorzugsweise als Antriebseinheit eingesetzten Diesel motors einer Grundeinheit, die Leistungsübertragung und die Bremsen.Finally, in order to implement the elec tronic coupling each basic unit means for distance control points that process the distance and speed quantities around here based on the distance between the basic units in the vehicle network regulate this information. The regulation preferably affects the Injection pump of the diesel, which is preferably used as the drive unit motors of a basic unit, the power transmission and the brakes.
Bei der Realisierung der zug- und druckkraftfreien Kopplung als elektroni sche Kopplung weist vorzugsweise jede Grundeinheit zum Aufbau einer Funkverbindung zwischen den Grundeinheiten aktive Sende- und Emp fangsanlagen auf, wodurch ein Informationsaustausch zwischen den Grund einheiten eines Fahrzeugverbandes sichergestellt ist.When realizing the coupling without tension and pressure force as electronic cal coupling preferably has each basic unit to build a Radio connection between the basic units active transmission and emp interception systems, creating an exchange of information between the reason units of a vehicle association is ensured.
Bei der Realisierung der zug- und druckkraftfreien Kopplung mittels längse lastischer Führung können Mittel vorgesehen werden, um Informationen und Energie zwischen den Grundeinheiten eines Schienenzuges bzw. Fahr zeugverbundes zu übertragen.When realizing the coupling free of tensile and compressive forces by means of longitudinal Elastic leadership can provide funds to information and energy between the basic units of a train or train to transfer witness group.
Das erfindungsgemäße Schienenfahrzeugsystem läßt sich auch mit Vorteil für mechanisch spurgeführte Fahrzeuge mit Gummibereifung, wie bei spielsweise Peoplemover für Flughäfen einsetzen, die dann ebenfalls aus selbstfahrenden Grundeinheiten bestehen, die jeweils aus im wesentlichen aus Omnibus-Serienteilen bestehenden Modulen aufgebaut sind und über eine nicht-mechanische Kopplung verkoppelt werden.The rail vehicle system according to the invention can also be used with advantage for mechanically track-guided vehicles with rubber tires, as with for example, use people movers for airports, which then also run out self-propelled basic units, each consisting of essentially modules made up of serial bus parts are built and over a non-mechanical coupling can be coupled.
Im folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnungen dargestellt und erläutert werden.In the following the invention is illustrated with reference to the drawings and are explained.
Hierbei zeigenShow here
Fig. 1 ein als Grundmodul dienendes Schienenfahrzeug gemäß dem erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugsystem, Fig. 1 serving as a basic module rail vehicle according to the inventive system rail vehicle,
Fig. 2 zwei mit einer nicht-mechanischen Kopplung verbundene er findungsgemäße Schienenfahrzeuge, Fig. 2, two associated with a non-mechanical coupling he invention modern rail vehicles,
Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Schienenzuges gemäß dem erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugsystem, Fig. 3 shows a further embodiment of a railway train according to the inventive system rail vehicle,
Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Schienenzuges des erfin dungsgemäßen Schienenfahrzeugsystems mit vier mit einen verkoppelten als Grundeinheiten dienende Schienen fahrzeugen,4 shows a further embodiment vehicles. A railway train to the invention of the OF INVENTION rail vehicle system having four coupled with a serving as basic units rails,
Fig. 5 ein Blockdiagramm zur Erläuterung der Funktion der An standsregelung zweier nicht-mechanisch verkoppelter Schie nenfahrzeuge des erfindungsgemäßen Schienenfahr zeugsystems, Fig. 5 is a block diagram for explaining the function of the on level control of two non-mechanical shift of coupled nenfahrzeuge of the rail vehicle according to the invention generating systems,
Fig. 6 ein Blockschaltbild zur Darstellung eines weiteren Ausfüh rungsbeispieles einer Abstandsregelung mehrerer nicht mechanisch verkoppelter Schienenfahrzeuge, Fig. 6 is a block diagram showing another example of exporting approximately a distance control of several non-mechanical of coupled rail vehicles,
Fig. 7 ein Schienenfahrzeug- Radsatzfahrwerk eines Grundmoduls des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugsystems, und Fig. 7 is a rail vehicle Radsatzfahrwerk of a basic module of the rail vehicle system according to the invention, and
Fig. 8 eine zug- und druckkraftfreie Kopplung für zwei Grundeinhei ten mittels längselastischer Führungen. Fig. 8 is a tensile and compressive force-free coupling for two Grundeinhei th by means of longitudinally elastic guides.
