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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befördern eines Zuges mit mehreren
Lokomotiven, insbesondere für
den Gütertransport.
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Bahnstrecken
mit Oberleitungen nehmen anteilig langsam zu. Überall dort, wo eine Oberleitung nicht
wirtschaftlich gebaut oder betrieben werden kann, sei es beim Durchqueren
von Wüsten
und anderem unwegsamen Gelände,
sei es im nicht so stark genutzten Nebenbahnbereich oder im Rangierbetrieb,
werden vorrangig Diesellokomotiven zur Traktion eingesetzt. Beispielsweise
wird bei einigen privaten Eisenbahnverkehrsunternehmen, die im Güterverkehr
tätig sind,
hinter der elektrischen Zuglokomotive eine geschleppte dieselhydraulische
Lokomotive mitgeführt.
Eine Ursache für
diese Doppelbespannung liegt darin, daß die zu befahrenden Anschluß- und Zustellgleise
in den Zielbahnhöfen
keine Fahrleitung besitzen und die erforderlichen Rangierfahrten mit
der mitgeführten
Diesellokomotive durchgeführt werden
müssen.
Außerhalb
der Zielbahnhöfe
erfolgt die Traktion dann wieder ausschließlich über die elektrische Lokomotive.
Die Doppelbespannung des Zuges mit einer dieselhydraulischen Lokomotive
und einer elektrischen Lokomotive führt zu einem höheren Aufwand
und zu höheren
Kosten der Traktion.
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Dieselelektrische
und turboelektrische Lokomotiven sind streng genommen Elektrolokomotiven, die
ihr eigenes Kraftwerk in Form eines oder mehrerer diesel- oder gasturbinengetriebenen
Generatoren mitführen.
Die Einheit aus Generatoren, Steuerung und Fahrmotoren ersetzt Kupplungen,
Getriebe und Wandler. Hier kommen Gleichstromgeneratoren mit Gleichstromreihenschlußmotoren
als Fahrmotoren zum Einsatz, mit einer Leistungsregelung in der
Erregermaschine mit Hilfe von magnetischen Verstärkern. Darüber hinaus werden Drehstromgeneratoren mit
Diodengleichrichtung und Thyristorleistungsregelung an der Erregerwicklung
des Generators eingesetzt. Schließlich werden zunehmend Drehstromgeneratoren
mit Drehstrom-Asynchron-Motoren
als Fahrmotoren mit einer Leistungsregelung durch GTO-Thyristoren
vorgesehen. Mischformen in der Bauweise können ihre Antriebsenergie sowohl
vom Generator als auch von einer Stromschiene beziehen.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Befördern eines
Zuges mit mehreren Lokomotiven, insbesondere für den Gütertransport, zur Verfügung zu
stellen, das sich durch eine hohe Wirtschaftlichkeit auszeichnet.
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Zur
Lösung
der vorgenannten Aufgabe ist bei einer ersten alternativen Ausführungsform
des eingangs genannten Verfahrens vorgesehen, daß eine dieselelektrische Lokomotive
zusammen mit einer elektrischen Lokomotive zum Befördern des
Zuges eingesetzt wird, wobei die dieselelektrische Lokomotive eine
Dieselmotor-Generatoreneinheit zur Erzeugung von elektrischer Energie
und einen mit elektrischer Energie zu betreibenden Fahrmotor aufweist, wobei
elektrische Energie einer Fahrleitung entnommen und an die elektrische
Lokomotive übertragen wird
und wobei zur Fahrstromversorgung des Fahrmotors der dieselelektrischen
Lokomotive elektrische Energie von der elektrischen Lokomotive an
die dieselelektrische Lokomotive übertragen wird. Der Erfindung
liegt an dieser Stelle der Grundgedanke zugrunde, zur Traktion wenigstens
eine dieselelektrische Lokomotive und wenigstens eine elektrische Lokomotive
gemeinsam einzusetzen, wobei die Lokomotiven über ein Verbindungskabel miteinander verbunden
werden und wobei elektrische Energie zum Betrieb des Fahrmotors
der dieselelektrischen Lokomotive von der elektrischen Lokomotive über das
Verbindungskabel an die dieselelektrische Lokomotive übertragen
wird. Der Betrieb der dieselelektrischen Lokomotive kann somit auch
bei stehendem Dieselmotor erfolgen. Damit kann die dieselelektrische
Lokomotive insbesondere im Streckenbetrieb während der Zugfahrt einen Anteil
zur Traktion leisten, was die Wirtschaftlichkeit der Traktion erhöht. Die
Versorgung des Fahrmotors der dieselelektrischen Lokomotive mit
Strom von der elektrischen Lokomotive kann überall dort erfolgen, wo eine
Fahrleitung zur Fahrstromversorgung der elektrischen Lokomotive
vorgesehen ist. Im Ergebnis werden die elektrische Lokomotive und
die dieselelektrische Lokomotive mit Strom aus der Fahrleitung betrieben.
