CZ20004408A3 - Uspořádání vozidel - Google Patents

Abstract

Řešení se týká uspořádání vozidel, sestávajících z alespoň dvou vozidel, přičemž první vozidlo (1,10)je vybaveno řídicím stanovištěm, pohonem spalovacím motorem, podvozkem pro speciální druh komunikace a spojovacími zařízeními (4, 12, 17), jakož i obslužnými a řídicími zařízeními pro alespoň jedno další vozidlo s integrovaným motorem, přičemž první vozidlo je popřípadě vybaveno alespoň volitelně aktivovaným přídavným podvozkem (2,7) pro druhý druh komunikace, nebo je podvozek (2, 7) prvního vozidla (1, 10) snímatelný aje vybaven úchyty pro alespoň jedenjiný podvozek pro druhý druh komunikace, přičemž alespoň jedno další vozidlo uspořádání vozidel je provedeno jako externí hnací jednotka (5, 9, 11) bez řídicího stanoviště s alespoň jedním spojovacím zařízením (4, 12, 17), přenášejícím hnací a brzdné síly, a s alespoň jedním rozhraním (18) k obslužným a řídicím zařízením na prvním vozidle (1, 10).

Description

Oblast techniky

Vynález se týká uspořádání vozidel, sestávající z alespoň dvou vozidel, přičemž první vozidlo je vybaveno řídícím stanovištěm, pohonem spalovacím motorem, podvozkem pro speciální druh komunikace a spojovacími, jakož i obslužnými a řídicími zařízeními pro alespoň jedno další vozidlo s integrovaným motorem, přičemž první vozidlo je popřípadě vybaveno alespoň volitelně aktivovatelným, přídavným podvozkem pro druhý druh komunikace, nebo je podvozek prvního vozidla snímatelný a jsou upraveny úchyty pro alespoň jeden jiný podvozek pro druhý druh komunikace.

Dosavadní stav techniky

Ve stavu techniky již byly popsány různé konstrukce vozidel, které jsou přeměnitelné pro provoz jak jako kolejová vozidla, tak i jako silniční vozidla. Například WO95/29822 představuje silniční vozidlo s přídavnými kolejovými pojezdovými sestavami, z nichž jedna nese hnací jednotku. Ve WO93/24339 je popsáno přeměnitelné vozidlo, u kterého podle potřeby najíždí silniční tahač na speciální kolejové vozidlo, spojuje se s ním a pak táhne přívěs, dočasně vybavítelný kolejovými pojezdovými sestavami. Kromě toho je přeměna přívěsů silničních vozidel na kolejové vagony, popř. naopak, předmětem mnoha přihlášek, například již zmíněné WO93/24339, EP 0 323 933 nebo EP 0 487 427. Tyto systémy jsou většinou dimenzovány pro střídavý, proto ale

81091 (81091a) • · · · · · • Λ 1 · * · · · ···« 1 · · · ··· * · · * déle trvající provoz vždy v jednom druhu provozu - kolejnice nebo silnice, proto také nepřicházejí příliš v úvahu delší, popř. nákladnější přestavby nebo přestrojovací procesy. Pro častou a rychlou postupnou změnu mezi druhy provozu jsou tyto systémy nepružné a nákladné.

Dále existuje také mnoho spisů na téma hybridní pohon, přičemž se ve vozidle pro pohyb střídavě využívá spalovací motor a elektromotor, popř. jiný pohon. Hybridní pohony jsou opět upraveny většinou sériově a mají kromě toho nevýhodu, že musí v každém druhu provozu nést nadváhu právě neaktivního hnacího systému. Elektrické pohony jsou přitom na základě baterií nebo akumulátorů velmi těžké a mají pouze omezený jízdní dosah a stoupavost.

Také již byly například v US 3 709 153 B a v US 3 638 579 B navrhovány posunovací tahače pro železniční vagony s kolejovým a silničním podvozkem, které při posunu železničního vagonu jezdí na kolejnicích a od místa posunu a k místu posunu se mohou dostat na silničním podvozku. Tyto posunovací tahače jsou upraveny pouze pro krátké trasy a pro vozidla, která nemají řídicí stanoviště a nejsou sama poháněna, tato se na delší vzdálenosti tahají v sestaveném tvaru běžnou lokomotivou.