In den Figuren werden einander entsprechende Teile oder Funktions gruppen mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts or functions are shown in the figures groups with the same reference numerals.
Fig. 1 zeigt in einer Explosionsdarstellung ein als Grundheinheit dienendes Schienenfahrzeug 1 des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugsystems. Da bei dient ein Omnibuskasten 5, der ein Omnisbus-Serienteil darstellt, gleich zeitig als Wagenkasten für das Schienenfahrzeug. In diesen Wagenkasten 5 sind ein Fahrerteil 7, ein Passagierteil 8 und ein die Antriebseinheit 17, bei spielsweise einen Dieselmotor aufnehmendes Heckteil 9. Des weiteren sind in den Passagierteil 8 Seitenteile 11, Bodenteile 12 sowie Dachteile 10 inte griert. Fig. 1 serving as a base oparation railway vehicle 1 shows the rail vehicle system according to the invention in an exploded view. Since an omnibus box 5 , which represents an Omnisbus series part, serves simultaneously as a car body for the rail vehicle. In this car body 5 are a driver part 7 , a passenger part 8 and a drive unit 17 , for example a rear part 9 receiving a diesel engine. Furthermore, 8 side parts 11 , floor parts 12 and roof parts 10 are inte grated in the passenger part 8 .
Dieser Wagenkasten 5 wird auf ein Omnibus-Chassis 6 gesetzt, das aus einem Tragwerk 15, einem Schienenradsatz 16, einem Getriebe 18 und einer An triebseinheit 17 aufgebaut ist, wobei das Tragwerk 15 und die Antriebsein heit weitestgehend einem Omnibus-Serienteil entspricht. Das Getriebe als Serienteil eines Omnibusses ist mit einem Wechselgetriebe für den Zwei richtungsbetrieb zu ergänzen, das dann als Getriebe 18 für das Tragwerk 15 einsetzbar ist. Die mechanische Schnittstelle vom Omnibus zum Schienen fahrzeug 1 stellt das Schienenfahrzeug-Radsatzfahrwerk 16 dar, das aus Schienenrädern mit Achse, einem Fahrschemel und einer Federung besteht, und an das Tragwerk 15 angekoppelt wird. Ein solches Radsatzfahrwerk ist beispielhaft in Fig. 7 dargestellt und wird weiter unten beschrieben. Zur Erhöhung des Bremsvermögens kann das Radsatzfahrwerk 16 mit einer Ma gnetschienenbremse versehen werden (in Fig. 1 nicht dargestellt).This car body 5 is placed on an omnibus chassis 6 , which is composed of a supporting structure 15 , a rail wheel set 16 , a gear 18 and a drive unit 17 , the supporting structure 15 and the driving unit largely corresponding to an omnibus series part. The transmission as a series part of a bus is to be supplemented with a change gear for two-way operation, which can then be used as a transmission 18 for the structure 15 . The mechanical interface from the bus to the rail vehicle 1 represents the rail vehicle wheelset chassis 16 , which consists of rail wheels with an axle, a subframe and a suspension, and is coupled to the supporting structure 15 . Such a wheelset chassis is shown by way of example in FIG. 7 and is described further below. To increase the braking capacity, the wheelset bogie 16 can be provided with a magnetic rail brake (not shown in FIG. 1).
Schließlich weist der Wagenkasten 5 eine an dessen beiden Enden ange ordnete Notfall-Abschleppvorrichtung 14 auf. Diese Notfall-Abschlepp vorrichtung 14 kann auch am Omnibus-Chassis 6 (in Fig. 1 nicht dargestellt) angebracht werden.Finally, the car body 5 has an emergency towing device 14 arranged at both ends thereof. This emergency towing device 14 can also be attached to the omnibus chassis 6 (not shown in FIG. 1).
