AT528023A4 - Modular braking device for rail vehicles - Google Patents

Modular braking device for rail vehicles

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein modulare Bremsvorrichtung (1) zur Umwandlung der im Wesentlichen translatorischen Energie eines Schienenfahrzeugs (6), insbesondere einer Gleisbaumaschine, mit einem Bremsmodul (42) zur Umwandlung in eine andere mechanische Energie und/oder Wärme und/oder mit einem Bremsmodul (41, 411, 412) zur Umwandlung in elektrische Energie, wobei vorgesehen ist, diese elektrische Energie mittels Transformator (31, 311) und Stromabnehmer (7) in ein streckenseitiges elektrisches Versorgungssystem rückzuführen und/oder mittels Stromwandler in eine fahrzeugseitige elektrische Speichervorrichtung (32) zu speichern und/oder mittels elektrischen Leistungswiderständen in Wärme umzuwandeln, wobei ein weiteres Bremsmodul (41, 16) zur vollständigen oder teilweisen Übertragung der translatorische kinetische Energie des Schienenfahrzeugs (6) an ein fahrzeugseitiges Fluidsystems (15, 20) eingerichtet ist.The invention relates to a modular braking device (1) for converting the essentially translational energy of a rail vehicle (6), in particular a track-laying machine, having a braking module (42) for converting it into other mechanical energy and/or heat and/or having a braking module (41, 411, 412) for converting it into electrical energy, wherein it is provided that this electrical energy is fed back into a track-side electrical supply system by means of a transformer (31, 311) and current collector (7) and/or is stored in a vehicle-side electrical storage device (32) by means of a current transformer and/or is converted into heat by means of electrical power resistors, wherein a further braking module (41, 16) is designed to completely or partially transmit the translational kinetic energy of the rail vehicle (6) to a vehicle-side fluid system (15, 20).

Description

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Modulare Bremsvorrichtung für Schienenfahrzeuge Modular braking device for rail vehicles

Die Erfindung betrifft eine modulare Bremsvorrichtung zur Umwandlung der im Wesentlichen translatorischen Energie eines Schienenfahrzeuges, insbesondere einer Gleisbaumaschine, mit einem Bremsmodul zur Umwandlung in eine andere mechanische Energie und/oder Wärme und/oder mit einem Bremsmodul zur Umwandlung in elektrische Energie, wobei vorgesehen ist, diese elektrische Energie mittels Transformator und Stromabnehmer in ein streckenseitiges elektrisches Versorgungssystem rückzuführen und/oder mittels Stromwandler in eine fahrzeugseitige elektrische Speichervorrichtung zu speichern und/oder mittels The invention relates to a modular braking device for converting the essentially translational energy of a rail vehicle, in particular a track maintenance machine, with a braking module for converting it into another mechanical energy and/or heat and/or with a braking module for converting it into electrical energy, wherein it is provided that this electrical energy is fed back into a track-side electrical supply system by means of a transformer and current collector and/or is stored in a vehicle-side electrical storage device by means of a current transformer and/or is

elektrischen Leistungswiderständen in Wärme umzuwandeln. electrical power resistors into heat.

Schienenfahrzeuge, insbesondere Gleisbaumaschinen mit speziellen Arbeitsvorrichtungen, die dazu vorgesehen sind, Gleismodule zu verlegen und/oder zu verbinden und/oder eine bestehende Gleislage zu vermessen und/oder zu berichtigen, Rail vehicles, in particular track-laying machines with special working devices designed to lay and/or connect track modules and/or to measure and/or correct an existing track position,

besitzen eine nennenswerte Masse. have a significant mass.

Diese Masse wirkt verteilt auf Gewichtskräfte über die Radsätze der Fahrwerke auf die Schienen, wenn das Schienenfahrzeug auf einem Fahrweg eines Schienennetzes This mass acts on the rails in a distributed manner on the weight forces via the wheel sets of the bogies when the rail vehicle is on a track of a rail network

steht oder fährt. stands or moves.

Ein charakteristischer Wert für die Masse eines als Gleisbaumaschine bezeichneten Schienenfahrzeugs beträgt 100t A characteristic value for the mass of a rail vehicle designated as a track maintenance machine is 100t

oder 10° kg. or 10° kg.

Gleisbaummaschinen, die aus mehreren Fahrzeugen oder Fahrzeugteilen mit Arbeitsaggregaten und/oder anderen funktionellen Modulen zu einem Schienenfahrzeugverband Track tree machines consisting of several vehicles or vehicle parts with working units and/or other functional modules to form a rail vehicle assembly

zusammengestellt sind, besitzen eine Masse in der are composed, have a mass in the

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Größenordnung des Zehnfachen des charakteristischen Werts, wohingegen die Masse kleiner, kompakter Gleisbaumaschinen order of magnitude of ten times the characteristic value, whereas the mass of small, compact track construction machines

weniger als ein Zehntel dieses Werts beträgt. less than one tenth of this value.

Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass bei der Verzögerung eines Schienenfahrzeugs ebenso wie bei der Beschleunigung neben der translatorischen Bewegungsänderung der gesamten Schienenfahrzeugmasse auch zu berücksichtigen ist, dass bei Teilen des Schienenfahrzeugs, insbesondere bei den rotierenden Radsätzen, eine rotatorische It is known from the state of the art that when decelerating a rail vehicle, as well as when accelerating, it must be taken into account not only the translational change in movement of the entire rail vehicle mass, but also that parts of the rail vehicle, in particular the rotating wheel sets, have a rotational

Bewegungsänderung auftritt. change in movement occurs.

Dieser zusätzlich zu berücksichtigende Anteil der rotierenden Massen wird in der Regel mit einem Drehmassenfaktor berücksichtigt, der gemäß der Fachliteratur, wie in Joachim Ihme (22019), Schienenfahrzeugtechnik, Seite 112 angegeben, beispielsweise This additional portion of the rotating masses to be taken into account is usually taken into account with a rotating mass factor, which according to the specialist literature, as stated in Joachim Ihme (22019), Rail Vehicle Technology, page 112, for example

zwischen 1,03 und 1,10 liegen kann. can be between 1.03 and 1.10.

Bedingt durch diesen charakteristischen Wert der Schienenfahrzeugmasse und den davon abgeleiteten Werten der Gewichtskräfte müssen hohe Bremskräfte aufgewendet und Bremsleistungen abgeführt werden, um die Geschwindigkeit einer auf einem Schienenfahrweg bewegten Maschine zu verringern oder deren weitere Beschleunigung aufgrund von Kraftwirkungen, deren Ursache außerhalb des Fahrzeugs liegt, Due to this characteristic value of the rail vehicle mass and the resulting values of the weight forces, high braking forces must be applied and braking power dissipated in order to reduce the speed of a machine moving on a rail track or to prevent its further acceleration due to forces originating from outside the vehicle.

zu verhindern. Solche Kraftwirkungen können beispielsweise dann auftreten, wenn der Schienenfahrweg eine nennenswerte Steigung Such forces can occur, for example, if the railway track has a significant gradient

aufweist. has.

Diese Kraftwirkungen entsprechen dann näherungsweise der These force effects then correspond approximately to the

gesamten Gewichtskraft, die sich aufgrund der Masse des total weight force, which is due to the mass of the

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Schienenfahrzeugs und der Erdbeschleunigung ergibt, rail vehicle and the acceleration due to gravity,

multipliziert mit der Steigung als Vorfaktor. multiplied by the gradient as a prefactor.

Die Bremskräfte werden in Gleisbaumaschinen üblicherweise analog zu anderen Ausführungsformen von Schienenfahrzeugen mit Bremsvorrichtungen aufgebracht, die nach dem Prinzip von Reibungsbremsen wie Klotzbremsen oder Scheibenbremsen The braking forces in track construction machines are usually applied analogously to other designs of rail vehicles with braking devices that operate on the principle of friction brakes such as block brakes or disc brakes

arbeiten. work.

Die Ansteuerung dieser Reibungsbremsen kann dabei nach The control of these friction brakes can be

verschiedenen Prinzipien erfolgen. different principles.

Bei Schienenfahrzeugen der Vollbahnen wird der Bremsvorgang gemäß WO 2020/069737 Al in der Regel durch eine veränderte Druckluftverteilung im Bremssystem mittels pneumatisch betriebener Komponente, die als Bremszange oder Bremssattel In the case of rail vehicles of the main railways, the braking process according to WO 2020/069737 A1 is usually carried out by a modified compressed air distribution in the braking system by means of a pneumatically operated component which is known as a brake calliper or brake caliper.

bezeichnet wird, aktiviert. is activated.

Diese Komponente wirkt auf ein Bremselement, das in Reibverbindung entweder mit auf einer Radsatzwelle angebrachten Bremsscheibe oder aber direkt mit einer This component acts on a brake element which is frictionally connected either to a brake disc mounted on a wheelset axle or directly to a

Radlauffläche gebracht wird. wheel tread.

In DE 3122898 Al ist die dort beschriebene ArbeitsBremsanlage des Schienenfahrwerkes einer fahrbaren Gleisbaumaschine hydraulisch ausgebildet und besteht aus einem Bremsklotz und einem doppeltwirkenden Bremszylinder, während EP 4190648 Al ein Bremssystem mit einem In DE 3122898 A1, the working brake system of the rail chassis of a mobile track construction machine described therein is hydraulically designed and consists of a brake block and a double-acting brake cylinder, while EP 4190648 A1 describes a brake system with a

elektromechanischen Bremsaktuator offenbart. Die translatorische Bewegungsenergie am Beginn des electromechanical brake actuator. The translational kinetic energy at the beginning of the

Bremsvorgangs einer auf dem Schienenfahrweg bewegten Braking process of a vehicle moving on the rail track

Maschine wird bei Bremsvorrichtungen, die auf dem Prinzip Machine is used in braking devices based on the principle

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der Reibungsbremse beruhen, praktisch gänzlich in Wärme the friction brake, almost entirely in heat

umgewandelt. converted.