Jedno uspořádání vozidel jak bylo popsáno úvodem je zveřejněno v DE 43 05 862 Al, přičemž jsou dvě obvykle zcela autonomní vozidla stejného druhu spojena pro dočasný tandemový provoz k docílení vyššího výkonu. Přitom jsou ale obě vozidla vybavena úplně, ačkoli je potřeba vlastně pouze jedno řídicí stanoviště a jedna sada ovládacích prvků. Příprava takových vozidel k pouze dočasnému použití s jinými vozidly stejného druhu je naprosto nehospodárná.

81091 (81091a) • · · · · · φ • · ♦ · · ♦ • · · • · · · • * ·

Podstata vynálezu

Proto je úkolem tohoto vynálezu vytvořit uspořádání vozidel, které je vhodné pro jednoduchou a rychlou, častou obměnu hnacích a podvozkových systémů pro různé druhy pohonů a komunikací a hodí se proto speciálně pro intermodální provoz veřejných dopravních systémů v městských oblastech. Speciálně by mělo být navrženo vozidlo s pohonem střídavě spalovacím motorem a elektromotorem, které se speciálně hodí pro provoz ve veřejných dopravních systémech, především v městských oblastech.

K řešení tohoto úkolu je podle vynálezu navrženo, aby alespoň jedno další vozidlo uspořádání vozidel bylo provedeno jako externí hnací jednotka bez řídicího stanoviště s alespoň jedním spojovacím zařízením, přenášejícím hnací a brzdné síly, a s alespoň jedním rozhraním k obslužným a řídicím zařízením na prvním vozidle. Separátní externí hnací jednotka, popřípadě také při potřebě většího množství hnacích jednotek na jinak autonomním vozidle, se může použít pro určité jízdní trasy, například pro ekologický elektrický provoz uvnitř města, mimoto na mimoměstských trasách vozidly poháněnými spalovacím motorem, a potřebuje být spojována pouze pro tyto účely s jinak nezávisle poháněným vozidlem. Protože se obsluha a řízení hnací jednotky po napojení uskutečňuje z vozidla, může být provedena velmi jednoduše a hospodárně a může tedy být k dispozici také ve větším množství kusů na určitých hraničních místech pro motorový nebo elektrický provoz, speciálně pro veřejný dopravní systém. Autobusy se spalovacími motory, provozované ve slabě osídlených

81091 (81091a)

9 9 9 *>· φ φ« • * · « · 9

Φ 9 9 9 9

9 9 9 9 9

9 9 · 9

9 9 99 99 oblastech, by mohly být například v hustě osídlených oblastech, například v centru města, vedeny po výměně podvozku na kolejích a být spojeny s elektrickými hnacími jednotkami. Mohly by dokonce být vedeny způsobem podzemních drah na podzemně vedených kolejových trasách. Také vzhledem ke stoupavosti by bylo možné optimální přizpůsobení, protože se v případě strmějších komunikaci může provoz uskutečňovat způsobem silničního vozidla a v rovných oblastech způsobem kolejového vozidla.

Jak již bylo naznačeno, je motor, integrovaný do externí hnací jednotky, výhodně elektromotor, čímž se může pozitivně ovlivnit emisní situace speciálně v centrech aglomerace, kde také příprava napájení proudem, popř. dobíjení, nečiní problémy.

Mimořádně výhodná je forma provedení externích hnacích jednotek, podle které je alespoň jeden sběrač proudu k elektricky vodivému spojení opatřen sběrnicí nebo vedením proudu, výhodně povrchovým vedením. Tím odpadá nutnost pro těžké a prostorově náročné baterie, popř. akumulátory, a vzniká kromě toho možnost využívat již existující napájecí zdroje, například povrchová vedení železnic, popř. tramvají nebo trolejbusů, jakož i sběrnice v oblasti podzemní dráhy.