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Die
Erfindung betrifft vorzugsweise die Traktion bei einer Doppelbespannung
des Zuges mit wenigstens einer dieselelektrischen Lokomotive einerseits
und mit wenigstens einer elektrischen Lokomotive andererseits. Grundsätzlich ist
es aber auch möglich,
daß an
der Stelle einer dieselelektrischen Lokomotive eine gasturboelektrische
Lokomotive eingesetzt wird.
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Im
Streckenbetrieb, d. h. während
der Zugfahrt, beispielsweise zwischen den Zielbahnhöfen, wird
der Fahrmotor der dieselelektrischen Lokomotive vorzugsweise vollständig über die
elektrische Lokomotive mit Strom aus einer Fahrleitung versorgt,
so daß eine
Mehrfachtraktion bei nicht betriebenem Dieselmotor möglich ist.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
der zuvor beschriebenen Art wird die zum Fahrbetrieb des Fahrmotors
der dieselelektrischen Lokomotive erforderliche elektrische Energie
während
des Streckenbetriebs einer Fahrleitung entnommen und über die
elektrische Lokomotive an die dieselelektrische Lokomotive übertragen.
Die Fahrleitung ist ein Leitungssystem zur Versorgung der elektrischen
Lokomotive mit elektrischer Energie. Fahrleitungen können bei
der Eisenbahn als Oberleitung über
dem Gleis oder neben oder im Gleis als Stromschiene ausgeführt sein.
In Hallen, Werkstätten
oder Tunneln kann anstelle der Oberleitung auch eine Deckenstromschiene
verlegt sein.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung kann eine Zugsammelschiene der elektrischen Lokomotive
zur Übertragung
von elektrischer Energie an die dieselelektrische Lokomotive genutzt werden,
wobei die Zugsammelschiene üblicherweise ein
Kabel ist, das die Wagen eines Zuges untereinander und mit der elektrischen
Lokomotive verbindet, um alle Einheiten von zentraler Stelle mit
elektrischer Energie zu versorgen. Die elektrische Energie wird vorzugsweise
einem Fahrdraht einer Oberleitung entnommen und in die Zugsammelschiene
eingespeist.
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Bei
einer alternativen Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist zum Befördern des
Zuges vorgesehen, daß wenigstens
eine dieselelektrische Lokomotive zusammen mit wenigstens einer
elektrischen Lokomotive zur Traktion eingesetzt wird, wobei in einer
Dieselmotor-Generatoreneinheit der dieselelektrischen Lokomotive
elektrische Energie erzeugt und zur zumindest teilweise Fahrstromversorgung
der elektrischen Lokomotive von der dieselelektrischen Lokomotive
an die elektrische Lokomotive übertragen
wird. Auch hier kann vorgesehen sein, daß die von der dieselelektrischen
Lokomotive erzeugte elektrische Energie in die Zugsammelschiene
(der elektrischen Lokomotive) eingespeist wird. Dies ermöglicht es,
die elektrische Lokomotive auch bei nicht vorhandener Fahrleitung
mit elektrischer Energie zu versorgen, so daß eine Mehrfachtraktion beispielsweise
im Rangierbetrieb im Bereich eines Zielbahnhofs möglich ist.