Die Aktivierung der mechanischen Reibungsbremse führt dabei The activation of the mechanical friction brake leads

zu einem unvermeidlichen Verschleiß der Bremsbeläge. to unavoidable wear of the brake pads.

Auf Steilstrecken besteht bei diesen Bremsvorrichtungen das On steep slopes, these braking devices have the

zusätzliche Risiko der Überhitzung. additional risk of overheating.

Sind die Gleisbaumaschinen teilweise oder gänzlich mit elektrischen Antrieben ausgestattet, können diese in einem Generatorbetrieb die translatorische Bewegungsenergie der If the track construction machines are partially or completely equipped with electric drives, they can use the translational kinetic energy of the

Maschine in elektrische Energie umwandeln. Machine converts into electrical energy.

WO 2020/069737 Al offenbart ein Bremssystem für ein Schienenfahrzeug mit einer Mehrzahl von Radsätzen, wobei Jeder Radsatz ein erstes Rad und ein zweites Rad und eine sie verbindende Radsatzwelle umfasst und wobei wenigstens ein Bremsmodul des Bremssystems einer Radsatzwelle zugeordnet ist und dazu eingerichtet ist, die Rotationsenergie der Radsatzwelle in elektrische Energie WO 2020/069737 A1 discloses a braking system for a rail vehicle having a plurality of wheel sets, wherein each wheel set comprises a first wheel and a second wheel and a wheel set shaft connecting them, and wherein at least one braking module of the braking system is assigned to a wheel set shaft and is configured to convert the rotational energy of the wheel set shaft into electrical energy

umzuwandeln und dadurch das Schienenfahrzeug abzubremsen. and thereby slow down the rail vehicle.

Diese elektrische Energie kann einerseits zum Wiederaufladen fahrzeugseitiger elektrischer Energiespeicher wie This electrical energy can be used to recharge vehicle-mounted electrical energy storage devices such as

Akkumulatoren oder Batterieanordnungen verwendet werden. accumulators or battery arrangements are used.

Andererseits kann die vorliegende elektrische Energie bei vorhandenem fahrzeugseitigem Stromabnehmer in eine streckenseitige elektrische Versorgungseinrichtung, beispielsweise eine Oberleitung oder eine Stromschiene, On the other hand, if there is a current collector on board the vehicle, the available electrical energy can be fed into a track-side electrical supply device, for example an overhead line or a conductor rail.

rückübertragen werden. be transferred back.

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Besteht weder eine entsprechende streckenseitige Versorgungeinrichtung noch ein weiterer Ladebedarf der fahrzeugseitigen elektrischen Energiespeicher, kann die elektrische Energie durch einen elektrischen Widerstand in If there is neither a corresponding trackside supply facility nor a further charging requirement for the vehicle-side electrical energy storage devices, the electrical energy can be transferred through an electrical resistance in

Wärme umgewandelt werden. converted into heat.

Wird zumindest eine Verbrennungskraftmaschine, beispielsweise ein Dieselmotor, als Antriebseinheit der Gleisbaumaschine eingesetzt, so kann die translatorische Bewegungsenergie teilweise durch Abstützung auf dieser If at least one internal combustion engine, for example a diesel engine, is used as the drive unit of the track construction machine, the translational kinetic energy can be partially dissipated by supporting it on this

abgebaut werden. be dismantled.

Die weitere Bremsung der Gleisbaumaschinen erfolgt dann über The further braking of the track construction machines is then carried out via

die beschriebene mechanische Bremsvorrichtung. the described mechanical braking device.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine modulare Bremsvorrichtung eingangs genannter Art eine Verbesserung The invention is based on the object of providing an improvement for a modular braking device of the type mentioned

gegenüber dem Stand der Technik anzugeben. compared to the state of the art.

Insbesondere soll gegenüber dem Stand der Technik der In particular, compared to the state of the art,

Verschleiß der Bremsvorrichtung verringert werden. Wear of the braking device can be reduced.

Weiters ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Furthermore, it is an object of the invention to provide a method for

Betrieb der modularen Bremsvorrichtung offenzulegen. Operation of the modular braking device.

Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben gelöst durch den According to the invention, these objects are achieved by the

Anspruch 1 und den Anspruch 8. Claim 1 and claim 8.

Abhängige Ansprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Dependent claims provide advantageous embodiments of the

Erfindung an. invention.

Beim Verzögern wird dem gesamten Schienenfahrzeug oder einem When decelerating, the entire rail vehicle or a

Teil davon durch einen Verbraucher, insbesondere einen Part of it by a consumer, in particular a

Aktuator, Energie entzogen. Actuator, energy withdrawn.

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Das Schienenfahrzeug ist im vorliegenden Fall insbesondere eine Gleisbaumaschine, deren Fahrwerke überwiegend für den Betrieb auf einem Schienenfahrweg als Schienenfahrwerke In the present case, the rail vehicle is in particular a track construction machine, the running gear of which is mainly designed for operation on a rail track as rail running gear

ausgebildet sind. are trained.

Wird diese Maschine oder ein Maschinenteil, insbesondere ein Arbeitsaggregat, hydraulisch angetrieben, so kann die If this machine or a machine part, in particular a working unit, is hydraulically driven, the

Energie direkt in das Fluidsystem eingespeist werden. Energy can be fed directly into the fluid system.

Handelt es sich um einen elektrischen Fahrantrieb und sind weder Oberleitung noch Akkumulator verfügbar, so wird die Energie an einen Elektromotor mit angebauter Fluidpumpe abgegeben und Energie in das Fluidsystem eingespeist, statt If it is an electric drive and neither overhead line nor accumulator are available, the energy is transferred to an electric motor with attached fluid pump and energy is fed into the fluid system instead of

sie in Wärme umzuwandeln. to convert it into heat.

Ist eine Rückumwandlung in eine für den Antrieb geeignete Energieform nicht gewünscht, wird die Energie in Form von If a reconversion into an energy form suitable for the drive is not desired, the energy is supplied in the form of

Wärme ins Fluidsystem eingebracht. Heat is introduced into the fluid system.

Erfüllt werden diese Anforderungen durch eine modulare Bremsvorrichtung zur Umwandlung der im Wesentlichen translatorischen Energie eines Schienenfahrzeuges, insbesondere einer Gleisbaumaschine, mit einem Bremsmodul zur Umwandlung in eine andere mechanische Energie und/oder Wärme und/oder mit einem Bremsmodul zur Umwandlung in elektrische Energie, wobei vorgesehen ist, diese elektrische Energie mittels Transformator und Stromabnehmer in ein streckenseitiges elektrisches Versorgungssystem rückzuführen und/oder mittels Stromwandler in eine fahrzeugseitige elektrische Speichervorrichtung zu speichern und/oder mittels elektrischen Leistungswiderständen in Wärme umzuwandeln, wobei ein weiteres Bremsmodul zur vollständigen These requirements are met by a modular braking device for converting the essentially translational energy of a rail vehicle, in particular a track maintenance machine, with a braking module for converting it into another mechanical energy and/or heat and/or with a braking module for converting it into electrical energy, wherein it is provided that this electrical energy is fed back into a track-side electrical supply system by means of a transformer and current collector and/or stored in a vehicle-side electrical storage device by means of a current transformer and/or converted into heat by means of electrical power resistors, wherein a further braking module is provided for the complete

oder teilweisen Übertragung der translatorische kinetische or partial transfer of the translational kinetic

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Energie des Schienenfahrzeuges an ein fahrzeugseitiges Energy of the rail vehicle to a vehicle-side

Fluidsystem eingerichtet ist. fluid system is set up.

Das Fluidsystem ist dabei nicht auf ein hydraulisches System The fluid system is not based on a hydraulic system

beschränkt. limited.

Auch ein reines Wassersystem oder ein pneumatisches System eignet sich als Verbraucher des beschriebenen weiteren A pure water system or a pneumatic system is also suitable as a consumer of the described further

Bremsmoduls der Bremsvorrichtung. Brake module of the braking device.

In einer bevorzugten Weiterbildung der modularen Bremsvorrichtung ist das weitere Bremsmodul dazu vorgesehen, die translatorische Energie des Schienenfahrzeuges direkt in In a preferred development of the modular braking device, the additional braking module is designed to convert the translational energy of the rail vehicle directly into

das fahrzeugseitige Fluidsystem einzuspeisen. to feed the vehicle-side fluid system.

Eine solche direkte Energieumwandlung ist insbesondere dann möglich, wenn die Maschine durch Fluidtechnik angetrieben Such direct energy conversion is particularly possible when the machine is driven by fluid technology

wird. becomes.

In einer alternativen Variante der modularen Bremsvorrichtung ist das weitere Bremsmodul dazu vorgesehen, die translatorische Energie des Schienenfahrzeuges einstufig oder mehrstufig in andere Energieformen wie elektrische, mechanische, thermische oder pneumatische Energie umzuformen und die Energieform der letzten Umwandlungsstufe zum Betrieb In an alternative variant of the modular braking device, the additional braking module is designed to convert the translational energy of the rail vehicle into other energy forms such as electrical, mechanical, thermal or pneumatic energy in one or more stages and to use the energy form of the last conversion stage for operation

des fahrzeugseitigen Fluidsystems zu verwenden. of the vehicle's fluid system.

Diese Variante der modularen Bremsvorrichtung kommt insbesondere dann zur Anwendung, wenn die Maschine durch This variant of the modular braking device is particularly used when the machine is

andere Antriebsarten betrieben wird. other types of drive.

In einer weiteren Variante der modularen Bremsvorrichtung In another variant of the modular braking device

ist vorgesehen, in einem vollständig passiven is intended to be a completely passive

Betriebszustand des Fluidsystems, in dem dieses keine Operating state of the fluid system in which it has no

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weitere Energie mehr aufnehmen kann, die eingespeiste can absorb more energy, the fed in

Energie in Wärme umzuwandeln. to convert energy into heat.