Pro oblasti bez infrastruktury k napájení proudem je samozřejmě dána možnost, aby byla k dispozici alespoň jedna baterie, popř. akumulátor, spojitelná s elektromotorem, aby se také v těchto oblastech mohly využívat přednosti elektrického pohonu.

Podle dalšího znaku vynálezu je podvozek externí hnací jednotky pro další druh komunikace dimenzován jako podvozek

81091 (81091a) « 9 9 9 9 · 9 ♦ · *

9 9 9 · · 9 9 9 9 * 9 9 9 > 9 prvního vozidla. Tím se na problémových trasách vzhledem ke druhu komunikace, například na kolejových trasách s mimořádně silným stoupáním, připojením hnací jednotky s lepším nebo jiným druhem přenosu síly na jinou komunikaci, například silniční podvozek s vyšší převoditelnou hnací a brzdnou silou, mohou tyto problémové trasy překonat. Potom může vozidlo hnací jednotku opět odpojit a autonomně pokračovat v jízdě, zatímco je hnací jednotka k dispozici pro další vozidlo na problémové trase.

Jestliže je podle další výhodné formy provedení vynálezu také hnací jednotka vybavena alespoň jedním přídavným podvozkem pro druhý, jiný druh komunikace, který se může volitelně aktivovat, je tím možný neomezený a zcela intermodální provoz. Externí hnací jednotka může přitom výhodně také při krátkodobé změně druhu provozu vozidla tuto změnu provést, takže se i přes rozdílnou komunikaci mohou dále využívat výhody aktuální provozní varianty. Například při přerušení kolejové sítě mohou být vozidla dále vedena v silničním provozu, přičemž ale může ekologicky přijatelný elektrický pohon zůstat dále připojen a v provozu.

Alternativně k variantě předchozího odstavce a se stejnými výhodami může být také upraveno, aby byl podvozek snímatelný a byly upraveny úchyty pro alespoň jeden jiný podvozek pro druhý, jiný druh komunikace. Zatímco je pro přestrojení vyžadován určitý čas, může být toto často vyváženo výhodou lehčího provedení, protože se nemusí s sebou vozit dva podvozky.

Podle dalšího znaku vynálezu se může externí hnací jednotka vyznačovat také alespoň jedním integrovaným motorem, který je spojen s podvozkem, přenášejícím hnací a

81091 (81091a) • · # «· * ♦ ♦ · * • »4 · · 4 • · * · · • ··· · k' * · brzdné síly na komunikaci, úchytnou, popř. ložnou plochou k nesení vozidla a alespoň jedním spojovacím zařízením k vozidlu a alespoň jedním rozhraním k obslužným a řídicím zařízením na vozidle. Také zde odpadají veškeré přestavné práce na vozidle samém a externí hnací jednotka, která se až na řídicí a obslužná zařízení shoduje se samostatným vozidlem, může být optimálně přizpůsobena komunikaci, pro kterou je upravena.

Jestliže je doplňkově k prvnímu spojovacímu zařízení k dispozici alespoň jedno další spojovací zařízení k dalšímu vozidlu a/nebo k další externí hnací jednotce, přičemž jsou výhodně k dispozici také rozhraní pro obslužná a řídicí zařízení k dalšímu vozidlu a/nebo k další externí hnací jednotce, může se na určitých trasách vytvořit druh jízdních souprav z jinak autonomních vozidel, který na základě vedení tras nebo speciálního druhu komunikace musí nebo může být řízen pouze jedním řidičem, především ekologicky přijatelnějším hnacím systémem externích hnacích jednotek než spalovacím motorem vozidel.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže vysvětlen prostřednictvím konkrétních příkladů provedení znázorněných na výkresech, na kterých představuje obr. 1 vozidlo s připojenými externími hnacími j ednotkami, obr. 2 vozidlo, které je naloženo na hnací jednotce, provedené jako separátní vozidlo,

81091 (81091a)

9 obr. 3 schematické zobrazení hnací jednotkou a

9 9 · • 9 ·

• · • · » · · 9 spojení vozidla

9 9 9

9 9 9 • 9 9 · » ♦ · · s externí obr. 4 jízdní soupravu dvou vozidel se dvěma externími hnacími jednotkami.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 označuje vztahová značka 2 vozidlo se spalovacím motorem, zde například nákladní automobil. Předmětný vynález je mimořádně výhodně použitelný také u autobusů k osobní dopravě, především ve veřejném dopravním systému. Vozidlo 1 je opatřeno podvozkem 2_ pro komunikaci 2_, výhodně silnici. Výhodně je ale vybaveno druhým podvozkem pro jinou komunikaci, například kolejnice, nebo je ke změně svého podvozku dimenzováno, aby se mohlo provozovat na různých komunikacích.