Das Schienenfahrzeug 1 ist somit aus Modulen aufgebaut, die denen eines Standard-Omnibusses entsprechen, wobei aufgrund des Verzichtes auf eine mechanische Kopplung nur wenige Änderungen an den Fahrzeugaufbauten sowie an den Antriebs- und Fahrwerkkomponenten vorgenommen werden müssen. Denn aufgrund des Verzichtes auf eine mechanische Verbindung zwischen zwei hintereinander fahrenden Grundeinheiten müssen nicht die an sich üblichen hohen Anforderungen an die Strukturfestigkeit der Fahr zeugaufbauten und des Chassis erfüllt werden. Vielmehr reicht es aus, die für den Straßenbetrieb üblichen Anforderungen an die Fahrzeugsteifigkeit zu erfüllen.The rail vehicle 1 is thus constructed from modules which correspond to those of a standard bus, with only a few changes to the vehicle bodies and to the drive and chassis components having to be made due to the absence of a mechanical coupling. Because the absence of a mechanical connection between two basic units traveling in series does not mean that the inherently high requirements for the structural strength of the vehicle bodies and the chassis do not have to be met. Rather, it is sufficient to meet the vehicle rigidity requirements that are usual for road operation.
Mit dem erfindungsgemäßen Schienenfahrzeug 1, im Grunde ein zwei richtungsfähiges Solobusfahrzeug, das mit einem einem Straßenfahrzeug entsprechenden Antriebs- und Fahrplatzprinzip ausgestattet ist, können Schienenzüge zusammengestellt werden, wobei als kleinste Verbundeinheit zwei solcher Schienenfahrzeuge nicht-mechanisch, also elektronisch mitein ander verkoppelt werden. Diese kleinste Verbundeinheit zeigt Fig. 2, bei der die elektronische Kopplung mit einem Bezugszeichen 20 angedeutet ist. Mit dieser Kopplung 20 wird ein auf Gleisen 13 in Richtung 26 vorausfahren des Schienenfahrzeug 1a mit einem diesem nachfolgenden Schienenfahr zeug 1b gekoppelt. Bei dieser Fahrzeugeinheit 2 fährt das nachfolgende Fahrzeug 1b in rückwärtige Richtung, was jedoch keinen Nachteil darstellt, da dieses Fahrzeug aufgrund der nicht-mechanischen Kopplung 20 fahrerlos ist.With the rail vehicle 1 according to the invention, basically a two-way solo bus vehicle, which is equipped with a drive and driving station principle corresponding to a road vehicle, rail trains can be put together, with the smallest unit being two such rail vehicles being coupled non-mechanically, that is to say electronically, to one another. This smallest composite unit is shown in FIG. 2, in which the electronic coupling is indicated with a reference number 20 . With this coupling 20 is a on track 13 in direction 26 of the rail vehicle 1 a coupled with a rail vehicle 1 b following this. In this vehicle unit 2 , the following vehicle 1 b travels in the rearward direction, but this is not a disadvantage since this vehicle is driverless due to the non-mechanical coupling 20 .
Die Fig. 3 und 4 zeigen weitere Kombinationsmöglichkeiten der Zusam menstellung von als Grundeinheiten dienenden Schienenfahrzeugen 1. In Fig. 3 werden drei solcher Grundeinheiten zu einem Schienenzug zusam mengestellt, wobei eine nachfahrende Verbundeinheit 2, die derjenigen gemäß Fig. 2 entspricht, mit einem in Fahrtrichtung 26 vorausfahrenden Grundeinheit 1a verkoppelt ist. FIGS. 3 and 4 show other possible combinations of the assortment of drugs and together serving as basic units rail vehicles 1. In Fig. 3 three such basic units are put together to form a rail train, a trailing unit 2 , which corresponds to that according to FIG. 2, is coupled to a basic unit 1 a traveling in the direction of travel 26 .
In der letzten gemäß Fig. 4 gezeigten Variante werden zwei entsprechend Fig. 2 zusammengestellte Verbundeinheiten 2a und 2b verkoppelt, so daß dieser Schienenzug aus Vier Grundeinheiten 1 entsprechend Fig. 1 besteht.In the last variant shown in FIG. 4, two composite units 2 a and 2 b assembled according to FIG. 2 are coupled, so that this rail train consists of four basic units 1 according to FIG. 1.