Dieser Betriebszustand liegt beispielsweise dann vor, wenn kein Arbeitsaggregat aktiviert ist, um als Verbraucher zu This operating state occurs, for example, when no working unit is activated to act as a consumer.

wirken, und alle Fluidspeicher aufgeladen sind. work, and all fluid reservoirs are charged.

Vorzugsweise ist bei der modularen Bremsvorrichtung für die Umwandlung der in das Fluidsystems eingespeisten Energie in Wärme ein Ventil, insbesondere ein Druckbegrenzungsventil, Preferably, in the modular braking device for converting the energy fed into the fluid system into heat, a valve, in particular a pressure relief valve,

vorgesehen. provided.

Es ist günstig für die modulare Bremsvorrichtung vorzusehen, die überschüssige Wärme des Fluidsystems an die Umgebung It is advantageous to provide for the modular braking device to dissipate the excess heat of the fluid system to the environment

abzugeben. to hand over.

Zur Wärmeabgabe wird beispielsweise ein Öl-Kühler verwendet. For example, an oil cooler is used to dissipate heat.

Ein solcher Öl-Kühler ist in der Regel schon in der Maschine vorhanden und muss nicht eigens für die Adaptierung der Such an oil cooler is usually already present in the machine and does not have to be specially designed for the adaptation of the

Bremsvorrichtung eingebaut werden. Braking device must be installed.

Die Verwendung auf der Maschine vorhandener Komponenten wie Fluidkühlern und Fluidpumpen ist ein weiterer Vorteil der The use of existing components on the machine such as fluid coolers and fluid pumps is another advantage of

gegenständlichen modularen Bremsvorrichtung. the modular braking device in question.

Eine derartige direkte oder indirekte Rückspeisung der Bremsenergie einer Gleisbaumaschine in ein fahrzeugseitiges Fluidsystem spart aber auch Gewicht und Kosten durch Entfall oder Reduktion der sonst nötigen Bremswiderstände, steigert die Effizienz aufgrund der Rekuperation von Energie vor allem während des Arbeitsbetriebs und vermindert die Gefahr Such direct or indirect feedback of the braking energy of a track maintenance machine into a vehicle-side fluid system also saves weight and costs by eliminating or reducing the otherwise necessary braking resistors, increases efficiency due to the recuperation of energy, especially during operation, and reduces the risk

der Überhitzung der reibungsbehafteten Bremsen. the overheating of the friction brakes.

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Ein Verfahren zum Betreiben dieser modularen Bremsvorrichtung sieht im Fall des Bremsbetriebs, in dem die überwiegend translatorische Energie des bewegten Schienenfahrzeugs in andere Energieformen umgewandelt wird, vor, dass zunächst, falls vorhanden, das Bremsmodul zur Umwandlung in elektrische Energie, daraufhin das Bremsmodul zum Betrieb eines fahrzeugseitigen Fluidsystems und erst danach das Bremsmodul zur Umwandlung in andere mechanische A method for operating this modular braking device provides, in the case of braking operation, in which the predominantly translational energy of the moving rail vehicle is converted into other forms of energy, that first, if present, the braking module for conversion into electrical energy, then the braking module for operation of a vehicle-side fluid system and only then the braking module for conversion into other mechanical

Energie und/oder Wärme aktiviert wird. Energy and/or heat is activated.

Es ist dabei günstig, dass die gestaffelte Aktivierung der Bremsmodule in Abhängigkeit von Betriebsgrößen wie der momentanen translatorischen Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs, der Bremskräfte und/oder der Bremsleistung auf Basis eines vorgegebenen Bremsverlaufs It is advantageous that the staggered activation of the brake modules is dependent on operating variables such as the current translational speed of the rail vehicle, the braking forces and/or the braking power on the basis of a specified braking process

erfolgt. occurs.

Ein solcher Bremsverlauf ist beispielsweise der Verlauf der Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit über der Zeit nach Such a braking curve is, for example, the curve of the reduction of the vehicle speed over time after

Betätigung der modularen Bremsvorrichtung. Actuation of the modular braking device.

In einer alternativen Variante ist vorgesehen, dass die Aktivierung aller im Schienenfahrzeug vorhandenen Bremsmodule in bestimmten Betriebsfällen, beispielsweise bei der Auslösung einer Notbremsung oder Schnellbremsung, In an alternative variant, it is provided that the activation of all brake modules present in the rail vehicle in certain operating cases, for example when an emergency brake or rapid braking is triggered,

gleichzeitig erfolgt. Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Es zeigen The invention is explained below by way of example with reference to the accompanying figures.

in schematischer Darstellung: in schematic representation:

Fig. 1 Energieflüsse und Steuersignale bei Fahrbetrieb Fig. 1 Energy flows and control signals during driving operation

und Bremsbetrieb and braking operation

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Eine Variante des Schemas aus Fig. 1 A variant of the scheme from Fig. 1

Eine Variante des Schemas aus Fig. 2 A variant of the scheme from Fig. 2

Ein Schienenfahrzeug mit Stromabnehmer auf einem Schienenfahrweg mit der erfindungsgemäßen A rail vehicle with pantograph on a rail track with the inventive

modularen Bremsvorrichtung modular braking device

Ein weiteres Schienenfahrzeug auf einem Another rail vehicle on a

geneigten Schienenfahrweg inclined rail track

Ein erstes Antriebskonzept für ein Schienenfahrzeug, das als Gleisbaumaschine A first drive concept for a rail vehicle that is used as a track construction machine

betrieben wird is operated

Ein alternatives Antriebskonzept für ein Schienenfahrzeug, das als Gleisbaumaschine An alternative drive concept for a rail vehicle used as a track maintenance machine

betrieben wird is operated

Ein hydraulischer Schaltkreis für eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen A hydraulic circuit for an embodiment of the inventive

Bremsvorrichtung braking device

Verschiedene Bremskurven bei konstanter Different braking curves at constant

Bremsleistung bzw. konstanter Bremskraft Braking performance or constant braking force

Bremsleistungsverlauf für gleichbleibende Geschwindigkeit bei Streckenabschnitt mit Braking power curve for constant speed on a section with

Abstieg konstanter Neigung Descent of constant gradient

Bremskurve bei Schnellbremsung unter Braking curve during emergency braking under

gleichzeitigem Einsatz aller verfügbaren simultaneous use of all available

Bremsmodule Brake modules

15 15

20 20

25 25

30 30

24005 24005

11 11

In Figur 1 sind die Energieflüsse 34 und 43 zwischen den primären Energiewandlern 3 und den Verbrauchern 4 eines Schienenfahrzeuges 6, das als Gleisbaumaschine betrieben wird, für den Fahrbetrieb ohne Verzögerung und für den Fahrbetrieb mit Verzögerung bzw. für den Bremsbetrieb In Figure 1, the energy flows 34 and 43 between the primary energy converters 3 and the consumers 4 of a rail vehicle 6, which is operated as a track maintenance machine, are shown for driving operation without deceleration and for driving operation with deceleration or for braking operation

schematisch dargestellt. shown schematically.

Im Fahrbetrieb ohne Verzögerung besteht ausschließlich ein Energiefluss 34, der Energie von den primären When driving without deceleration, there is only an energy flow 34, which transfers energy from the primary

Energiewandlern 3 zu den Verbrauchern 4 überträgt. Energy converters 3 to the consumers 4.

Primäre Energiewandler 3 sind in diesem Zusammenhang beispielsweise die fahrzeugseitigen Transformatoren 31, 311, die die von einer Energieversorgungseinrichtung außerhalb des Schienenfahrzeuges 6 über Stromabnehmer 7 in das Fahrzeug 6 eingeleitete elektrische Energie in die Primary energy converters 3 in this context are, for example, the vehicle-side transformers 31, 311, which convert the electrical energy introduced into the vehicle 6 by a power supply device outside the rail vehicle 6 via current collectors 7 into the

fahrzeugseitig benötigten Spannungsniveaus umwandelt. converts the voltage levels required by the vehicle.

Primärer Energiewandler 3 kann alternativ auch ein mit Diesel oder einem anderen Kraftstoff betriebenes Primary energy converter 3 can alternatively be a diesel or other fuel-powered

Antriebsaggregat 33 sein oder aber eine Brennstoffzelle. Drive unit 33 or a fuel cell.

Auch ein fahrzeugseitiger elektrischer Energiespeicher 32, wie ein Akkumulator oder eine Batteriemodulanordnung, wird in dem dargestellten Zusammenhang als primärer A vehicle-side electrical energy storage device 32, such as an accumulator or a battery module arrangement, is also referred to as a primary

Energiewandler 3 betrachtet. Energy converter 3 is considered.

Als Verbraucher 4 sind beispielsweise elektromechanische Wandler wie Motoren 411, 412 für die Traktionsvorrichtung 41 des Fahrzeugs 6 oder Pumpen 16 für das Fluidsystem 15 As consumers 4, for example, electromechanical converters such as motors 411, 412 for the traction device 41 of the vehicle 6 or pumps 16 for the fluid system 15

anzusehen. to watch.

Im Bremsbetrieb und im Fahrbetrieb mit Verzögerung kann bei During braking and deceleration driving,

geeigneter Konzeption und Ausstattung der primären appropriate design and equipment of the primary

15 15

20 20

25 25

30 30

24005 24005

12 12

Energiewandler 3 und der Verbraucher 4 Energie in die entgegengesetzte Richtung rückübertragen werden, wie dass in Energy converter 3 and the consumer 4 energy is transferred back in the opposite direction, as in

Figur 1 durch den Energiefluss 43 dargestellt ist. Figure 1 is represented by the energy flow 43.

