DE102004024355B4

DE102004024355B4 - Rail vehicle with a traction coupling and traction coupling for this purpose

Info

Publication number: DE102004024355B4
Application number: DE200410024355
Authority: DE
Inventors: Bruno Krauss; Friedrich Krug; Johannes Kröll
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2004-05-17
Filing date: 2004-05-17
Publication date: 2012-04-26
Anticipated expiration: 2024-05-18
Also published as: WO2005113313A1; DE102004024355A1

Abstract

Schienenfahrzeug (4) mit einer Zugkupplung (10, 11) und mit einer Übertragungseinrichtung (12), die eine breitbandige Datenleitung (26) zur Übertragung von Informationen und/oder Befehlen auf ein benachbartes Schienenfahrzeug (6) des gleichen Zuges (1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenleitung (26) einen Hohlleiter (16) aufweist, in dem die zu übertragenden Informationen bzw. Befehle übertragbar sind und dass die breitbandige Datenleitung (26) in das innere der Zugkupplung (10, 11) integriert ist.Rail vehicle (4) with a train coupling (10, 11) and with a transmission device (12) which has a broadband data line (26) for transmitting information and / or commands to an adjacent rail vehicle (6) of the same train (1), characterized in that the data line (26) has a waveguide (16) in which the information or commands to be transmitted can be transmitted, and that the broadband data line (26) is integrated into the interior of the train coupling (10, 11).

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet von zwangsgeführten, insbesondere von schienengeführten Fahrzeugverbänden.The invention is in the field of positively driven, especially rail-guided vehicle assemblies.

Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug mit einer Zugkupplung und mit einer Übertragungseinrichtung, die eine breitbandige Datenleitung zur Übertragung von Informationen und/oder Befehlen von mindestens einem Schienenfahrzeug auf ein benachbartes Schienenfahrzeug des gleichen Zuges aufweist. Die Erfindung betrifft außerdem eine Zugkupplung.The invention relates to a rail vehicle with a traction coupling and with a transmission device which has a broadband data line for transmitting information and / or commands from at least one rail vehicle to an adjacent rail vehicle of the same train. The invention also relates to a traction coupling.

Es ist bekannt, bei Schienenfahrzeugen zur Übertragung von Informationen und/oder Befehlen eine elektromechanische Steckkupplung zu verwenden. Diese Steckkupplung ist eine aufwendig konstruierte Steckverbindung mit zahlreichen einzelnen signalführenden Leitern (z. B. ca. 50), wobei die Einzelkontakte anfällig für Verschmutzung und Verschleiß sind.It is known to use in railway vehicles for the transmission of information and / or commands an electromechanical plug-in coupling. This plug-in coupling is an elaborately designed connector with numerous individual signal-carrying conductors (eg, about 50), wherein the individual contacts are prone to contamination and wear.

Bei Zugkupplungseinrichtungen, wie sie im normalen Eisenbahnverkehr üblich sind, müssen solche elektromechanischen Steckkupplungen von Hand gekuppelt bzw. entkuppelt werden, welches äußert umständlich und oft unzuverlässig ist.In Zugkupplungseinrichtungen, as is common in normal railway traffic, such electromechanical plug-in couplings must be manually coupled or decoupled, which is extremely cumbersome and often unreliable.

Eisenbahnbetreiber verlangen in Zukunft die Übertragung einer erheblichen Anzahl von Informationen und Daten zu denen Audiosignale, Videosignale, Bussignale, Betriebsdaten und Betriebsbefehle gehören.Railway operators will in future require the transmission of a significant amount of information and data, including audio, video, bus, operational and operating commands.

Das hohe Datenaufkommen und die zunehmende Datenmenge verlangen eine Übertragungsstrecke, die für hohe Datenmengen und Geschwindigkeiten und damit für hohe Frequenzen ausgelegt ist.The high volume of data and the increasing amount of data require a transmission link that is designed for high data volumes and speeds and thus for high frequencies.

So ist etwa aus CH 676903 A5 ein Übertragungsverfahren und eine Übertragungsanordnung mit einer oder mehreren Hochfrequenzübertragungsstrecken bekannt.Such is about CH 676903 A5 a transmission method and a transmission arrangement with one or more radio frequency transmission links known.

Die darin offenbarte Hochfrequenzübertragungsanordnung hat bei Einsatz von Mikrostreifenantennen oder Antennen als Magnetspulen jedoch den Nachteil des ungewollten Übersprechens auf vorbeifahrende Schienenfahrzeuge und auf alle in der näheren Umgebung befindlichen fahrzeugspezifischen elektrischen Komponenten des gleichen Zuges. Diese können beispielsweise Regelkreise für die Bremsanlage sein. Allgemein ist die elektromagnetische Wechselwirkung zwischen der in CH 676903 A5 offenbarten HF-Übertragungsstrecke und jeglicher Art von elektronischen Fahrzeugkomponenten nicht vorhersehbar. Der Betrieb einer solchen HF-Übertragungsstrecke bedeutet einen erhöhten Schirmungsaufwand gegen Streu- und Leckstrahlung. Ein weiterer Nachteil sind unerwünschte Reflexionen zwischen den Sende- und Empfangsbaugruppen. Dies führt zu Signallaufzeitverzögerungen und kann sich sogar in Verbindungsabbrüchen äußern.However, the disclosed therein high-frequency transmission arrangement has the disadvantage of accidental crosstalk on passing rail vehicles and all located in the immediate vicinity vehicle-specific electrical components of the same train when using microstrip antennas or antennas as magnetic coils. These can be, for example, control circuits for the brake system. Generally, the electromagnetic interaction between the in CH 676903 A5 disclosed RF transmission path and any kind of electronic vehicle components unpredictable. The operation of such an RF transmission path means increased shielding against stray and leakage radiation. Another disadvantage is unwanted reflections between the transmitting and receiving modules. This leads to signal propagation delays and may even manifest in disconnections.