Přinejmenším jedním spojovacím zařízením _4 se může vozidlo _1 napojovat na externí hnací jednotku 5, která se výhodně zakládá na jiném hnacím systému než vozidlo 2/ je výhodně vybavena elektrickým pohonem. Tento elektrický pohon může být napájen přinejmenším baterií, akumulátorem nebo výhodně alespoň jedním sběračem _6 proudu z rozvodné sítě popřípadě z napájecí sítě, zřízené již pro provoz železnice, tramvají nebo podzemní dráhy. Externí hnací jednotka 5 přitom může být rovněž výhodně vybavitelná stejným podvozkem 2 jako vozidlo 2' nebo být vybavena výměnným podvozkem. Další alternativa navrhuje vybavit externí hnací jednotku 5 podvozkem pro jiný druh komunikace než obvykle vozidlo 2 ^ma a spojovat vozidlo 2 ^a hnací jednotku 5 také v případě, má16 81091 (81091a)

- 8 • * · ·

I * · 1 » ♦ 9 <

► 9 9 I » · · <

» * · * li být vozidlo 1 provozováno na jiné komunikaci.

Silniční nákladní vozidlo může být například v určitých oblastech nebo pro určité trasy přestrojeno na kolejový provoz, přičemž pak jeho spalovací motor zůstává mimo provoz a pohon se uskutečňuje pouze pro kolejový provoz dimenzovanou externí hnací jednotkou s elektromotorem, výhodně elektromotorem napájeným rozvodnou sítí. Řízení zmíněné hnací jednotky se uskutečňuje také dále vozidlem samým, vycházejíc přes pro to upravená rozhraní. Aby se usnadnilo připojení a vylepšila se manipulace s externími hnacími jednotkami 5, mohou být tyto opatřeny alespoň jedním podpěrným kolem _8.

Externí hnací jednotka 5 se může na vozidlo 1_ připojovat buď vpředu nebo vzadu a mohou být upraveny také dvě nebo větší množství hnacích jednotek, jak je na obr. 1 naznačeno druhou, zadní hnací jednotkou 9. V tomto případě by se mohl k napojování spojovacího zařízení 4_ výhodně využívat závěs přívěsu, většinou upravený na vozidle L·

Další výhodná forma provedení je znázorněna na obr. 2, kde vozidlo 10, zde například autobus k osobní dopravě, najel na ložnou plochu externí hnací jednotky 11 a je tam fixován. Hnací jednotka 11 je přitom dimenzována téměř jako samostatné vozidlo, pouze řízení a obsluha se uskutečňuje opět z vozidla 10, které je alespoň jedním spojovacím zařízením 12 a rozhraním spojeno s hnací jednotkou. Výhodně jsou opět vozidlo 10 a hnací jednotka 11 dimenzovány pro různé komunikace, výhodně je vozidlo 10 vybaveno koly 13 pro silniční provoz, zatímco hnací jednotka 11 je vybavena kolejovými koly 14 pro výhodně běžné kolejnice 15 a příslušné podvozky. Také hnací systémy jsou výhodně

81091 (81091a) • · φ · * · φ · φ · · · · · ···· φ ······ ·· φ· zkonstruovány rozdílně, přičemž má většinou silniční vozidlo spalovací motor a externí hnací jednotka 11 elektrický pohon. Pouze pro příklad je znázorněna externí hnací jednotka 11 bez sběrače proudu, aby se také znázornila možnost provozu s napájením z alespoň jedné baterie nebo akumulátoru. Výška ložné plochy hnací jednotky 11 je smysluplně vyměřena tak, aby vyrovnávala rozdíl nástupních výšek chodníků podél komunikace externí hnací jednotky 11, například nástupišť pro podzemní dráhy, a naloženého silničního vozidla 10 a tak umožňovala bezpřekážkovou výměnu cestujících na jedné úrovni.