Die Betriebsarten der primären Energiewandler 3 sowie der Verbraucher 4 und die Steuerung der Energieflüsse 34 und 43 zwischen diesen beiden Aggregatkategorien erfolgt dabei über Steuersignale 23 und 24 einer Steuerungsvorrichtung 2 als The operating modes of the primary energy converters 3 and the consumers 4 and the control of the energy flows 34 and 43 between these two aggregate categories are carried out via control signals 23 and 24 of a control device 2 as

Teil einer zentralen Maschinensteuerung. Part of a central machine control system.

Insbesondere gehört die Steuerungsvorrichtung 2 mit dem primären Energiewandler 3 und dem Verbraucher 4 zum In particular, the control device 2 with the primary energy converter 3 and the consumer 4 belongs to the

regenerativen Teil des modularen Bremssystems 1. regenerative part of the modular braking system 1.

Figur 2 zeigt eine Variante dieses regenerativen modularen Bremssystems 1 mit zwei Verbrauchern 41 und 42 statt dem Figure 2 shows a variant of this regenerative modular braking system 1 with two consumers 41 and 42 instead of the

Verbraucher 4. Consumer 4.

Die Energieflüsse 341, 413 und 342 zwischen dem primären Energiewandler 3 und den Verbrauchern 41, 42 sowie der Energiefluss 4142 zwischen den Verbrauchern 41 und 42 werden dabei durch die Steuersignale 23 und 241 bzw. 242 der The energy flows 341, 413 and 342 between the primary energy converter 3 and the consumers 41, 42 as well as the energy flow 4142 between the consumers 41 and 42 are controlled by the control signals 23 and 241 or 242 of the

Steuerungsvorrichtung 2 kontrolliert. Control device 2 controlled.

Die Energieflüsse 341 und 342 im Fahrbetrieb ohne Verzögerung übertragen bei diesem Schema Energie vom In this scheme, the energy flows 341 and 342 in driving mode without delay transfer energy from

primären Energiewandler 3 zu den Verbrauchern 41 und 42, primary energy converter 3 to consumers 41 and 42,

Dies entspricht der Energieübertragung des Energieflusses 34 This corresponds to the energy transfer of energy flow 34

der Figur 1. Figure 1.

Der Verbraucher 41 ist beispielsweise ein Traktionsantrieb The consumer 41 is, for example, a traction drive

41, während der Verbraucher 42 ein Aktor 16 des Fluidsystems 41, while the consumer 42 is an actuator 16 of the fluid system

15 ist. 15 is.

15 15

20 20

25 25

30 30

24005 24005

13 13

Im Bremsbetrieb oder im Fahrbetrieb mit Verzögerung kann dann vom Verbraucher 41 einerseits Energie mit dem Energiefluss 413 an den primären Energiewandler 3 übertragen werden oder mit dem Energiefluss 4142 andererseits auch an During braking or during driving with deceleration, energy can then be transferred from the consumer 41 to the primary energy converter 3 with the energy flow 413 or, on the other hand, to

den Verbraucher 42. the consumer 42.

In Figur 3 erfolgt der Energieaustausch zwischen dem primären Energiewandler 3 und den Verbrauchern 41 und 42 mittels einer fahrzeugseitigen Energieschnittstelle 5, die vorzugsweise elektrische Energie mittels der Energieflüsse 35, 415 und 425 aufnimmt und mittels des Energieflusses 53 an den primären Energiewandler 3 sowie mittels der Energieflüsse 541 und 542 an die Verbraucher 41 und 42 abgibt. In Figure 3, the energy exchange between the primary energy converter 3 and the consumers 41 and 42 takes place by means of a vehicle-side energy interface 5, which preferably receives electrical energy by means of the energy flows 35, 415 and 425 and delivers it to the primary energy converter 3 by means of the energy flow 53 and to the consumers 41 and 42 by means of the energy flows 541 and 542.

Das Steuersignal 25 der Steuerungsvorrichtung 2 wirkt dabei The control signal 25 of the control device 2 acts

auf die Energieschnittstelle 5. to the energy interface 5.

Eine Variante einer solchen Energieschnittstelle 5 ist als A variant of such an energy interface 5 is

Schnittstellenvorrichtung in AT 521386 A4 offenbart. Interface device disclosed in AT 521386 A4.

In Figur 4 ist eine Ausführungsform der modularen Bremsvorrichtung 1 mit regenerativem Teil in einem Schienenfahrzeug 6 mit Stromabnehmer 7 und Schienenfahrwerk Figure 4 shows an embodiment of the modular braking device 1 with regenerative part in a rail vehicle 6 with pantograph 7 and rail chassis

9 auf einem Schienenfahrweg 10 dargestellt. 9 on a rail track 10.

Die Steuerungsvorrichtung 2 kontrolliert und/oder überwacht die Energieflüsse zwischen den primären Energiewandlern 31 und 32, den Verbrauchern 41 und 42 sowie der Schnittstellenvorrichtung 5 mittels der Steuersignale 231, The control device 2 controls and/or monitors the energy flows between the primary energy converters 31 and 32, the consumers 41 and 42 and the interface device 5 by means of the control signals 231,

232, 241, 242 und 25. 232, 241, 242 and 25.

15 15

20 20

25 25

30 30

24005 24005

14 14

Die Energie kann im nicht verzögerten Fahrbetrieb einerseits aus einer nicht dargestellten Oberleitung mittels des Stromabnehmers 7 des Schienenfahrzeuges 6 und des Transformators 31 über die Leitung 315 oder andererseits von der elektrischen Speichervorrichtung 32 über die Leitung 325 In non-delayed operation, the energy can be taken from an overhead line (not shown) by means of the pantograph 7 of the rail vehicle 6 and the transformer 31 via the line 315 or from the electrical storage device 32 via the line 325

an die Schnittstellenvorrichtung 5 übertragen werden. to the interface device 5.

Im Fall des Bremsbetriebs oder des Fahrbetriebs mit Verzögerung des Schienenfahrzeuges 6 kehrt sich die Richtung des Energieflusses über die Leitungen 31 und 32 zumindest In the case of braking operation or driving operation with deceleration of the rail vehicle 6, the direction of the energy flow via the lines 31 and 32 is reversed at least

teilweise um, wie das in Figur 3 dargestellt ist. partially, as shown in Figure 3.

Von der Schnittstellenvorrichtung 5 wird mittels der Leitung 425 im Fall des unverzögerten Fahrbetriebs Energie an den Traktionsantrieb 42 mit den Antriebsmotoren 421 und 422 In the case of undelayed driving operation, energy is supplied from the interface device 5 to the traction drive 42 with the drive motors 421 and 422 via the line 425

übertragen. transmitted.

Diese beiden Motoren 421 und 422 treiben die Achsen des These two motors 421 and 422 drive the axles of the

Fahrwerks 9 an. Chassis 9.

Weiters wird mittels der Leitung 415 auch das mechanische Bremsmodul 42 mit den auf die Laufflächen der Antriebsräder Furthermore, the mechanical brake module 42 is connected to the running surfaces of the drive wheels by means of the line 415.

wirkenden Bremsklötzen 411 und 412 mit Energie versorgt. acting brake pads 411 and 412 are supplied with energy.

Im Bremsbetrieb oder Fahrbetrieb mit Verzögerung des Schienenfahrzeuges 6 ist es bei geeigneter Konfiguration des Traktionsantriebs 42 möglich, dass Energie der translatorischen Bewegung des Schienenfahrzeuges 6 mit Hilfe der Rotationsenergie der Achsen und mittels eines Generatorbetriebs der Antriebsmotoren 421 und 422 über die Leitung 425 an die Schnittstellenvorrichtung 5 übertragen During braking operation or driving operation with deceleration of the rail vehicle 6, with a suitable configuration of the traction drive 42, it is possible for energy of the translational movement of the rail vehicle 6 to be transferred to the interface device 5 via the line 425 with the aid of the rotational energy of the axles and by means of a generator operation of the drive motors 421 and 422.

wird. becomes.

15 15

20 20

25 25

30 30

24005 24005

15 15

Diese aus dem Abbremsen bzw. Verzögern des Schienenfahrzeuges 6 erhaltene Energie dient beispielsweise zum Laden des elektrischen Energiespeichers 32 über die Leitung 325 bei umgekehrtem Energiefluss, ausgehend von der Schnittstellenvorrichtung 5 oder zur Rückspeisung von elektrischer Energie in das nicht dargestellte streckenseitige Versorgungsnetz über die Leitung 315 mittels des fahrzeugseitigen primären Energiewandlers 31 und des als This energy obtained from the braking or deceleration of the rail vehicle 6 is used, for example, to charge the electrical energy storage device 32 via the line 325 in the case of a reverse energy flow, starting from the interface device 5 or to feed electrical energy back into the track-side supply network (not shown) via the line 315 by means of the vehicle-side primary energy converter 31 and the

Pantograph ausgeführten Stromabnehmers 7. Pantograph current collector 7.

Figur 5 zeigt das Schienenfahrzeug 6 aus Figur 4 in einer erweiterten Variante, wobei der zusätzliche Schienenfahrzeugteil mit drei Schienenfahrwerken 9A, 9B und 9C und mit den für eine Gleisbaumaschine 6 kennzeichnenden Figure 5 shows the rail vehicle 6 from Figure 4 in an extended variant, whereby the additional rail vehicle part is provided with three rail bogies 9A, 9B and 9C and with the characteristics of a track construction machine 6

Arbeitsaggregaten 11 ausgestattet ist. working units 11.

Die Arbeitsaggregate 11 werden insbesondere im Arbeitsbetrieb von der Schnittstellenvorrichtung 5 über die The working units 11 are controlled, in particular during operation, by the interface device 5 via the

Leitung 511 mit Energie versorgt. Line 511 is supplied with energy.