Aus der DE 2 257 416 ist ein Schienenfahrzeug mit einer Zugkupplung und einer Übertragungseinrichtung bekannt, die eine Datenleitung zur Übertragung von Informationen und/oder Befehlen auf ein benachbartes Schienenfahrzeug des gleiches Zuges aufweist.From the DE 2 257 416 For example, there is known a rail vehicle having a traction coupling and a transmission device which has a data line for transmitting information and / or commands to an adjacent rail vehicle of the same train.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Übertragungseinrichtung, die die Notwendigkeit manueller Kupplungsvorgänge vermindert oder vermeidet sowie die Nachteile einer HF-Verbindung mittels Antennen vermindert aufweist und dennoch eine hohe Datenübertragungsrate zulässt.The object of the present invention is to provide a transmission device which reduces or avoids the need for manual coupling operations and reduces the disadvantages of an HF connection by means of antennas while still allowing a high data transmission rate.

Diese Aufgabe wird bei einer Übertragungseinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch eine die Schienenfahrzeuge verbindende breitbandige Datenleitung gelöst, die einen Hohlleiter aufweist, in dem die zu übertragenden Informationen bzw. Befehle übertragbar sind, und in die Zugkupplung integriert ist. Die Integration der Datenleitung in die Zugkupplung hat konstruktive Vorteile gegenüber frei geführten Datenleitungen und Steckverbindersystemen und minimiert die von Menschenhand auszuführenden Tätigkeiten.This object is achieved according to the invention in a transmission device of the type mentioned by a broadband data line connecting the rail vehicles, having a waveguide in which the information or commands to be transmitted are transferable, and is integrated into the traction coupling. The integration of the data line into the towing hitch has constructive advantages over free-running data lines and connector systems and minimizes man-made activities.

Vorzugsweise sind nur wenige oder genau eine einzige oder zwei breitbandige Datenleitungen vorhanden, über welche die gesamte Kommunikation zwischen den Schienenfahrzeugen abwickelbar sind. Die Breitbandigkeit der Leitungen ist dann entsprechend ausgeführt.Preferably, only a few or just a single or two broadband data lines are present, via which the entire communication between the rail vehicles can be processed. The broadbandity of the lines is then carried out accordingly.

Die Erfinder haben erkannt, dass durch den Einsatz moderner Datenübertragungsverfahren alle eingangs genannten Informationen im Grenzfall über eine einzige Leitung übertragen werden können.The inventors have recognized that by using modern data transmission methods, all of the aforementioned information can be transmitted in a borderline case via a single line.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Hohlleiter mit seinem runden, quadratischen oder rechteckigem Querschnitt auf Grund seiner starren metallischen Ausgestaltung konstruktiv vorteilhaft in oder an der Zugkupplungseinrichtung befestigbar. Die vorzugsweise Anordnung des Hohleiters bei der Integration in die Zugkupplungseinrichtung ist auf der Mittenlängsachse der Zugkupplungseinrichtung. Durch die Integration sind Störsignale durch die umgebenden Metallmassen unterbunden oder stark gemindert.According to a preferred embodiment of the waveguide with its round, square or rectangular cross-section due to its rigid metallic configuration structurally advantageous in or on the towing device fastened. The preferred arrangement of the waveguide in the integration into the Zugkupplungseinrichtung is on the central longitudinal axis of the Zugkupplungseinrichtung. Due to the integration, interference signals are suppressed or greatly reduced by the surrounding metal masses.

Nach einer bevorzugten Weiterbildung ist der Hohlleiter aus mindestens zwei miteinander koppelbaren Teilen ausgeführt, wobei die Teilhohlleiter insbesondere in dem Bereich der Mitte der Zugkupplungseinrichtung und/oder der Mitte des Zwischenraums zwischen den Schienenfahrzeugen koppelbar sind.According to a preferred embodiment of the waveguide of at least two together executed coupling parts, wherein the partial waveguide can be coupled in particular in the region of the center of the Zugkupplungseinrichtung and / or the middle of the gap between the rail vehicles.

Die zuvor beschriebene Ausgestaltung hat den besonderen Vorteil, dass zeitgleich mit dem mechanischem Ankuppelvorgang die Datenübertragungsstrecke herstellbar ist. Es entfällt dann der zweite Arbeitsschritt für das Stecken des elektromechanischen Steckverbinders. Somit ist die Handhabung einer Zugkupplungseinrichtung im Hinblick auf die Datenübertragung bedienerfreundlicher und sicherer ausführbar.The embodiment described above has the particular advantage that the data transmission path can be produced at the same time as the mechanical coupling process. It then eliminates the second step for the insertion of the electromechanical connector. Thus, the handling of a Zugkupplungseinrichtung is more user-friendly and safer executable in terms of data transmission.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Datenleitung zusätzlich zum Hohlleiter einen flexiblen, also biegsamen, Leitungsabschnitt auf. Der flexible Leitungsabschnitt bietet eine konstruktiv einfache und kostengünstige Möglichkeit von der beweglichen Zugkupplungseinrichtung auf das, in Bezug auf die Zugkupplungseinrichtung, feste Schienenfahrzeug zu koppeln.In a further embodiment of the invention, the data line in addition to the waveguide on a flexible, so flexible, line section. The flexible conduit section provides a structurally simple and cost-effective way of coupling the movable traction coupling device to the fixed rail vehicle with respect to the traction coupling device.

Für die o. a. bevorzugte Ausgestaltung der Datenleitung gilt, dass der flexible Leitungsabschnitt in Serie mit dem Hohlleiter liegt. Sich ändernde Abstandverhältnisse zwischen den Schienenfahrzeugen können durch Austausch eines längeren oder kürzeren in Serie zum Hohlleiter geschalteten flexiblen Leitungsabschnitts leicht angepasst werden.For the o. A. preferred embodiment of the data line is that the flexible line section is in series with the waveguide. Changing distance ratios between rail vehicles can be easily adjusted by replacing a longer or shorter flexible line section connected in series with the waveguide.