Příklad provedení pro spojení mezi vozidlem 1, 10a hnací jednotkou 5, 9 nebo 11, který je použitelný samozřejmě pro všechny druhy vozidel a hnacích jednotek, je znázorněn na obr. 3. Hnací jednotka 5, 9 nebo 11 je přitom vybavena elektricky poháněným podvozkem se dvěma volnými koly 2 ^a příslušným elektromotorem 16, který může svoji energii odebírat z baterie, akumulátoru nebo sběračem proudu z rozvodné sítě. K přenosu hnacích a brzdných sil jsou upraveny dvě boční a v podélném směru tuhé spojky 17, které ale umožňují vykyvování okolo v podstatě horizontální osy, ležící příčně ke směru jízdy. Hnací jednotka 5, 9 nebo 11 je řízena z řídicího stanoviště vozidla 1, 10 pomocí výhodně zvláštních obslužných prvků, přičemž se přenos signálu může uskutečňovat v principu libovolnou cestou, například signální sběrnicí, optickým nebo akustickým spínačem, například infračerveným dálkovým ovládáním, rádiově atd. K tomu jsou na vozidle 1, 10 a na hnací jednotce 5, 9 nebo upravena vhodná rozhraní 18.

Na obr. 4 je znázorněna ještě další výhodná varianta vynálezu, u které je větší množství vozidel 2 a větší

81091 (81091a) • * · » • 0 « ♦· ·· · * · ♦ «4 · « ·»· « »· * · ·♦»··· • · · · · · · · «··· .· · · ♦ *·· · » · · množství hnacích jednotek 5 spojeno do jízdní soupravy, která může být podle podvozku vozidel 1. a hnacích jednotek provozována například na kolejích nebo na silnici. Přitom je kvůli rovnoměrnému rozdělení hnacích a brzdných sil a také hmotnosti výhodné, střídají-li se vždy jedno vozidlo 1. a jedna hnací jednotka 5.

Následně bude pojednáno také o možnosti, že mohou být hnací jednotka a připojené vozidlo u všech dosud popisovaných variant provozovány také na různých komunikacích, přičemž se pak také může upustit od pevného spojení. Například by mohlo mít silniční vozidlo bez výměny podvozku pro určité oblasti nebo cesty upnuto elektrický pohon, který jede na kolejích, probíhajících vedle silnice nebo na silnici. Především pro autobusy ve veřejné dopravě je tato možnost výhodná, mohou-li na trasách, na kterých jsou nebo byly vedeny také tramvajové trasy, využívat ekologický elektrický pohon připojitelných a odpojitelných elektrických hnacích jednotek, vedených na těchto kolejnicích.

U všech uvedených variant by se mohl místo řízení z řídicího stanoviště vozidla uskutečňovat také provoz bez řidiče s řízením externí hnací jednotky zvenku, například indukční smyčkou v oblasti komunikace, signalizačním zařízením na kraji jízdní dráhy atd. Tento externí vliv může být k dispozici také doplňkově k řízení řidičem a může být aktivován vždy podle potřeby. Externí hnací jednotky všech forem provedení mohou být v případě potřeby rovněž vybaveny alespoň jednou řiditelnou nápravou, popř. řiditelnými koly.

Zastupuj e:

Dr. Miloš Všetečka v.r.

81091 (81091a) ?