Eine Steuerleitung 211 ist von der Steuerungsvorrichtung 2 durch die Schnittstellenvorrichtung 5 zu den Arbeitsaggregaten 11 geführt, um die Energieflüsse zwischen der Schnittstellenvorrichtung 5 und den Arbeitsaggregaten 11 A control line 211 is led from the control device 2 through the interface device 5 to the working units 11 in order to control the energy flows between the interface device 5 and the working units 11

zu überwachen und zu kontrollieren. to monitor and control.

Arbeitsaggregate 11 dienen einerseits zur Herstellung und zur Instandhaltung des Schienenfahrweges 10, sind also beispielsweise Stopfaggregate, vorzugsweise in Kombination mit einem Hebe- und Richtaggregat und/oder Schienenschleifvorrichtungen und/oder Vorrichtungen und Aggregate zur Herstellung und Erneuerung der verschiedenen Working units 11 are used, on the one hand, for the production and maintenance of the rail track 10, for example, tamping units, preferably in combination with a lifting and straightening unit and/or rail grinding devices and/or devices and units for the production and renewal of the various

Lagen des Oberbaus. Layers of the superstructure.

15 15

20 20

25 25

30 30

24005 24005

16 16

Andererseits werden Arbeitsaggregate 11 aber auch verwendet, um die Oberleitungen zur Versorgung von Schienenfahrzeugen 6 zu errichten, Instand zu halten oder zu inspizieren oder um eine aktuelle Gleislage des Schienenfahrwegs 10 zu On the other hand, working units 11 are also used to erect, maintain or inspect the overhead lines for supplying rail vehicles 6 or to determine the current track position of the rail track 10.

VeErmMesSssen. VeErmMesSssen.

Das Schienenfahrzeug 6 bewegt sich in Figur 5 auf dem Schienenfahrweg 10 in die durch den Pfeil 12 angezeigte The rail vehicle 6 moves in Figure 5 on the rail track 10 in the direction indicated by the arrow 12

Richtung. Direction.

Der Schienenfahrweg 10 ist in dieser Fahrtrichtung 12 The rail track 10 is in this direction 12

abwärts geneigt. inclined downwards.

Die Gesamtgewichtskraft Fı des Schienenfahrzeuges 6 teilt sich in einem solchen Fall auf in eine Komponente F‚,, die in Fahrtrichtung 12 wirkt und eine Komponente F3, deren Kraftwirkung sich verteilt auf die Schienenfahrwerke 9, 9A, In such a case, the total weight force Fı of the rail vehicle 6 is divided into a component F‚,, which acts in the direction of travel 12 and a component F3, the force effect of which is distributed over the rail bogies 9, 9A,

9B, 9C normal zum Schienenfahrweg 10 entfaltet. 9B, 9C unfolded normal to the rail track 10.

Das Verhältnis zwischen der Gesamtgewichtskraft Fı und der Komponente F»,, die in Fahrtrichtung 12 als externe The ratio between the total weight force Fı and the component F»,, which acts in the direction of travel 12 as external

Antriebskraft wirkt, ergibt sich dabei zu Driving force acts, results in

F,= Fi" sinaz Fi a F,= Fi" sinaz Fi a

Dabei entspricht xx als Winkel, vorzugsweise im Bogenmaß, dem Abstieg des Schienenfahrweges 10 in Fahrtrichtung 12 und damit dem Anstieg gegen die Fahrtrichtung 12. Here, xx as an angle, preferably in radians, corresponds to the descent of the rail track 10 in the direction of travel 12 and thus to the ascent against the direction of travel 12.

Der Anstieg eines Schienenfahrweges 10 wird in der Regel in % angegeben, wobei Steigungen des Schienenfahrweges 10, die von Schienenfahrzeugen allein aufgrund der Wirkung des Rad-The gradient of a railway track 10 is usually given in %; gradients of the railway track 10 that are used by rail vehicles solely due to the effect of the wheel

Schiene-Kontakts befahren werden, unterhalb von 30% bleiben. Rail-contact remain below 30%.

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25 25

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24005 24005

17 17

Für diese Werte der Steigung des Schienenfahrweges 10 ist die oben eingeführte Annahme, dass für kleine Winkel der Sinus eines Winkels gleich dem Winkel ist, eine praktische For these values of the gradient of the track 10, the assumption introduced above that for small angles the sine of an angle is equal to the angle is a practical

und brauchbare Näherung. and useful approximation.

Figur 6 zeigt ein Antriebskonzept 131 eines Schienenfahrzeugs 6, das als Gleisbaumaschine betrieben Figure 6 shows a drive concept 131 of a rail vehicle 6, which is operated as a track construction machine

wird. becomes.

Dabei ist ein Modul 31 dazu vorgesehen, elektrische Energie, die mit einem Stromabnehmer 7 von der Oberleitung eines streckenseitigen Versorgungseinrichtung eingespeist wird, mit einem Transformatormodul 311 auf die fahrzeugseitigen elektrischen Spannungsniveaus umzuwandeln, um damit die A module 31 is provided to convert electrical energy, which is fed in by a pantograph 7 from the overhead line of a trackside supply device, to the vehicle-side electrical voltage levels with a transformer module 311 in order to

Verbrauchermodule 43 zu versorgen. To supply consumer modules 43.

Diese Verbrauchermodule 43 umfassen verschiedene Funktionseinheiten, insbesondere Stromrichter, aber auch elektrische Lasteinheiten zur Umwandlung der elektrischen Energie in Wärme, und sind mit verschiedenen Arten von Arbeitsaggregate 11 verbunden, für die sie einen These consumer modules 43 comprise various functional units, in particular power converters, but also electrical load units for converting electrical energy into heat, and are connected to various types of working units 11, for which they provide a

nennenswerten Teil der erhaltenen Energie bereitstellen. provide a significant portion of the energy received.

Ein nicht dargestelltes Modul ist bei diesem Antriebskonzept A module not shown is part of this drive concept

zur Erdung und Trennung des Moduls 31 vorgesehen. intended for grounding and isolating module 31.

Alternativ zu dem mittels des Stromabnehmers 7 mit dem streckenseitigen Versorgungsnetz verbundenen Transformatormodul 31, 311 kann die von den Verbrauchermodulen 43 benötigte Energie auch von einem As an alternative to the transformer module 31, 311 connected to the trackside supply network by means of the pantograph 7, the energy required by the consumer modules 43 can also be supplied by a

Akkumulator Modul 32 zur Verfügung gestellt werden. Accumulator module 32 is provided.

Für den Wechsel der Energiebereitstellung der For the change in energy supply of the

Verbrauchermodule 43 vom Transformator Modul 31 auf das Consumer modules 43 from transformer module 31 to the

15 15

20 20

25 25

30 30

24005 24005

18 18

Akkumulator Modul 32, ist es notwendig, die elektrischen Verbindungsleitungen mittels der dargestellten Accumulator module 32, it is necessary to connect the electrical wires using the shown

Leistungsschaltern umzuschalten. circuit breakers.

Schließlich ist auch ein Modul 33 mit einem Dieselmotor 331 und einem elektrischen Generator 332 zur Finally, a module 33 with a diesel engine 331 and an electric generator 332 is also provided for

Energiebereitstellung vorgesehen. Energy supply is planned.

Dieses Modul 33 überträgt, nach Herstellung einer elektrischen Verbindung zu den Verbrauchermodulen 43 mit den vorgesehenen Leistungsschaltern, elektrische Energie von seinem elektrischen Generator 332 mittels der Verbrauchermodule 43 an die verschiedenen Arbeitsaggregate This module 33, after establishing an electrical connection to the load modules 43 with the provided power switches, transmits electrical energy from its electrical generator 332 by means of the load modules 43 to the various working units

11. 11.

Über eine gemeinsame mechanische Welle ist mit diesem Modul 33 auch eine nicht dargestellte Hydraulikpumpe als weiterer A hydraulic pump (not shown) is also connected to this module 33 via a common mechanical shaft as an additional

Verbraucher verbunden. connected to consumers.

Figur 7 zeigt ein alternatives Antriebskonzept 132 eines als Figure 7 shows an alternative drive concept 132 of a

Gleisbaumaschine betriebenen Schienenfahrzeuges 6. Rail vehicle operated by a track construction machine 6.

Ein Verbrauchermodul 43 mit Stromrichter und elektrischem Widerstand wird entweder von einem Transformatormodul 31, 311 oder von einem Modul 33, das ein Dieselaggregat 331 in Kombination mit einem elektrischen Generator 332 umfasst, A consumer module 43 with power converter and electrical resistance is supplied either by a transformer module 31, 311 or by a module 33 comprising a diesel generator 331 in combination with an electric generator 332.

versorgt. supplied.

Über eine elektrische Verbindungsleitung, die ein Filtermodul 14 enthält, ist das Verbrauchermodul 43 mit einem Traktionsmodul 41 verbunden, das einen Stromrichter, drei Traktionsmotorpaare und einen elektrischen Via an electrical connection line containing a filter module 14, the consumer module 43 is connected to a traction module 41, which contains a power converter, three pairs of traction motors and an electric

Bremswiderstand umfasst. Braking resistor included.

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24005 24005

19 19

Parallel zu diesem Traktionsmodul 41 ist mittels eines weiteren Filtermoduls 14 eine Gleichstromschnittstellenvorrichtung 5 an das Verbrauchermodul 43 angeschaltet und entlang der Gleichstromschnittstellenvorrichtung 5 ist eine, in weiten Grenzen konfigurierbare, Anzahl an Arbeitsaggregatmodulen 11 In parallel to this traction module 41, a DC interface device 5 is connected to the consumer module 43 by means of a further filter module 14 and along the DC interface device 5, a number of working unit modules 11, which can be configured within wide limits, is

angeordnet. arranged.

Die Gleichstromschnittstellenvorrichtung 5 stellt eine Gleichspannung eines definierten Spannungspegels zur The DC interface device 5 provides a DC voltage of a defined voltage level

Verfügung. Disposal.