Die Vorteile einer nicht-mechanischen Kopplung ergeben sich, wie schon oben ausgeführt wurde, im wesentlichen daraus, daß nunmehr auf eine bei einer üblichen mechanischen Kopplung erforderlichen höheren Fahrzeug steifigkeit aufgrund der an der Kopplungsstelle auftretenden großen Zug- und Druckkräfte verzichtet werden kann. Weitere Vorteile ergeben sich auch aufgrund der größeren Flexibilität bei der Zugbildung der Fahrzeug einheiten entsprechend der benötigten Beförderungskapazität. Dadurch ergeben sich Kosteneinsparungen beim Energieverbrauch aufgrund optima ler Anpassung an die Beförderungskapazität. Schließlich ist es vorstellbar, im Rangierbetrieb Personal einzusparen, womit ein automatischer Fahrbetrieb im Regionalbereich, also ein fahrerloser Betrieb ermöglicht wird. Weiterhin ist es vorstellbar, daß während des Betriebes mit den selbstfahrenden Grundeinheiten eine Zugbildung vorgenommen werden kann.As before, the advantages of a non-mechanical coupling arise was carried out above, essentially from the fact that now at a a conventional mechanical coupling required higher vehicle stiffness due to the large tensile forces occurring at the coupling point and pressure forces can be dispensed with. There are further advantages also due to the greater flexibility in the train formation of the vehicle units according to the required transport capacity. Thereby there are cost savings in energy consumption due to optima Adaptation to the transport capacity. After all, it is conceivable in Shunting operations to save personnel, with which an automatic driving operation in the regional area, i.e. driverless operation is made possible. Farther it is conceivable that during operation with the self-propelled Basic units a train formation can be made.
Die zur Realisierung einer nicht-mechanischen Kopplung erforderlichen elektronischen Einheiten sind nun im Zusammenhang mit Fig. 5 dargestellt und erläutert. Um einen geschwindigkeitsabhängigen, sicheren Abstand zwischen den zu koppelnden Grundeinheiten einzuhalten, muß der Abstand zwischen diesen Einheiten und vorzugsweise deren Relativgeschwindigkeit und Beschleunigung erfaßt und zur Antriebs- bzw. Bremsregelung benutzt werden. Hierzu weisen die Grundeinheiten, insbesondere die der voraus fahrenden Grundeinheit 1a nachfolgenden Grundeinheit 1b ein Sensor modul 21 auf, wobei Infrarotsensoren oder Radarsensoren oder sonstige Bildverarbeitungstechniken zur Erfassung des Abstandes eingesetzt werden können.The electronic units required to implement a non-mechanical coupling are now shown and explained in connection with FIG. 5. In order to maintain a safe, speed-dependent distance between the basic units to be coupled, the distance between these units and preferably their relative speed and acceleration must be recorded and used for drive or brake control. For this purpose, the basic units, in particular the basic unit 1 b following the basic unit 1 a traveling ahead, have a sensor module 21 , it being possible for infrared sensors or radar sensors or other image processing techniques to be used to detect the distance.
Ferner können zur Informationserfassung die zur Zeit bei der Deutschen Bahn AG angewandten Methoden zur Erfassung der Geschwindigkeit (beispielsweise Beschleunigungs- und Drehzahlsensoren) benutzt werden. Schließlich kann auch auf die Informationen der bestehenden zugleit- und Sicherungssysteme zur Realisierung der Abstandsregelung zugegriffen wer den. Die Steuerung der Grundeinheiten erfolgt bei der längselastischen Füh rung der Grundeinheiten gleich, zusätzlich kann hier der in der Führung bestimmte Relativabstand oder die Relativgeschwindigkeit benutzt werden.In addition, the information currently collected by the Deutsche Bahn AG uses methods to record the speed (e.g. acceleration and speed sensors) can be used. Finally, it can also refer to the existing and existing information Security systems to implement the distance control who accessed the. The basic units are controlled by the longitudinally elastic Füh The basic units are the same, in addition here in the leadership certain relative distance or the relative speed can be used.