Zweckmäßigerweise ist der flexible Leitungsabschnitt als ein dielektrischer Wellenleiter ausgebildet. Nachfolgend wird der dielektrischer Wellenleiter kurz dielektrischer Leiter genannt. Vorteilhaft ist ein dielektrischer Leiter, dessen Kern für hochfrequente elektromagnetische Wellen aus transparentem Material geringer Dämpfung (z. B. transparentem Kunststoff) besteht. Der dielektrische Leiter dient zur Übertragung von Signalen mit Hilfe elektromagnetischer Wellen im Bereich hoher Frequenzen und kann somit eine erhebliche Anzahl von Informationen und Daten übertragen. Da die Schienenfahrzeuge im Einsatz relativ zueinander sowohl in vertikaler (z. B. +/–50 Grad) wie auch in horizontaler (z. B. +/–8 Grad) Richtung zueinander bewegt werden, ist die dielektrische Leitung in einer zweckmäßigen Ausgestaltungsform des flexiblen Leitungsabschnitts, als flexibler, also biegsamer, dielektrischer Leiter aus beispielsweise transparentem Kunststoff ausgelegt. Der Übergang der Datenleitung von der beweglichen Zugkupplungseinrichtung auf eine Sende-/Empfangseinrichtungen ist somit gewährleistet.Conveniently, the flexible conduit section is formed as a dielectric waveguide. Hereinafter, the dielectric waveguide will be called a short dielectric ladder. A dielectric conductor whose core for high-frequency electromagnetic waves consists of transparent material of low damping (eg transparent plastic) is advantageous. The dielectric conductor is used to transmit signals by means of electromagnetic waves in the high frequency range and thus can transmit a significant amount of information and data. Since the rail vehicles in use are moved relative to each other both in vertical (eg +/- 50 degrees) and in horizontal (eg +/- 8 degrees) to each other direction, the dielectric line is in an expedient embodiment of the flexible line section, designed as a flexible, ie flexible, dielectric conductor made of, for example, transparent plastic. The transition of the data line from the movable Zugkupplungseinrichtung to a transmitting / receiving devices is thus ensured.

Vorzugsweise ist die dielektrische Leitung mit einer Hülle aus elektrisch isolierenden Material umgeben. Diese Hülle ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung für die in der Bahntechnik herrschenden rauen Umweltbedingungen hergerichtet. Die Hülle erfüllt zwei vorteilhafte Funktionen:

1. Schutz des dielektrischen Leiters gegen Schlag, Stoß, Schmutz, Niederschlag, Eis, usw..
2. Elektrische Isolation des dielektrischen Leiters gegen Metall.

Preferably, the dielectric line is surrounded by a shell of electrically insulating material. This shell is prepared in an advantageous embodiment of the prevailing in railway engineering harsh environmental conditions. The case fulfills two advantageous functions:

1. Dielectric conductor protection against shock, shock, dirt, precipitation, ice, etc ..
2. Electrical insulation of the dielectric conductor against metal.

In einer weiteren Ausgestaltung weisen die Teilhohlleiter hinsichtlich ihres Durchmessers eine – insbesondere trichterförmige – Aufweitung an den Enden auf. Durch diese besondere Formgebung wird die Übertragung der elektromagnetischen Wellen von dem einen Teilhohlleiter auf den anderen Teilholleiter und das Einkoppeln von elektromagnetischen Wellen stark begünstigt. Bei einem quadratischen oder rechteckigem Querschnitt des Hohlleiters sind die Aufweitungen entsprechend pyramidenförmig.In a further embodiment, the partial waveguide with respect to their diameter on a - in particular funnel - - widening at the ends. Due to this special shaping, the transmission of the electromagnetic waves from one partial waveguide to the other partial ladder and the coupling in of electromagnetic waves is strongly favored. In the case of a square or rectangular cross-section of the waveguide, the widenings are correspondingly pyramid-shaped.

Durch das ins Verhältnis Setzen des Innendurchmessers der maximalen Aufweitung zum Innendurchmessers des Hohlleiters wird ein Aufweitungsverhältnis angegeben. Das Aufweitungsverhältnis entspricht vorzugsweise dem 5- bis 20-fachen der verwendeten Wellenlänge. Nach einer anderen zweckmäßigen Ausgestaltung der Aufweitung ist die Länge l der Aufweitung vorzugsweise das 10- bis 15-fache der verwendeten Wellenlänge. Die Aufweitungen an den Enden des Hohlleiter wirken hinsichtlich der Übertragung von elektromagnetischen Wellen wie HF-Hornantennen oder Anregungshörner. Die Hornantennen werden auch als Modenwandler bezeichnet.By ratioing the inner diameter of the maximum expansion to the inner diameter of the waveguide an expansion ratio is specified. The expansion ratio is preferably 5 to 20 times the wavelength used. According to another expedient embodiment of the expansion, the length l of the expansion is preferably 10 to 15 times the wavelength used. The widenings at the ends of the waveguide are effective in transmitting electromagnetic waves such as RF horn antennas or excitation horns. The horn antennas are also referred to as mode converters.

Bei der beschriebenen Ausgestaltung des Hohlleiters mit Teilhohleitern und dem Einsatz einer dielektrischen Leitung wird die Datenübertragung von der dielektrischen Leitung auf den Teilhohleiter vorzugsweise durch den Einsatz eines Anregungshorns oder einer Hornantenne an der Übergangsstelle von dielektrischer Leitung auf den Teilhohlleiter unterstützt. Das zum Ein- und/oder Auskopplung von elektromagnetischen Wellen in den Hohlleiter vorhandene Anregungshorn ist Bestandteil des dielektrischen Leiters oder mit dem dielektrischen Leiter verbunden.In the described embodiment of the waveguide with partial waveguides and the use of a dielectric line, the data transmission from the dielectric line to the partial waveguide is preferably supported by the use of an excitation horn or a horn antenna at the interface of dielectric line to the partial waveguide. The input to and / or coupling of electromagnetic waves in the waveguide excitation horn is part of the dielectric conductor or connected to the dielectric conductor.