Vorzugsweise liegt dieser Spannungspegel zwischen 500VDC und Preferably, this voltage level is between 500VDC and

1000VDC. 1000VDC.

Es ist besonders günstig, wenn der Spannungspegel der Gleichstromschnittstellenvorrichtung 5 zwischen 700VDC und It is particularly advantageous if the voltage level of the DC interface device 5 is between 700VDC and

800 VDC liegt und beispielsweise Us=750VDC beträgt. 800 VDC and, for example, Us=750VDC.

Die Filtermodule 14 dienen im dargestellten Antriebskonzept 132 dazu, im Stromkreis auftretende Resonanzfrequenzen fr in einen Frequenzbereich B£.(f1ı,£,) zu verschieben, der für die The filter modules 14 serve in the illustrated drive concept 132 to shift resonance frequencies fr occurring in the circuit into a frequency range B£.(f1ı,£,) which is suitable for the

vorliegenden Anwendung unkritisch ist. present application is not critical.

Ein solcher Frequenzbereich Br. liegt vorzugsweise oberhalb von fı=100 Hz und unterhalb von f,=1 kHz und besonders Such a frequency range Br. is preferably above fı=100 Hz and below f,=1 kHz and especially

bevorzugt zwischen fi=150 Hz und £f,»=250 Hz. Figur 8 stellt eine Ausführungsform eines hydraulischen Schaltkreises 15 für das erfindungsgemäße Bremsmodul einer preferably between fi=150 Hz and £f,»=250 Hz. Figure 8 shows an embodiment of a hydraulic circuit 15 for the brake module according to the invention of a

modularen Bremsvorrichtung 1 dar. modular braking device 1.

Im Bremsbetrieb oder Fahrbetrieb mit Verzögerung, der In braking mode or driving mode with deceleration, the

insbesondere auch ein Arbeitsbetrieb auf einem geneigten in particular a working operation on an inclined

15 15

20 20

25 25

30 30

24005 24005

20 20

Schienenfahrweg 10 gemäß Figur 5 sein kann, wird Energie aus dem fahrzeugseitigen elektrischen Netz, insbesondere mittels einer elektrischen Schnittstellenvorrichtung 5 und eines elektrohydraulischen Wandlers 16, der einen elektrischen Motor 161 sowie eine mittels gemeinsamer Welle verbundene hydraulische Pumpe 162 umfasst, in ein hydraulisches Rail track 10 according to Figure 5, energy is converted from the vehicle-side electrical network, in particular by means of an electrical interface device 5 and an electro-hydraulic converter 16, which comprises an electric motor 161 and a hydraulic pump 162 connected by a common shaft, into a hydraulic

Leitungsnetz 20 übertragen. Transferred to line network 20.

Der elektrohydraulische Wandler 16 fördert im Betriebsfall Hydraulikmedium aus dem Tank 17, mittels des hydraulischen Leitungsnetzes 20, an nicht dargestellte hydraulische Verbraucher 4, 11 wie beispielsweise rotatorisch oder linear During operation, the electro-hydraulic converter 16 delivers hydraulic medium from the tank 17, by means of the hydraulic line network 20, to hydraulic consumers 4, 11 (not shown), such as rotary or linear

wirkende hydraulische Aktoren. acting hydraulic actuators.

Ein Rückschlagventil 18 ist dabei zwischen dem elektrohydraulischen Wandler 16 und dem hydraulischen Leitungsnetz 20 vorgesehen, um einen Rückstrom des Hydraulikmediums in den Tank 17 über die Leitungsabschnitte A check valve 18 is provided between the electro-hydraulic converter 16 and the hydraulic line network 20 in order to prevent a return flow of the hydraulic medium into the tank 17 via the line sections

1618 und 1716 zu verhindern. 1618 and 1716.

Wird ein Druckgrenzwert Pmax des Hydraulikmediums im hydraulischen Leitungsnetz 20 überschritten, spricht ein Druckbegrenzungsventil 19 an und verbindet das Leitungsnetzwerk 20 mittels der Leitungsabschnitte 2019 und 1917 fluidleitend mit dem Tank 17. If a pressure limit value Pmax of the hydraulic medium in the hydraulic line network 20 is exceeded, a pressure relief valve 19 is activated and connects the line network 20 to the tank 17 via the line sections 2019 and 1917.

Der Druckgrenzwert Pmax kann mit dem im hydraulischen Schaltkreis 15 verwendeten direkt gesteuerten Druckbegrenzungsventil 19, innerhalb eines spezifizierten The pressure limit value Pmax can be adjusted with the directly controlled pressure relief valve 19 used in the hydraulic circuit 15, within a specified

Bereichs, mechanisch verstellt werden. range, can be adjusted mechanically.

In Fig. 9 sind verschieden Bremskurven auf Basis eines In Fig. 9 different braking curves are shown based on a

einfachen Modells für den Bremsvorgang eines translatorisch simple model for the braking process of a translationally

15 15

20 20

25 25

30 30

24005 24005

21 21

mit der Geschwindigkeit v(t) bewegten Schienenfahrzeuges 6 with the speed v(t) moving rail vehicle 6

im Vergleich dargestellt. shown in comparison.

Dabei wird angenommen, dass im Verlauf des Bremsvorgangs zunächst die Bremsleistung P konstant gehalten wird und sobald eine vorgegeben Mindestgeschwindigkeit v(t)unterschritten wird eine konstante Bremskraft F wirkt. Bei der auf dem dargestellten Diagramm weiter links liegenden Kurve beträgt die konstante Bremsleistung P=P+1 im zeitlichen Verlauf zwischen der Ausgangsgeschwindigkeit vVi(to)=vo und der für die Umschaltung der Bremsvorrichtung maßgeblichen Geschwindigkeit VminUnterhalb der Geschwindigkeit Vmin Wird die Bremskraft F=Fı1r konstant gehalten bis zum vollkommenen Stillstand des Schienenfahrzeugs 6, der durch v(t1ı)=0 charakterisiert ist. Diese Bremskraft Fı1 ist so bemessen, dass zum Umschaltzeitpunkt 21 bei Unterschreitung der Geschwindigkeitsschwelle v(t)sind. In der zweiten dargestellten Kurvenschar gilt für die Bremsleistung P=P, im oberen Teil der Bremskurve P‚,höherer Bremsleistung Pı1 eingeleitet wird. Ist die ab dem Umschaltzeitpunkt 22 unterhalb der Geschwindigkeit Vmin angewandte Bremskraft F=F‚,» größer als Po/Vmin SO ist die Bremszeit Tg» kürzer als Tse»23=t>»3s-to für den It is assumed that during the braking process the braking power P is initially kept constant and as soon as a predetermined minimum speed v(t) is undershot a constant braking force F is applied. In the curve further to the left in the diagram shown, the constant braking power P = P + 1 over time between the initial speed vVi(to) = vo and the speed Vmin which is decisive for switching over the braking device. Below the speed Vmin the braking force F = Fı1r is kept constant until the rail vehicle 6 comes to a complete standstill, which is characterized by v(t1ı) = 0. This braking force Fı1 is dimensioned such that at the switching time 21 when the speed threshold v(t) is undershot. In the second set of curves shown the braking power P = P , in the upper part of the braking curve P‚, higher braking power Pı1 is initiated. If the braking force F=F‚,» applied from the switching time 22 below the speed Vmin is greater than Po/Vmin SO the braking time Tg» is shorter than Tse»23=t>»3s-to for the

Bei der auf dem dargestellten Diagramm weiter links liegenden Kurve beträgt die konstante Bremsleistung P=P+1 im zeitlichen Verlauf zwischen der Ausgangsgeschwindigkeit vVi(to)=vo und der für die Umschaltung der Bremsvorrichtung In the curve further to the left in the diagram shown, the constant braking power P=P+1 in the time course between the initial speed vVi(to)=vo and the speed required for switching the braking device

maßgeblichen Geschwindigkeit Vmin-relevant speed Vmin-

Unterhalb der Geschwindigkeit Vmin Wird die Bremskraft F=Fı1r konstant gehalten bis zum vollkommenen Stillstand des Below the speed Vmin the braking force F=Fı1r is kept constant until the complete standstill of the

Schienenfahrzeugs 6, der durch v(t1ı)=0 charakterisiert ist. Rail vehicle 6, which is characterized by v(t1ı)=0.

Diese Bremskraft Fı1 ist so bemessen, dass zum Umschaltzeitpunkt 21 bei Unterschreitung der Geschwindigkeitsschwelle v(t)sind. In der zweiten dargestellten Kurvenschar gilt für die Bremsleistung P=P, im oberen Teil der Bremskurve P‚,höherer Bremsleistung Pı1 eingeleitet wird. Ist die ab dem Umschaltzeitpunkt 22 unterhalb der Geschwindigkeit Vmin angewandte Bremskraft F=F‚,» größer als Po/Vmin SO ist die Bremszeit Tg» kürzer als Tse»23=t>»3s-to für den This braking force Fı1 is dimensioned such that at the switching time 21, when the speed threshold v(t) is undershot, the braking power P=P applies in the second set of curves shown, and in the upper part of the braking curve P‚, a higher braking power Pı1 is initiated. If the braking force F=F‚,» applied from the switching time 22 below the speed Vmin is greater than Po/Vmin SO, the braking time Tg» is shorter than Tse»23=t>»3s-to for the

In der zweiten dargestellten Kurvenschar gilt für die Bremsleistung P=P, im oberen Teil der Bremskurve P‚, In the second set of curves shown, the braking power P=P, in the upper part of the braking curve P‚,

höherer Bremsleistung Pı1 eingeleitet wird. higher braking power Pı1 is initiated.