X

- n•9 9949

JUDr. Miloš Všetečka advokát

120 00 Praha 2, Hálkova 2 i/ £*/ 2.QOO • 99 99

4994 • · · Ufjrayená strana

444 94 44

Claims (8)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Uspořádání vozidel, sestávající z alespoň dvou vozidel, přičemž první vozidlo je vybaveno řídicím stanovištěm, pohonem výhradně spalovacím motorem, podvozkem pro speciální druh komunikace a spojovacími, jakož i obslužnými a řídicími zařízeními pro alespoň jedno další vozidlo s integrovaným motorem, přičemž první vozidlo je popřípadě vybaveno alespoň jedním volitelně aktivovatelným přídavným podvozkem pro druhý druh komunikace, nebo je podvozek prvního vozidla snímatelný a je vybaven úchyty pro alespoň jeden jiný podvozek pro druhý druh komunikace, přičemž je dále alespoň jedno další vozidlo uspořádání vozidel provedeno jako externí hnací jednotka (5, 9, 11) bez řídicího stanoviště s alespoň jedním spojovacím zařízením (4, 12, 17), přenášejícím hnací a brzdné síly, a s alespoň jedním rozhraním (18) k obslužným a řídicím zařízením na prvním vozidle (1, 10), vyznačující se tím, že externí hnací jednotka (5, 9, 11) bez řídicího stanoviště je vybavena elektromotorem (16), pohánitelným nezávisle na jakémkoli druhu spalovacího motoru (1, 10).
2. 2. Uspořádání vozidel podle nároku 1, vyznačující se tím, že externí hnací jednotka (5, 9, 11) je vybavena alespoň jedním sběračem (6) proudu k elektricky vodivému spojení elektromotoru (16) se sběrnicí nebo vedením proudu, výhodně povrchovým vedením.
3. 3. Uspořádání vozidel podle nároku 1, vyznačující se tím, že v externí hnací jednotce (5, 9, 11) je k dispozici alespoň jedna baterie, popř.

   akumulátor, a jsou spojitelné s elektromotorem (16).

   16 81091 (81091a) ·« v··» ·* ·· • · · « • · IJ^rayená strana • ·· · · • * «

   t

   MW
4. 4. Uspořádání vozidel podle alespoň jednoho předcházejícího nároku, vyznačující se tím, že podvozek (7, 14) externí hnací jednotky (5, 9, 11) pro jiný druh komunikace je dimenzován jako podvozek (2, 13) prvního vozidla (1, 10).
5. 5. Uspořádání vozidel podle nároku 4, vyznačující se tím, že externí hnací jednotka (5, 9,

   11) je vybavena alespoň jedním přídavným podvozkem pro druhý, jiný druh komunikace, tento přídavný podvozek může být volitelně aktivován.
6. 6. Uspořádání vozidel podle nároku 4, vyznačující se tím, že podvozek externí hnací jednotky (5, 9, 11) je snímatelný a jsou upraveny úchyty pro přinejmenším jeden jiný podvozek pro druhý, jiný druh komunikace.
7. 7. Uspořádání vozidel sestávající z alespoň dvou vozidel, přičemž je první vozidlo vybaveno řídicím stanovištěm, pohonem výhradně spalovacím motorem, podvozkem pro speciální druh komunikace a spojovacími, jakož i obslužnými a řídicími zařízeními pro alespoň jedno další vozidlo s integrovaným motorem, přičemž má další vozidlo uspořádání úchytnou, popř. ložnou plochu k nesení alespoň prvního vozidla (10) uspořádání vozidel, alespoň jedno spojovací zařízení (12) k tomuto nesenému vozidlu (10) a alespoň jedno rozhraní k obslužným a řídicím zařízením na tomto vozidle (10), vyznačující se tím, že externí hnací jednotka (11) má přinejmenším jeden integrovaný elektromotor, který je pohánitelný nezávisle na spalovacím motoru prvního vozidla (10) a je spojen s alespoň jedním podvozkem (14), přenášejícím hnací a brzdné síly na

   16 81091 (81091a) »··· **· • : lldraVená strana • · · « * #· *’ ·· • · ··· + komunikaci.
8. 8. Uspořádáni vozidel podle přinejmenším jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že doplňkově k prvnímu spojovacímu zařízení je k dispozici přinejmenším jedno další spojovací zařízení k dalšímu vozidlu a/nebo další externí hnací jednotce, přičemž jsou k dispozici výhodně také rozhraní pro obslužná a řídicí zařízení k dalšímu vozidlu a/nebo k další externí hnací jednotce.