Zweckdienlicherweise sind die Aufweitungen des Teilhohlleiters zumindest kuppelstellensseitig mit einem Dielektrikum gefüllt. Die mit einem Dielektrikum gefüllten Aufweitungen haben neben der gewollten Voreinstellbarkeit von günstigen Übertragungseigenschaften den besonderen Vorteil einer Schutz- und/oder Verschlusseinrichtung der Hohlleiterenden. Da insbesondere an den Stirnseiten der Zugkupplungen raue Umgebungsbedingungen (Wasser, Eis, Schmierfett, usw.) herrschen, wird somit der Innenraum des Hohlleiters optimal gegen Verschmutzung geschützt.The widenings of the partial waveguide are expediently filled with a dielectric at least on the dome side. The widenings filled with a dielectric have the particular advantage of protecting and / or closing the waveguide ends in addition to the intentional presetting of favorable transmission properties. Since harsh ambient conditions (water, ice, grease, etc.) prevail, in particular on the front sides of the traction couplings, the interior of the waveguide is thus optimally protected against contamination.

In einer weiterführenden vorteilhaften Ausgestaltung schließen die Teilhohlleiter bündig mit der Stirnseite der Zugkupplung ab und stehen sich bevorzugt durch einen Luftspalt getrennt ohne mechanische Rastung gegenüber. Das freie Gegenüberstehen der Aufweitungen lässt eine Verschiebung der Teilholleiter bezüglich der Symmetrielängsachse im Millimeterbereich zu. Da in einer mechanischen Zugkupplungseinrichtung ein gewisses Toleranzmaß bezüglich vertikaler und/oder horizontaler Verschiebung zulässig ist, wirkt sich diese tolerable Verschiebung der Teilhohlleiter äußerst vorteilhaft auf die Übertragungseigenschaften der Datenleitung aus.In a further advantageous embodiment, the partial waveguides close flush with the Front side of the traction coupling off and are preferably separated by an air gap without mechanical detent. The free opposing of the expansions allows a shift of Teilholleiter respect to the symmetry longitudinal axis in the millimeter range. Since a certain degree of tolerance with respect to vertical and / or horizontal displacement is permissible in a mechanical traction coupling device, this tolerable displacement of the partial waveguides has an extremely advantageous effect on the transmission characteristics of the data line.

Vorzugsweise ist die Datenleitung derart ausgelegt, dass ihre Kanalkapazität für Audio-Signale, Video-Signale, Betriebsdaten, Befehle und/oder andere Busdaten ausreichend ist. Durch diese Auslegung ist die Datenleitung eine breitbandige und hochfrequente Datenleitung mit der sich, unter zu Hilfenahme moderner Übertragungsverfahren, alle geforderten Daten/Informationen übertragen lassenPreferably, the data line is designed such that its channel capacity is sufficient for audio signals, video signals, operating data, commands and / or other bus data. Due to this design, the data line is a broadband and high-frequency data line with which, with the aid of modern transmission methods, all required data / information can be transmitted

Die Datenleitung bzw. die Komponenten Hohlleiter, Teilhohlleiter, Hornantenne, dielektrische Leitung, Dielektrikum und eine Sende-/Empfangseinrichtungen sind bevorzugt für den Frequenzbereich von 20–75 GHz hergerichtet.The data line or the components waveguide, partial waveguide, horn antenna, dielectric line, dielectric and a transmitting / receiving devices are preferably prepared for the frequency range of 20-75 GHz.

Gemäß einer vorteilhaften Integration einer als Mittel zur Zugendeerkennung dienenden elektronischen Schaltungsanordnung in die Sende-/Empfangseinrichtung kann basierend auf einer Analyse der über die Datenleitung geführten Wellen das Zugende automatisch erkannt werden. Des weiteren kann anhand von Laufzeitmessungen die Zuglänge bestimmt werden.According to an advantageous integration of serving as means for Zugendeerkennung electronic circuitry in the transmitting / receiving device based on an analysis of the guided over the data line waves the train end can be detected automatically. Furthermore, the train length can be determined on the basis of transit time measurements.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Datenleitung und insbesondere der Hohlleiter derart ausgelegt, dass er sich in eine automatische Zugkupplungseinrichtung integrieren lässt, wobei insbesondere eine Integration in eine automatische Zugkupplungseinrichtung vom Typ Scharfenbergkupplung äußerst vorteilhaft ist. Dadurch ist ein kompletter Ankuppelvorgang sowohl mechanisch als auch elektrisch vollständig automatisiert und bedarf keines manuellen Eingreifens.In a further preferred embodiment, the data line and in particular the waveguide is designed such that it can be integrated into an automatic Zugkupplungseinrichtung, in particular an integration into an automatic Zugkupplungseinrichtung of the type Scharfenberg coupling is extremely advantageous. As a result, a complete coupling process is fully automated both mechanically and electrically and requires no manual intervention.

Die Eingangs genannte Aufgabe wird gemäß der Erfindung auch durch eine Zugkupplungseinrichtung, in die eine breitbandige Datenleitung als Teil einer Übertragungseinrichtung für Informationen und Befehle, integriert ist, gelöst.The object mentioned in the introduction is also achieved according to the invention by a traction coupling device in which a broadband data line is integrated as part of a transmission device for information and commands.

Die breitbandige Datenleitung könnte auch in einem Puffer integriert sein, wobei insbesondere der Hohlleiter mit seiner Aufweitung bündig mit der Stirnseite des Puffer abschließt.The broadband data line could also be integrated in a buffer, wherein in particular the waveguide terminates flush with its widening with the end face of the buffer.

Bezüglich der Vorteile der erfindungsgemäßen Zugkupplungseinrichtung und der Vorteile für die Integration in einen Puffer wird auf obige Ausführungen verwiesen.With regard to the advantages of the traction coupling device according to the invention and the advantages for integration into a buffer, reference is made to the above statements.

Die Integration einer Datenübertragungsstrecke in die mechanische Zugkupplungseinrichtung ist auch für andere zu kuppelnde Fahrzeugverbände als Schienenfahrzeuge, z. B. für zwangsgeführte Bussysteme, führerlose Fabrikfahrzeuge etc., einsetzbar.The integration of a data transmission path in the mechanical Zugkupplungseinrichtung is also for other to be coupled vehicle associations as rail vehicles, z. B. for positively driven bus systems, driverless factory vehicles, etc., can be used.

Zur Erzielung einer signaltechnischen Sicherheit ist es zweckmäßig die Übertragungseinrichtung doppelt auszulegen.To achieve a safety signal it is expedient to interpret the transmission device twice.