Die in dem Sensormodul 21 erfaßten Informationen, also der Abstand dist zum vorausfahrenden Fahrzeug 1a und die Relativgeschwindigkeit vrel zwi schen den beiden Fahrzeugen 1a und 1b werden einem Abstandsregler 22 zugeführt. Dort wird in Abhängigkeit des durch die Relativgeschwindigkeit, die Absolutgeschwindigkeiten und ggf. durch die Beschleunigungen be rechneten Abstandes dsoll die Sollgeschwindigkeit vsoll und die Sollbeschleu nigung asoll berechnet und an eine Antriebs- und Bremssteuerung 23 ausge geben. In Abhängigkeit der Ist-Geschwindigkeit vist und der Ist- Beschleunigung aist des nachfolgenden Fahrzeuges 1b wird entsprechend die Antriebs- und Bremseinheit 24 dieses Fahrzeuges angesteuert. Da in der Regel Dieselmotoren als Antriebseinheit zum Einsatz kommen, dienen als Regelgrößen zur Regelung solcher Motoren der Winkel der Einspritzpumpe und der Bremsdruck. Zur Regelung der Bremseinheit wird vorzugsweise der Bremsdruck als Regelgröße verwendet.The information recorded in the sensor module 21 , that is, the distance d is to the vehicle 1 a in front and the relative speed v rel between the two vehicles 1 a and 1 b are fed to a distance controller 22 . There is a function of the d by the relative speed, the absolute speeds and, if necessary, be calculated by the acceleration distance to v is to the target speed and the Sollbeschleu nigung intended to provide a calculated and a drive and brake control 23rd Depending on the actual velocity v and the actual acceleration a is below the vehicle 1 is b, the drive and brake unit 24 driven according to this vehicle. Since diesel engines are usually used as the drive unit, the angle of the injection pump and the brake pressure serve as control variables for controlling such engines. To control the brake unit, the brake pressure is preferably used as a controlled variable.
Die Realisierung der Abstandsregelung gemäß Fig. 5 benötigt lediglich die Informationen des eigenen Fahrzeuges, also die Ist-Geschwindigkeit vist und Ist-Beschleunigung aist sowie der Ist-Abstand als auch die Relativ- Geschwindigkeit vrei zum vorausfahrenden Fahrzeug 1a. Diese einfache In formationsverkettung zwischen den Fahrzeugen reicht zum Aufbau einer kleinen Anzahl von zu verkoppelnden Fahrzeugen.The realization of the clearance control of FIG. 5 only needs the information of the own vehicle, that is, the actual speed is v and the actual acceleration a and the actual distance and the relative velocity v rei to the preceding vehicle 1 a. This simple information chaining between the vehicles is sufficient to set up a small number of vehicles to be coupled.
Werden dagegen eine größere Anzahl von Fahrzeugen zu einem Schienen verbund verkoppelt, wird vorzugsweise die parallele Informationsverket tung zwischen den Grundeinheiten benutzt. Dabei werden gemäß Fig. 6 die Informationen über Geschwindigkeit und Abstand aller Fahrzeuge je dem Abstandsregler 22 eines Fahrzeuges zur Verfügung gestellt.If, on the other hand, a larger number of vehicles are linked to form a rail, the parallel information link between the basic units is preferably used. The information of FIG. 6 made on speed and distance of all vehicles according to the distance regulator 22 of a vehicle is available.