Ist die ab dem Umschaltzeitpunkt 22 unterhalb der If the value from the switchover time 22 is below the

Geschwindigkeit Vmin angewandte Bremskraft F=F‚,» größer als Speed Vmin applied braking force F=F‚,» greater than

Po/Vmin SO ist die Bremszeit Tg» kürzer als Tse»23=t>»3s-to für den Po/Vmin SO the braking time Tg» is shorter than Tse»23=t>»3s-to for the

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punktiert dargestellten Fall des weiteren Aufbringens einer konstanten Bremsleistung P, bei Geschwindigkeiten unterhalb the dotted case of further application of a constant braking power P, at speeds below

VON Vmin bis zum Stillstand. FROM Vmin to standstill.

Demgegenüber führt eine Bremskraft F=F,:, die geringer als Po/Vmin L1St, unterhalb der Geschwindigkeit Vmin zu einer Bremszeit Tgp3s, die sowohl länger als die Bremszeit Tg,» als auch als die Bremszeit Tg»3 ist, die bei der ausschließlichen In contrast, a braking force F=F,:, which is less than Po/Vmin L1St, below the speed Vmin leads to a braking time Tgp3s, which is longer both than the braking time Tg,» and than the braking time Tg»3, which is obtained with the exclusive

Anwendung konstanter Bremsleitung P,; auftritt. Application of constant brake line P,; occurs.

In der unteren Hälfte der Figur 10 ist ein mit der Steigung X abwärts geneigter Abschnitt des Schienenfahrwegs 10 zwischen den Koordination x, und x, dargestellt. In the lower half of Figure 10, a section of the rail track 10 inclined downwards with the gradient X between the coordinations x, and x, is shown.

Vor und nach diesem geneigten Abschnitt liegen ebene, nicht Before and after this inclined section there are flat, not

geneigte Abschnitte des Schienenfahrwegs 10. inclined sections of the railway track 10.

Die Höhe ho über einem Referenzniveau verringert sich bei diesem abwärts geneigten Schienenabschnitt 10 von der The height ho above a reference level decreases in this downwardly inclined rail section 10 from the

Position x1 bis zur Position x, um die Höhendifferenz Ah. Position x1 to position x, by the height difference Ah.

Die Aufgrund der Abwärtsneigung des Schienenfahrwegabschnitts 10 in Figur 5 dargestellte zusätzlich wirkende Antriebskraft F, kann in diesem Fall zur Beibehaltung einer konstanten Arbeitsgeschwindigkeit v(t)=vo9 durch eine dargestellte Bremsleistung P(v,wx) kompensiert The additional driving force F shown in Figure 5 due to the downward slope of the rail track section 10 can in this case be compensated by a braking power P(v,wx) shown in order to maintain a constant working speed v(t)=vo9

werden. become.

Figur 11 zeigt einen Bremskurvenverlauf, bei dem die Bewegungsenergie des Schienenfahrzeugs 6 im Fall der Auslösung einer Schnellbremsung zum Zeitpunkt to gleichzeitig mit Bremsmodulen, bei denen die Bremsleistung P konstant gehalten wird, und Bremsmodulen, bei denen die Figure 11 shows a braking curve in which the kinetic energy of the rail vehicle 6 in the event of an emergency braking action at time to is simultaneously measured with braking modules in which the braking power P is kept constant and braking modules in which the

Bremskraft F konstant gehalten wird, abgebaut wird. Braking force F is kept constant and reduced.

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In diesem Fall ist die Bremszeit Tg=tı-to kürzer als bei ausschließlicher Anwendung einer der beiden Bremsmethoden, entweder mit konstanter Bremsleistung P oder mit konstanter Bremskraft F, aber auch als bei der in Figur 9 dargestellten In this case, the braking time Tg=tı-to is shorter than when only one of the two braking methods is used, either with constant braking power P or with constant braking force F, but also than in the case shown in Figure 9.

sequenziellen Anwendung beider Bremsmethoden. sequential application of both braking methods.

Durch die Patentansprüche sind auch weitere The patent claims also include further

Ausführungsformen der modularen Bremsvorrichtung mitumfasst. Embodiments of the modular braking device are included.

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Patentansprüche Patent claims

1. Modulare Bremsvorrichtung (1) zur Umwandlung der im Wesentlichen translatorischen Energie eines Schienenfahrzeugs (6), insbesondere einer Gleisbaumaschine, mit einem Bremsmodul (42) zur Umwandlung in eine andere mechanische Energie und/oder Wärme und/oder mit einem Bremsmodul (41, 411, 412) zur Umwandlung in elektrische Energie, wobei vorgesehen ist, diese elektrische Energie mittels Transformator (31, 311) und Stromabnehmer (7) in ein streckenseitiges elektrisches Versorgungssystem rückzuführen und/oder mittels Stromwandler in eine fahrzeugseitige elektrische Speichervorrichtung (32) zu speichern und/oder mittels elektrischen Leistungswiderständen in Wärme umzuwandeln, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Bremsmodul (41, 16) zur vollständigen oder teilweisen Übertragung der translatorischen kinetischen Energie des Schienenfahrzeugs (6) vollständig oder teilweise an ein 1. Modular braking device (1) for converting the essentially translational energy of a rail vehicle (6), in particular a track maintenance machine, with a braking module (42) for converting it into another mechanical energy and/or heat and/or with a braking module (41, 411, 412) for converting it into electrical energy, wherein it is provided that this electrical energy is fed back into a track-side electrical supply system by means of a transformer (31, 311) and current collector (7) and/or is stored in a vehicle-side electrical storage device (32) by means of current transformers and/or is converted into heat by means of electrical power resistors, characterized in that a further braking module (41, 16) for the complete or partial transmission of the translational kinetic energy of the rail vehicle (6) is connected completely or partially to a

fahrzeugseitiges Fluidsystem (15, 20) eingerichtet ist. vehicle-side fluid system (15, 20) is set up.

2. Modulare Bremsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Bremsmodul (41, 16) vorgesehen ist, die translatorische Energie des Schienenfahrzeuges (6) direkt in das fahrzeugseitige 2. Modular braking device (1) according to claim 1, characterized in that the further braking module (41, 16) is provided to transfer the translational energy of the rail vehicle (6) directly into the vehicle-side

Fluidsystem (15, 20) einzuspeisen. fluid system (15, 20).

3. Modulare Bremsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Bremsmodul (41, 16) vorgesehen ist, die translatorische Energie des Schienenfahrzeuges (6) einstufig oder mehrstufig in andere Energieformen wie elektrische, mechanische, thermische oder pneumatische Energie umzuformen und die Energieform der letzten Umwandlungsstufe zum Betrieb des fahrzeugseitigen 3. Modular braking device (1) according to claim 1, characterized in that the further braking module (41, 16) is provided to convert the translational energy of the rail vehicle (6) in one or more stages into other energy forms such as electrical, mechanical, thermal or pneumatic energy and to use the energy form of the last conversion stage for operating the vehicle-side

Fluidsystems (15, 20) zu verwenden. fluid system (15, 20).

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4, Modulare Bremsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einem vollständig passiven Betriebszustand des Fluidsystems (15, 20), in dem 4, Modular braking device (1) according to one of claims 1 to 3, characterized in that in a completely passive operating state of the fluid system (15, 20), in which

dieses keine weitere Energie mehr aufnehmen kann, vorgesehen this can no longer absorb any more energy,

ist, die eingespeiste Energie in Wärme umzuwandeln. is to convert the input energy into heat.

5. Modulare Bremsvorrichtung (1) nach Anspruche 4, dadurch gekennzeichnet, dass für die Umwandlung der in das Fluidsystems (15, 20) eingespeiste Energie in Wärme ein Ventil (19), insbesondere ein Druckbegrenzungsventil, 5. Modular braking device (1) according to claim 4, characterized in that for the conversion of the energy fed into the fluid system (15, 20) into heat, a valve (19), in particular a pressure relief valve,

vorgesehen ist. is intended.

6. Modulare Bremsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass vorgesehen ist, überschüssige Wärme des Fluidsystems (15, 20) an die 6. Modular braking device (1) according to one of claims 1 to 5, characterized in that it is provided that excess heat of the fluid system (15, 20) is transferred to the

Umgebung abzugeben. environment.

7. Modulare Bremsvorrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abgabe der überschüssigen Wärme des Fluidsystems (15, 20) an die Umgebung eine 7. Modular braking device (1) according to claim 6, characterized in that for dissipating the excess heat of the fluid system (15, 20) to the environment, a

Kühlvorrichtung, insbesondere ein Öl-Kühler vorgesehen ist. Cooling device, in particular an oil cooler, is provided.

8. Verfahren zum Betreiben einer modularen Bremsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall des Bremsbetriebs, in dem die im Wesentlichen translatorische Energie eines bewegten Schienenfahrzeugs (6) in andere Energieformen umgewandelt wird, zunächst, falls vorhanden, das Bremsmodul zur Umwandlung in elektrische Energie (41, 411, 412), daraufhin das Bremsmodul zum Betrieb eines fahrzeugseitigen Fluidsystems (41, 16) und erst danach das Bremsmodul (42) zur Umwandlung in andere mechanische Energie und/oder Wärme 8. Method for operating a modular braking device (1) according to one of claims 1 to 7, characterized in that in the case of braking operation, in which the essentially translational energy of a moving rail vehicle (6) is converted into other forms of energy, first, if present, the braking module for conversion into electrical energy (41, 411, 412), then the braking module for operating a vehicle-side fluid system (41, 16) and only then the braking module (42) for conversion into other mechanical energy and/or heat

aktiviert wird. is activated.