Nachstehend werden fünf Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der 1 bis 7 näher erläutert.Hereinafter, five embodiments of the invention with reference to 1 to 7 explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

1 schematisch eine Zuganordnung, die aus zwei miteinander gekuppelten Teilzügen besteht, wobei die Teilzüge aus miteinander gekuppelten Schienenfahrzeugen bestehen, 1 1 schematically shows a train arrangement which consists of two part trains coupled to one another, the part trains consisting of rail vehicles coupled to one another,

2 eine schematische Detailzeichnung einer in die Zugkupplungseinrichtung integrierten Übertragungseinrichtung der Zuganordnung der 1 gemäß einem erstem Ausführungsbeispiel, 2 a schematic detailed drawing of an integrated in the Zugkupplungseinrichtung transmission device of the train assembly of 1 according to a first embodiment,

3 eine schematische Detailzeichnung der Anordnung von in die Zugkupplungseinrichtung integrierten Hohlleitern und dielektrischen Leitern mit Anregungshörnern zum Ein- und/oder Auskoppeln der Signale in den Hohlleiter gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, 3 a schematic detailed drawing of the arrangement of integrated in the Zugkupplungseinrichtung waveguides and dielectric conductors with excitation horns for coupling and / or decoupling of the signals in the waveguide according to a second embodiment,

4 eine schematische Schnittdarstellung der Übertragungseinrichtung aus Hohlleitern, dielektrischen Leitern und Anregungshörnern gemäß dem zweitem Ausführungsbeispiel, 4 a schematic sectional view of the transmission device of waveguides, dielectric conductors and excitation horns according to the second embodiment,

5 eine schematische Schnittdarstellung einer Hohlleiteraufweitung gemäß einem drittem Ausführungsbeispiel, 5 a schematic sectional view of a waveguide widening according to a third embodiment,

6 eine schematische Schnittdarstellung zweier sich gegenüberstehenden Hohlleiteraufweitung gemäß einem viertem Ausführungsbeispiel, und 6 a schematic sectional view of two opposing waveguide widening according to a fourth embodiment, and

7 eine schematische Schnittdarstellung einer dielektrischen Leitung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel. 7 a schematic sectional view of a dielectric line according to a fifth embodiment.

Ein in 1 dargestellter Zug 1 besteht aus einem ersten Zugteil 2 mit Schienenfahrzeugen 3 und 4 und einem zweiten Zugteil 5 mit Schienenfahrzeugen 6 und 7. Die Zugteile 2 und 5 werden durch den Gleiskörper 8 geführt. Die Schienenfahrzeuge sind elektrisch und mechanisch mittels einer Zugkupplungseinrichtung 9 miteinander gekuppelt. Die Zugkupplungseinrichtung 9 besteht aus einer ersten Zugkupplung 10 und einer zweiten Zugkupplung 11. Die Zugkupplungseinrichtung 9 kann in automatischer oder nicht automatischer Form ausgestaltet sein. Zwischen dem ersten Schienenfahrzeug 4 und dem zweiten Schienenfahrzeug 6 ist eine Übertragungseinrichtung 12 zur Übertragung von Audiosignalen, Videosignalen, Betriebsdaten, Befehlen und/oder anderen Busdaten vorhanden. Die Übertragungseinrichtung 12 ist im ersten Schienenfahrzeug 4 und im zweiten Schienenfahrzeug 6 über Sende-/Empfangseinrichtungen 13 und 14 elektrisch mit einem Zugbus 15 verbunden. Die Erläuterung der Übertragungseinrichtung 12 zwischen den Schienenfahrzeugen 4 und 6 gilt auch für die Kuppelstellen zwischen den anderen Schienenfahrzeugen 3 und 4 sowie 6 und 7. Der Zugbus 15 stellt die zu übertragenen Daten in den Schienenfahrzeugen 3, 4, 6 und 7 zur Verfügung für z. B. Lautsprecheransagesysteme, interaktive Informationsterminals, öffentliche Fernsprecheinrichtungen, Fahrgastinternetzugänge, Multimediaunterhaltungssysteme, fahrzeugspezifische Regel-, Mess- und Steuereinheiten.An in 1 illustrated train 1 consists of a first tensile part 2 with rail vehicles 3 and 4 and a second tensile member 5 with rail vehicles 6 and 7 , The train parts 2 and 5 be through the track body 8th guided. The rail vehicles are electrically and mechanically by means of a Zugkupplungseinrichtung 9 together coupled. The Zugkupplungseinrichtung 9 consists of a first traction coupling 10 and a second traction coupling 11 , The Zugkupplungseinrichtung 9 can be configured in automatic or non-automatic form. Between the first rail vehicle 4 and the second rail vehicle 6 is a transmission device 12 for transmitting audio signals, video signals, operating data, commands and / or other bus data. The transmission device 12 is in the first rail vehicle 4 and in the second rail vehicle 6 via transmitting / receiving devices 13 and 14 electrically with a train bus 15 connected. The explanation of the transmission device 12 between the rail vehicles 4 and 6 This also applies to the coupling points between the other rail vehicles 3 and 4 such as 6 and 7 , The train bus 15 represents the data to be transmitted in the rail vehicles 3 . 4 . 6 and 7 available for z. As speaker announcement systems, interactive information terminals, public telephone facilities, passenger Internet access, multimedia entertainment systems, vehicle-specific control, measurement and control units.