Auch bei dieser Abstandsregelung gemäß Fig. 6 weist jede Grundeinheit 1a, 1b bzw. 1c jeweils entsprechend dem System nach Fig. 5 ein Sensor modul 21, einen Abstandsregler 22, eine Antriebs- und Bremssteuerung 23 sowie eine Antriebs- und Bremseinheit 24 auf. Der Unterschied zu dem Sy stem gemäß Fig. 5 besteht nun darin, daß dem Abstandsregler 22 auch alle Informationen der anderen Fahrzeuge bezüglich Abstand, Geschwindigkeit und Beschleunigung zur Verfügung stehen. Ein solcher Informationsaus tausch erfolgt beispielsweise über Funkverbindungen 25 zwischen den Fahrzeugen, so daß die Ist-Geschwindigkeit vist und die Ist-Beschleunigung aist des Fahrzeuges 1b allen anderen vorausfahrenden als auch nachfol genden Fahrzeugen 1a bzw. 1c übermittelt werden. Umgekehrt erhält das Fahrzeug 1b auch die entsprechenden Informationen der vorausfahrenden und der nachfolgenden Fahrzeuge 1a bzw. 1c über die Funkverbindung 25 übermittelt.Also, in this clearance control of FIG. 6, each base unit 1 a, 1 b or 1 5 c respectively corresponding to the system of Fig., A sensor module 21, a gap controller 22, a drive and brake controller 23 and a drive and brake unit 24 on. The difference to the system according to FIG. 5 is that the distance controller 22 also has all the information of the other vehicles with respect to distance, speed and acceleration. Such information exchange takes place, for example, via radio links 25 between the vehicles, so that the actual speed v is and the actual acceleration a is of the vehicle 1 b all other preceding and following vehicles 1 a and 1 c are transmitted. Conversely, the vehicle 1 b also receives the corresponding information of the preceding and the following vehicles 1 a and 1 c via the radio link 25 .
Eine etwas einfachere Informationsstruktur ist dahingehend realisierbar, daß dem Fahrzeug 1b lediglich die entsprechenden Informationen des füh renden Fahrzeuges und der vorausfahrenden Fahrzeuge zur Verfügung ge stellt wird.A somewhat simpler information structure can be implemented in that the vehicle 1 b is only provided with the corresponding information about the leading vehicle and the preceding vehicles.
Um den hohen Sicherheitsanforderungen an das Abstandsmeßsystem in der Bahnwendung zu genügen, können auch Ortungsinformationen eines Leit systems für die Berechnung der Abstände zur Abstandsregelung benutzt werden. Damit wird in der Abstandsmessung eine zusätzliche Redundanz, und somit eine höhere Sicherheit erzielt.To meet the high safety requirements for the distance measuring system in the Locating information of a guide can also suffice for turning systems for the calculation of distances for distance control become. This provides additional redundancy in the distance measurement, and thus achieves a higher level of security.
Fig. 7 zeigt eine konstruktive Lösung eines auf einem Gleisstrang 13 darge stellten Schienenfahrzeug-Radsatzfahrwerkes 16 eines Tragwerkes 15 für ein Omnibus-Chgassis 6 gemäß Fig. 1. An einem Fahrwerksrahmen 30 sind Fe derelemente 31 für ein Omnibusfahrwerk also das Tragwerk 15 (siehe Fig. 1) befestigt, ebenso über einen Querträger Dreieckslenker 33 sowie Längs lenker 34 für die Übertragung der Quer- und Längskräfte. In den Fahrwerks rahmen 30 und an den Einzelradsatz 35 ist dann die Schnittstelle zur Omni bus-Antriebswelle 36 integriert. Der Radsatz 35 ist im Fahrwerksrahmen 30, beispielsweise über Elastomerelemente 37 elastisch gelagert. Die Bewegung des Fahrwerksrahmens 30 kann mit einem zusätzlichen Schlingerdämpfer 38 gegenüber dem Fahrwerksrahmen 30 gedämpft werden. Falls der Radsatz 35 im Gleisbogen nicht selbsteinstellend ist, kann alternativ über aktive Stellelemente 38 und 39 und eine Bogenmeßsensorik der Fahrwerksrahmen 30 gesteuert und radial in den Gleisbogen gestellt werden. Fig. 7 shows a structural solution of a on a railway train 13 16 Darge presented rail vehicle Radsatzfahrwerkes of a structure 15 for a bus-Chgassis 6 according to Fig. 1. At a chassis frame 30 are Fe of the elements 31 for a bus chassis so the structure 15 (see Figure attached. 1), as well as via a transverse support-arm 33 and trailing arm 34 for the transfer of lateral and longitudinal forces. The interface to the omni-bus drive shaft 36 is then integrated in the chassis frame 30 and on the individual wheel set 35 . The wheel set 35 is elastically mounted in the chassis frame 30 , for example via elastomer elements 37 . The movement of the chassis frame 30 can be dampened with an additional anti-roll damper 38 relative to the chassis frame 30 . If the wheel set 35 in the track curve is not self-adjusting, the running gear frame 30 can alternatively be controlled via active adjusting elements 38 and 39 and a curve measurement sensor system and placed radially in the track curve.