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9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, 9. Method according to claim 8, characterized in that

dass die gestaffelte Aktivierung der Bremsmodule that the staggered activation of the brake modules

(4, 41, (4, 41,

411, 412, 42, 16) in Abhängigkeit von Betriebsgrößen wie der 411, 412, 42, 16) depending on company sizes such as the

momentanen translatorischen Geschwindigkeit (v(t) instantaneous translational velocity (v(t)

, Vor Vmin) , Before Vmin)

des Schienenfahrzeugs (6), der Bremskräfte (F, Fı1y Fo1y”y Foz3) of the rail vehicle (6), the braking forces (F, Fı1y Fo1y”y Foz3)

und/oder der Bremsleistung (P, Pı, P2,, P(v,a@)) auf Basis and/or the braking power (P, Pı, P2,, P(v,a@)) based on

eines vorgegebenen Bremsverlaufs erfolgt. a predetermined braking pattern.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, gekennzeichnet, dass die Aktivierung aller im 10. Method according to one of claims 8 or 9, characterized in that the activation of all in the

Schienenfahrzeug vorhandenen Bremsmodule (4, 41, Rail vehicle existing brake modules (4, 41,

dadurch through this

411, 412, 411, 412,

42, 16) in bestimmten Betriebsfällen, beispielsweise bei der 42, 16) in certain operating cases, for example in the

Auslösung einer Notbremsung oder Schnellbremsung, Initiation of an emergency brake or rapid braking,

gleichzeitig erfolgt. occurs simultaneously.

Claims (9)

24 Patentansprüche24 patent claims 1. Gleisbaumaschine (6) mit zumindest einem hydraulisch angetriebenen Arbeitsaggregat (11) und mit einer modularen Bremsvorrichtung (1) zur Umwandlung der im Wesentlichen translatorischen Energie der Gleisbaumaschine (6), mit einem Bremsmodul (42) zur Umwandlung in eine andere mechanische Energie und/oder Wärme und/oder mit einem Bremsmodul (41, 411, 412) zur Umwandlung in elektrische Energie, wobei vorgesehen ist, diese elektrische Energie mittels Transformator (31, 311) und Stromabnehmer (7) in ein streckenseitiges elektrisches Versorgungssystem rückzuführen und/oder mittels Stromwandler in eine fahrzeugseitige elektrische Speichervorrichtung (32) zu speichern und/oder mittels elektrischen Leistungswiderständen in Wärme umzuwandeln, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Bremsmodul (41, 16) zur vollständigen oder teilweisen Übertragung der translatorischen kinetischen Energie der Gleisbaumaschine (6) vollständig oder teilweise an ein fahrzeugseitiges Fluidsystem (15, 20) des Arbeitsaggregats (11) eingerichtet ist, wobei in einem vollständig passiven Betriebszustand des Fluidsystems (15, 20), bei dem das Arbeitsaggregat nicht aktiviert ist und in dem dieses keine weitere Energie mehr aufnehmen kann, 1. A track maintenance machine (6) with at least one hydraulically driven working unit (11) and with a modular braking device (1) for converting the essentially translational energy of the track maintenance machine (6), with a braking module (42) for converting it into other mechanical energy and/or heat and/or with a braking module (41, 411, 412) for converting it into electrical energy, wherein it is provided that this electrical energy is fed back into a trackside electrical supply system by means of a transformer (31, 311) and current collector (7) and/or is stored in a vehicle-side electrical storage device (32) by means of current transformers and/or is converted into heat by means of electrical power resistors, characterized in that a further braking module (41, 16) is configured for the complete or partial transmission of the translational kinetic energy of the track maintenance machine (6) completely or partially to a vehicle-side fluid system (15, 20) of the working unit (11), wherein in a completely passive operating state of the fluid system (15, 20) in which the working unit is not activated and in which it can no longer absorb any further energy, vorgesehen ist, die eingespeiste Energie in Wärme umzuwandeln. It is intended to convert the energy fed in into heat. 2. Gleisbaumaschine (6) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Bremsmodul (41, 16) vorgesehen ist, die translatorische Energie der Gleisbaumaschine (6) direkt in das fahrzeugseitige Fluidsystem 2. Track construction machine (6) according to claim 1, characterized in that the further brake module (41, 16) is provided to transfer the translational energy of the track construction machine (6) directly into the vehicle-side fluid system (15, 20) einzuspeisen. (15, 20). 3. Gleisbaumaschine (6) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Bremsmodul (41, 16) 3. Track construction machine (6) according to claim 1, characterized in that the further brake module (41, 16) vorgesehen ist, die translatorische Energie der It is intended to reduce the translational energy of the [ZULETZT VORGELEGTE ANSPRÜCHE ) [MOST RECENTLY SUBMITTED CLAIMS] 25 25 Gleisbaumaschine (6) einstufig oder mehrstufig in andere Energieformen wie elektrische, mechanische, thermische oder pneumatische Energie umzuformen und die Energieform der letzten Umwandlungsstufe zum Betrieb des fahrzeugseitigen track construction machine (6) in one or more stages into other forms of energy such as electrical, mechanical, thermal or pneumatic energy and to use the energy form of the last conversion stage to operate the on-board Fluidsystems (15, 20) zu verwenden. fluid system (15, 20). 4. Gleisbaumaschine (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für die Umwandlung der in das Fluidsystems (15, 20) eingespeiste Energie in Wärme ein Ventil 4. Track construction machine (6) according to one of claims 1 to 3, characterized in that for the conversion of the energy fed into the fluid system (15, 20) into heat, a valve (19), insbesondere ein Druckbegrenzungsventil, vorgesehen ist. (19), in particular a pressure relief valve, is provided. 5. Gleisbaumaschine (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass vorgesehen ist, überschüssige 5. Track construction machine (6) according to one of claims 1 to 4, characterized in that it is provided that excess Wärme des Fluidsystems (15, 20) an die Umgebung abzugeben. To release heat from the fluid system (15, 20) to the environment. 6. Gleisbaumaschine (6) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abgabe der überschüssigen Wärme des Fluidsystems (15, 20) an die Umgebung eine Kühlvorrichtung, 6. Track construction machine (6) according to claim 5, characterized in that for dissipating the excess heat of the fluid system (15, 20) to the environment, a cooling device, insbesondere ein Öl-Kühler vorgesehen ist. in particular an oil cooler is provided. 7. Verfahren zum Betreiben einer Gleisbaumaschine (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall des Bremsbetriebs, in dem die im Wesentlichen translatorische Energie einer bewegten Gleisbaumaschine (6) in andere Energieformen umgewandelt wird, zunächst, falls vorhanden, das Bremsmodul zur Umwandlung in elektrische Energie (41, 411, 412), daraufhin das Bremsmodul zum Betrieb eines fahrzeugseitigen Fluidsystems (41, 16) und erst danach das Bremsmodul (42) zur Umwandlung in andere mechanische 7. Method for operating a track construction machine (6) according to one of claims 1 to 6, characterized in that in the case of braking operation, in which the essentially translational energy of a moving track construction machine (6) is converted into other forms of energy, first, if present, the braking module for conversion into electrical energy (41, 411, 412), then the braking module for operating a vehicle-side fluid system (41, 16) and only then the braking module (42) for conversion into other mechanical Energie und/oder Wärme aktiviert wird. Energy and/or heat is activated. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die gestaffelte Aktivierung der Bremsmodule (4, 41, 411, 412, 8. Method according to claim 7, characterized in that the staggered activation of the brake modules (4, 41, 411, 412, 42, 16) in Abhängigkeit von Betriebsgrößen wie der momentanen 42, 16) depending on company sizes such as the current ( ZULETZT VORGELEGTE ANSPRÜCHE ] ( MOST RECENT CLAIMS ) 26 26 translatorischen Geschwindigkeit (v(t), Vos Vmin) der Gleisbaumaschine (6), der Bremskräfte (F, Fı1, Foa1, Fo3) und/oder der Bremsleistung (P, Pı, P,, P(v,@)) auf Basis eines translational speed (v(t), Vos Vmin) of the track maintenance machine (6), the braking forces (F, Fı1, Foa1, Fo3) and/or the braking power (P, Pı, P,, P(v,@)) based on a vorgegebenen Bremsverlaufs erfolgt. specified braking curve. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierung aller in der Gleisbaumaschine (6) vorhandenen Bremsmodule (4, 41, 411, 412, 42, 16) in bestimmten Betriebsfällen, beispielsweise bei der Auslösung einer Notbremsung oder Schnellbremsung, gleichzeitig 9. Method according to one of claims 7 or 8, characterized in that the activation of all brake modules (4, 41, 411, 412, 42, 16) present in the track-laying machine (6) in certain operating cases, for example when triggering an emergency brake or rapid brake, simultaneously erfolgt. occurs. [ ZULETZT VORGELEGTE ANSPRÜCHE ] [ MOST RECENTLY FILED CLAIMS ]
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080083576A1 (en) * 2006-10-04 2008-04-10 Read David H Regenerative energy storage system for hybrid locomotive
US20080121136A1 (en) * 2006-11-28 2008-05-29 General Electric Company Hybrid locomotive and method of operating the same
US10363946B2 (en) * 2016-12-02 2019-07-30 Harris Corporation Hybrid pneumatic regenerative system for railway vehicles
EP2927086B1 (en) * 2014-04-02 2020-02-12 ALSTOM Transport Technologies An assembly set and method for equipping a railway traction vehicle with brake energy recovery using standardised traction modules
EP3625098B1 (en) * 2017-05-18 2021-10-20 Plasser & Theurer Export von Bahnbaumaschinen GmbH Rail vehicle for carrying out an operation on a track system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080083576A1 (en) * 2006-10-04 2008-04-10 Read David H Regenerative energy storage system for hybrid locomotive
US20080121136A1 (en) * 2006-11-28 2008-05-29 General Electric Company Hybrid locomotive and method of operating the same
EP2927086B1 (en) * 2014-04-02 2020-02-12 ALSTOM Transport Technologies An assembly set and method for equipping a railway traction vehicle with brake energy recovery using standardised traction modules
US10363946B2 (en) * 2016-12-02 2019-07-30 Harris Corporation Hybrid pneumatic regenerative system for railway vehicles
EP3625098B1 (en) * 2017-05-18 2021-10-20 Plasser & Theurer Export von Bahnbaumaschinen GmbH Rail vehicle for carrying out an operation on a track system

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