2 zeigt eine stark schematisierte Zugkupplungseinrichtung 9 und eine Übertragungseinrichtung 12 im Detail. Die Übertragungseinrichtung 12 umfasst einen Hohlleiter 16 rechteckigen, quadratischen oder runden Querschnitts, der aus einem ersten Hohlleiterteil 16a und einem zweiten Hohlleiterteil 16b besteht. Die beiden Hohlleiterteile 16a, 16b sind im Inneren der zugehörigen Zugkupplungen 10, 11 geführt. Die vorzugsweise Anordnung des Hohlleiters 16 bei der Integration in die Zugkupplungseinrichtung ist auf der Mittenlängsachse der Zugkupplungseinrichtung. Sie können alternativ an deren Außenseite befestigt sein. Die beiden Hohlleiterteile 16a, 16b stehen mit ihren jeweiligen Sende-/Empfangseinrichtungen 13, 14 in Verbindung. Die Hohlleiterteile 16a, 16b enden an den Stirnseiten der Zugkupplungen 10, 11. Die Hohlleiterteile 16a, 16b sind im Bereich der Mitte der Zugkupplungseinrichtung 9 koppelbar. Eine in die Sende-/Empfangseinrichtungen 13 und 14 integrierte elektronische Schaltungsanordnung 20 dient als Mittel zur Zugendeerkennung und generiert, bei nicht Vorhandensein eines Koppelpartners, ein Zugendesignal. Dieses Zugendesignal ist in den Zugbus 15 einspeisbar und ist somit von den eingangs aufgezählten fahrzeugspezifischen Regel-, Mess- und Steuereinheiten auswertbar. Das Erkennen des Zugendes 21 basiert auf einer Analyse der über den Hohlleiter geführten Wellen 2 shows a highly schematic Zugkupplungseinrichtung 9 and a transmission device 12 in detail. The transmission device 12 includes a waveguide 16 rectangular, square or round cross-section, which consists of a first waveguide part 16a and a second waveguide part 16b consists. The two waveguide parts 16a . 16b are inside the associated pull couplings 10 . 11 guided. The preferred arrangement of the waveguide 16 in the integration into the Zugkupplungseinrichtung is on the center longitudinal axis of the Zugkupplungseinrichtung. You can alternatively be attached to the outside. The two waveguide parts 16a . 16b stand with their respective transmitting / receiving facilities 13 . 14 in connection. The waveguide parts 16a . 16b ends at the ends of the drawbars 10 . 11 , The waveguide parts 16a . 16b are in the middle of the Zugkupplungseinrichtung 9 coupled. One in the transceiver 13 and 14 integrated electronic circuitry 20 serves as a means for train end detection and generates a train end signal in the absence of a coupling partner. This train end signal is in the train bus 15 can be fed in and can therefore be evaluated by the vehicle-specific control, measuring and control units listed at the beginning. The recognition of the end of the train 21 based on an analysis of the guided over the waveguide waves

Wie aus dem weiterführenden und stärker detaillierten Ausführungsbeispiel gemäß 3 ersichtlich ist, sind die Hohlleiterteile 16a und 16b dauerhaft in den metallischen Zugkupplungen 10 und 11 integriert. Die folgende Betrachtung bezieht sich aus Symmetriegründen nur noch auf eine der Zugkupplungen. Der in der Zugkupplung 10 geführte Hohlleiterteil 16a weist an seinen Enden trichterförmige Aufweitungen auf. Die trichterförmigen Aufweitungen des Hohlleiters 16a dienen als Hornantenne und zur Aufnahme eines dielektrischen Materials. Kupplungsseitig schließt der Hohlleiter 16a mit der Zugkupplung 10 bündig ab. Auf der Seite der Sende-/Empfangseinrichtung 13, ist der Hohlleiter 16 etwa bis in die Mitte der Wagenbefestigungseinrichtung 34 geführt. Von dort aus bildet er mit seiner trichterförmigen Aufweitung die Übergangsstelle von Hohlleiter 16a über das Anregungshorn 19a auf die dielektrische Leitung 18a. Die dielektrische Leitung 18a ist ein von einer Hülle 30 aus Isolationsmaterial umgebener dielektrischer Leiter. Die flexible dielektrische Leitung 18a bildet die Verbindung zwischen der Sende-/Empfangseinrichtung 13 und den in die Zugkupplung integrierten Teilhohlleiter 16a.As in the further and more detailed embodiment according to 3 it can be seen, are the waveguide parts 16a and 16b permanently in the metallic pull couplings 10 and 11 integrated. For reasons of symmetry, the following consideration refers only to one of the drawbar couplings. The one in the train coupling 10 Guided waveguide part 16a has funnel-shaped widenings at its ends. The funnel-shaped widenings of the waveguide 16a serve as a horn antenna and for receiving a dielectric material. On the coupling side, the waveguide closes 16a with the tow coupling 10 flush off. On the side of the transmitting / receiving device 13 , is the waveguide 16 approximately to the middle of the car fastening device 34 guided. From there it forms with its funnel-shaped widening the transition point of waveguides 16a over the excitation horn 19a on the dielectric line 18a , The dielectric line 18a is one of a shell 30 dielectric conductor surrounded by insulating material. The flexible dielectric line 18a forms the connection between the transmitting / receiving device 13 and the partial waveguide integrated in the traction coupling 16a ,