Fig. 8 stellt eine konstruktive Ausführung eines Teils der längselastischen Führung dar, die damit insgesamt durch durch zwei identische Teile gebil det wird. Die Führung ist durch ineinander verschiebbare Teleskopzylinder bzw. Teleskoprohre 40 realisiert, durch deren Anzahl und Länge die Gesamt länge der Führung bestimmt ist. Am Zylinder 41 ist der Drehzapfen 42 befe stigt, der zur Befestigung der längselastischen Führung an den Wagenkasten einer Grundeinheit dient und der durch Kugelgelenke oder Elastomerein bettung im wesentlichen eine gelenkige Verbindung mit dem Wagenkasten herstellt. Zwei Grundeinheiten werden also durch zwei Teile, welche die längselastische Führung darstellen, miteinander gekoppelt. Die Verbindung der Teile der Führung miteinander erfolgt durch einen Kupplungskopf 43a und 43b in für Schienenfahrzeuge bekannter Ausführung. Durch die im we sentlichen kräftefreie Führung der Teleskopzylinder bleibt die Kopplung der Grundeinheiten über einen definierten Verschiebeweg praktisch kräftefrei, lediglich in den Endlagen treten begrenzende Kräfte, beispielsweise durch Elastomerelemente 44, auf. Die Längselastizität kann durch zusätzliche, in die Teleskopzylinder integrierte Federn definiert werden, ebenso das Be wegungsverhalten der Teleskopzylinder in eine neutrale Parkstellung in ei ner der Endlagen. Für das Abschleppen im Notfall lassen sich die Teleskopzy linder in der eingefahrenen Position verriegeln. Fig. 8 shows a structural design of a part of the longitudinal elastic guide, which is thus gebil det overall by two identical parts. The guide is realized by telescoping cylinders or telescopic tubes 40 which can be pushed into one another, the number and length of which determine the total length of the guide. On the cylinder 41 , the pivot 42 is BEFE Stigt, which is used to attach the longitudinal elastic guide to the car body of a base unit and the bed by ball joints or Elastomerein essentially creates an articulated connection with the car body. Two basic units are thus coupled to one another by two parts, which represent the longitudinally elastic guide. The parts of the guide are connected to one another by a coupling head 43 a and 43 b in a design known for rail vehicles. Due to the essentially force-free guidance of the telescopic cylinders, the coupling of the basic units remains practically force-free via a defined displacement path, only in the end positions do limiting forces occur, for example due to elastomer elements 44 . The longitudinal elasticity can be defined by additional springs integrated in the telescopic cylinder, as can the movement behavior of the telescopic cylinder in a neutral parking position in one of the end positions. The telescopic cylinders can be locked in the retracted position for towing in an emergency.
In vorteilhafter Weise ergibt sich dabei über einen weiten Bereich eine zug- und druckkraftfreie Kopplung der selbstfahrenden Grundeinheiten, ohne daß die schnelle Zusammenstellung der Grundeinheiten zu Zügen behindert wird.This advantageously results in a tensile and coupling force-free coupling of the self-propelled basic units, without that the quick assembly of the basic units to trains hampers becomes.
Die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele beschreiben im we sentlichen Schienenfahrzeuge, bei denen das Trag- und Führsystem durch die Radsätze gegeben ist. Diese Ausführungsbeispiele lassen sich jedoch auch auf andere Fahrzeuge, beispielsweise Peoplemover für Flughäfen mit mechanischer Spurführung übertragen, deren Tragsystem beispielsweise in Form von Gummiräder ausgeführt ist und deren Spurführung durch zusätz liche Rollen- oder Rädermechanismen und in der Trasse befindlichen Leit schienen gebildet wird.The embodiments shown in the figures describe in the significant rail vehicles, in which the carrying and guiding system the wheel sets is given. However, these embodiments can be also on other vehicles, such as people movers for airports mechanical tracking, whose support system, for example, in Form of rubber wheels is executed and their tracking by additional Liche roller or wheel mechanisms and guidance in the route seemed to be formed.
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