In 4 ist die Übertragungsstrecke zwischen den Sende-/Empfangseinrichtungen 13 und 14 dargestellt. Die Teilhohlleiter 16a und 16b bilden mit den flexiblen dielektrischen Leitern 18a, 18b die elektrische Verbindung zwischen den Sende-/Empfangseinrichtungen 13 und 14. Der von einer Hülle 30 aus Isolationsmaterial umgebene dielektrische Leiter 18a verlässt durch die Bordwand 28 geführt die Sende-/Empfangseinrichtung 13 und endet in der trichterförmigen Aufweitung des Teilhohlleiters 16a in der Zugkupplung 10. Die trichterförmige Aufweitung des Teilhohlleiters 16a ist die Adaptionsstelle zwischen dem dielektrischen Leiter 18a mit seiner Hülle 30 aus Isolationsmaterial und dem Hohlleiter 16a. Die Spitze des dielektrischen Leiters 18a bildet das Anregungshorn 19a. Über das Anregungshorn 19a können die elektromagnetischen Wellen in den Hohlleiter 16a eingespeist werden. Der dielektrische Leiter 18a und sein Anregungshorn 19a, beide aus einem Material mit ε_r ≈ 2,5, werden durch die Hülle 30 aus Isolationsmaterial, mit einem ε_r ≈ 1, ohne Berührungspunkte mit dem Metall des Hohlleiters 16a und der Zugkupplung 10, in der Hohlleiteraufweitung adaptiert. Die elektromagnetischen Wellen werden in dem mit Luft gefüllten Hohlleiterteil 16a über das Anregungshorn 19b zur Stirnseite der Zugkupplung 10 geführt. Die mit dem Dielektrikum 17, ε_r ≈ 2,5, gefüllte Aufweitung des Hohlleiters 16a an der Stirnseite der Zugkupplung 10 bildet eine Hornantenne und stellt das Anregungshorn 19b dar. Die Hornantenne überträgt die elektromagnetischen Wellen des Hohlleiters 16a über den Luftspalt 24 auf die Hornantenne bzw. das Anregungshorn 19c des Hohlleiters 16b in der Zugkupplung 11. Die elektromagnetischen Wellen werden in dem Hohlleiter 16b zum Anregungshorn 19d geführt. Das Anregungshorn 19d ist Bestandteil des dielektrischen Leiters 18b. Der dielektrische Leiter 18b steht analog zum dielektrischen Leiter 18a, ohne metallische Berührungspunkte, mit der Sende-/Empfangseinrichtung 14 in Verbindung.In 4 is the transmission link between the transceivers 13 and 14 shown. The partial waveguides 16a and 16b form with the flexible dielectric conductors 18a . 18b the electrical connection between the transceivers 13 and 14 , The one from a shell 30 dielectric material surrounded by insulating material 18a leaves through the ship's side 28 guided the transmitting / receiving device 13 and ends in the funnel-shaped widening of the partial waveguide 16a in the train coupling 10 , The funnel-shaped widening of the partial waveguide 16a is the point of adaptation between the dielectric conductor 18a with his shell 30 made of insulating material and the waveguide 16a , The tip of the dielectric conductor 18a forms the excitation horn 19a , About the excitation horn 19a can the electromagnetic waves in the waveguide 16a be fed. The dielectric conductor 18a and his inspiration horn 19a , both made of a material with ε _r ≈ 2.5, are covered by the sheath 30 made of insulating material, with an ε _r ≈ 1, without any contact with the metal of the waveguide 16a and the train coupling 10 , adapted in the waveguide widening. The electromagnetic waves are in the filled with air waveguide part 16a over the excitation horn 19b to the front of the traction coupling 10 guided. The with the dielectric 17 , ε _r ≈ 2.5, filled expansion of the waveguide 16a at the front of the towbar 10 forms a horn antenna and provides the excitation horn 19b The horn antenna transmits the electromagnetic waves of the waveguide 16a over the air gap 24 on the horn antenna or the excitation horn 19c of the waveguide 16b in the train coupling 11 , The electromagnetic waves are in the waveguide 16b to the inspiration horn 19d guided. The excitation horn 19d is part of the dielectric conductor 18b , The dielectric conductor 18b is analogous to the dielectric conductor 18a , without metallic contact points, with the transceiver 14 in connection.

5 zeigt in einem dritten Ausführungsbeispiel die Hornantenne eines, mit der Hohlleiterumrandung 22, in einem Ausschnitt dargestellten Teilhohlleiters. Im Unterschied zum zweiten Ausführungsbeispiel ragt das Dielektrikum 17 in einer gewölbten oder konvexen oder radialen Ausführung über die Öffnung der Aufweitung des Hohlleiters hinaus. Das Anregungshorn 19c ist Bestandteil des Dielektrikums 17. Das nicht dargestellte Füllmaterial 32 wird zugunsten der Übertragungseigenschaften mit einem ε_r ≈ 1 gewählt. 5 shows in a third embodiment, the horn antenna one, with the waveguide edge 22 , Partial waveguide shown in a section. In contrast to the second embodiment, the dielectric protrudes 17 in a domed or convex or radial configuration beyond the opening of the widening of the waveguide. The excitation horn 19c is part of the dielectric 17 , The filler material, not shown 32 is chosen in favor of the transmission properties with an ε _r ≈ 1.

6 zeigt die tolerable Verschiebung a zweier sich gegenüberstehenden in den Zugkupplungen integrierten Hohlleiteraufweitungen. Alternativ zu der vorherigen Ausführung sind in diesem viertem Ausführungsbeispiel die Hohlleiter vollständig mit dem Dielektrikum 17 gefüllt. Mit dem Durchmesser d2 der Hohlleiteraufweitung und dem Durchmesser d1 des Hohlleiters ist das Aufweitungsverhältnis d2/d1 ≈ 10 erklärt. Die Länge l gibt die Länge der Aufweitung an und beträgt ca. das 12-fache der Wellenlänge. 6 shows the tolerable shift a two opposite in the Zugkupplungen integrated waveguide widening. As an alternative to the previous embodiment, in this fourth embodiment, the waveguides are completely with the dielectric 17 filled. With the diameter d2 of the waveguide widening and the diameter d1 of the waveguide, the expansion ratio d2 / d1 ≈ 10 is explained. The length l indicates the length of the expansion and is approximately 12 times the wavelength.

Ein fünftes Ausführungsbeispiel ist in 7 dargestellt. Alternativ zu der vorher erwähnten Kombination aus Teilhohlleiter und dielektrischem Leiter ist die Datenleitung hier mit dielektrischen Leitern 18a bzw. 18b und einer Nachbildungen der Hohlleiteraufweitungen 23 bzw. Hornantennen realisiert. Die Nachbildung der Hohlleiteraufweitung 23 ist als Modenwandler für die elektromagnetischen Wellen ausgebildet und stellt einen extrem verkürzten Hohlleiter dar der die Form zweier an ihren Spitzen zusammengesetzter Kegel hat. Die Nachbildung der Hohlleiteraufweitung 23 ist in die Hülle 30 aus Isolationsmaterial eingebettet. Der dielektrische Leiter 18a bzw. 18b wird mittels der Hülle 30 aus Isolationsmaterial ohne Berührungspunkte mit Metall von der Sende-/Empfangseinrichtung 13 bzw. 14 bis in die Mitte der Nachbildung der metallischen Hohlleiteraufweitung 23 geführt. In diesem Beispiel umgibt ein zusätzlicher Schutzmantel 31 aus einen in Kunststoff eingebetteten Metallgeflecht die Hülle 30. Die Spitze des dielektrischen Leiters 18a bzw. 18b bildet das Anregungshorn 19b bzw. 19c. Die zugkupplungsseitig mit dem Dielektrikum 17 gefüllte Nachbildung der metallischen Hohlleiteraufweitung 23 schließt bündig mit der Stirnseite der Zugkupplungen 10 bzw. 11 (4) ab. In diesem Beispiel wird der dielektrische Leiter 18a mit der Hülle 30 und dem Schutzmantel 31 bis an die Stirnseite der Zugkupplung 10 geführt. Das Dielektrikum 17 schließt bündig mit der Stirnseite der Zugkupplung 10 ab.A fifth embodiment is in 7 shown. As an alternative to the previously mentioned combination of partial waveguide and dielectric conductor, the data line is here with dielectric conductors 18a respectively. 18b and a replica of the waveguide widenings 23 or horn antennas realized. The replica of the waveguide widening 23 is designed as a mode converter for the electromagnetic waves and represents an extremely shortened waveguide which has the shape of two composite at their tips cone. The replica of the waveguide widening 23 is in the shell 30 embedded from insulation material. The dielectric conductor 18a respectively. 18b is by means of the shell 30 of insulation material without contact points with metal from the transceiver 13 respectively. 14 to the middle of the replica of the metallic waveguide widening 23 guided. In this example, an additional protective sheath surrounds 31 from a metal mesh embedded in plastic the shell 30 , The tip of the dielectric conductor 18a respectively. 18b forms the excitation horn 19b respectively. 19c , The Zugkupplungsseitig with the dielectric 17 filled replica of the metallic waveguide widening 23 closes flush with the front of the drawbars 10 respectively. 11 ( 4 ). In this example, the dielectric conductor becomes 18a with the shell 30 and the protective mantle 31 to the front of the towing hitch 10 guided. The dielectric 17 closes flush with the front of the towbar 10 from.

Nicht dargestellt ist eine weitere Datenleitung, die redundant zum Hohlleiter 16 und zur dielektrischen Leitung 18 vorhanden ist. Die beiden Datenleitungen sind in einer Draufsicht auf den Zug vorzugsweise symmetrisch bezüglich der Zugmittenlängsachse angebracht. Diese redundante Auslegung der Datenleitung gewährleistet eine notwendige Übertragungssicherheit.Not shown is another data line, the redundant to the waveguide 16 and to the dielectric line 18 is available. The two data lines are preferably mounted symmetrically with respect to the Zugmittenlängsachse in a plan view of the train. This redundant design of the data line ensures a necessary transmission security.

Claims

Rail vehicle ( 4 ) with a traction coupling ( 10 . 11 ) and with a transmission device ( 12 ), which has a broadband data line ( 26 ) for transmitting information and / or commands to an adjacent rail vehicle ( 6 ) of the same turn ( 1 ), characterized in that the data line ( 26 ) a waveguide ( 16 ), in which the information or commands to be transmitted are transferable and that the broadband data line ( 26 ) in the inner of the towbar ( 10 . 11 ) is integrated.

Rail vehicle ( 4 ) according to claim 1, characterized in that the waveguide ( 16 ) at least two parts which can be coupled together ( 16a . 16b ), wherein the two partial waveguides ( 16a . 16b ), in particular in the area of the middle of the space between rail vehicles ( 4 . 6 ) can be coupled.

Rail vehicle ( 4 ) according to claim 1, characterized in that the data line ( 26 ) in addition to the waveguide ( 16 ) a flexible line section ( 18a . 18b ) having.

Rail vehicle ( 4 ) according to claim 3, characterized in that the flexible conduit section ( 18a . 18b ) in series with the waveguide ( 16 ) lies.

Rail vehicle ( 4 ) according to claims 3 and 4, characterized in that the flexible conduit section ( 18a . 18b ) is designed as a dielectric conductor.

Rail vehicle ( 4 ) according to claim 5, characterized in that the dielectric line ( 18a . 18b ) a case ( 30 ) made of electrically insulating material.

Rail vehicle ( 4 ) according to claim 2, characterized in that a partial waveguide ( 16a . 16b ) has a widening in terms of its diameter at its ends.

Rail vehicle ( 4 ) according to claim 7, characterized in that the expansion ratio (d2 / d1) corresponds to 5 to 20 times the wavelength used.

Rail vehicle ( 4 ) according to claim 2, characterized in that for the input and / or decoupling of electromagnetic waves in the waveguide ( 16a . 16b ) an excitation horn ( 19a . 19d ) is available.

Rail vehicle ( 4 ) according to claim 7 and 8, characterized in that the widening of a partial waveguide at least Kuppstellenseitig with a dielectric ( 17 ) is filled.

Rail vehicle ( 4 ) according to claim 10, characterized in that the expansion of a partial waveguide terminates flush with the end face of the traction coupling.

Rail vehicle ( 4 ) according to claim 11, characterized in that the two partial waveguides ( 16a . 16b ) via an air gap ( 24 ) can be coupled.

Rail vehicle ( 4 ) according to one of claims 1 to 12, characterized in that the data line ( 26 ) is designed such that its channel capacity is sufficient for audio signals, video signals, operating data, commands and / or other bus data.

Rail vehicle ( 4 ) according to one of claims 1 to 13, characterized in that the data line ( 26 ) and a transmitting / receiving device ( 13 . 14 ) are prepared for the frequency range of 20-75 GHz.

Rail vehicle ( 4 ) according to one of claims 1 to 14, characterized by a means for detecting the end of the train ( 20 ) based on an analysis of the waves transmitted over the data line.

Rail vehicle ( 4 ) according to claim 6, characterized in that the traction coupling device ( 10 . 11 ) is an automatic Zugkupplungseinrichtung.

Rail vehicle ( 4 ) according to claim 13, characterized in that the traction coupling device ( 10 . 11 ) is of the Scharfenberg coupling type.

Traction coupling ( 10 . 11 ) with an internally integrated broadband data line ( 26 ), a waveguide ( 16 ), as part of a transmission device ( 12 ) for information and / or commands.