Die von der dieselelektrischen Lokomotive übertragbare elektrische Leistung reicht
insbesondere zur Fahrstromversorgung eines Fahrmotors der elektrischen
Lokomotive im unteren Geschwindigkeitsbereich der elektrischen Lokomotive
mit hohen Zugkräften,
wie sie beispielsweise bei Rangierbewegungen erforderlich sind,
aus. Grundsätzlich
läßt sich
die elektrische Lokomotive überall dort,
wo keine Fahrleitung vorhanden ist, über die dieselelektrische Lokomotive
mit Fahrstrom versorgen.
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Die
beiden alternativen Ausführungsformen der
Erfindung ermöglichen
eine Mehrfachtraktion unter Einsatz der elektrischen Zuglokomotive
und der mitgeführten
dieselelektrischen Lokomotive, was zum einen eine Nutzung der dieselelektrischen
Lokomotive im Streckenbetrieb während
der Zugfahrt und zum anderen eine Nutzung der elektrischen Lokomotive
auch an solchen Stellen ermöglicht,
die keine Fahrleitung aufweisen, insbesondere während des Rangierbetriebes
in einem Zielbahnhof, und somit eine höhere Wirtschaftlichkeit der
Traktion sicherstellt.
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Es
versteht sich, daß eine
entsprechend ausgebildete Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Mehrfachtraktion
vorgesehen ist. Im übrigen
versteht es sich, daß auch
mehr als zwei Lokomotiven an der Mehrfachtraktion beteiligt sein
können,
wobei auch eine verteilte Traktion vorgesehen sein kann. Im Güterverkehr
ist allerdings im allgemeinen eine einfache Doppeltraktion üblich.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben, ohne
daß die
Erfindung auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist.
In der Zeichnung zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Befördern eines Zuges
mit mehreren Lokomotiven, wobei die Zugwagen nicht im einzelnen
dargestellt sind, und
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2 eine
schematische Darstellung eines weiteren erfindungsgemäßen Verfahrens
zum Befördern
eines Zuges mit mehreren Loko motiven, wobei die Zugwagen nicht im
einzelnen dargestellt sind.
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In
den 1 und 2 ist schematisch die Mehrfachtraktion
dargestellt, d. h. das Befördern
des Zuges mit vorliegend zwei Lokomotiven, wobei jeweils eine dieselelektrische
Lokomotive 1 und eine elektrische Lokomotive 2 gemeinsam
zur Traktion vorgesehen sind. Die Lokomotiven 1, 2 sind
an einem Zugende eines nicht dargestellten Zuges mit einer Mehrzahl
von Güterwagen
vorgesehen und entsprechend miteinander gekuppelt.
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Die
dieselelektrische Lokomotive 1 weist eine nicht dargestellte
Dieselmotor-Generatoreneinheit
auf, die grundsätzlich
zur Fahrstromversorgung eines Fahrmotors der dieselelektrischen
Lokomotive 1, beispielsweise im Rangierbetrieb, vorgesehen
ist. Der Generator ist als dreiphasiger Synchrongenerator mit Erregermaschine
ausgeführt.
Die von dem Synchrongenerator erzeugte dreiphasige Spannung wird
in einer Gleichrichtereinheit mit Glättungskondensatoren in Gleichstrom
umgewandelt. Die in dieser Form aufbereitete elektrische Energie
steht als Zwischenkreisspannung einem Pulswechselrichter einer Antriebssteuerung
zur Verfügung.
Der Pulswechselrichter erzeugt die für die Drehzahl- und Zugkraftregelung
des Fahrmotors notwendige variable Frequenz und Spannung.
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Die
elektrische Lokomotive 2 weist zur Energieversorgung der
Zugwagen eine 1000 V Zugsammelschiene mit einer Dauerleistung von
800 KVA auf.
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Bei
dem in 1 dargestellten Verfahren zum Befördern eines
Zuges wird eine Zugsammelschiene der elektrischen Lokomotive 2 zur
Energieversorgung der dieselelektrischen Lokomotive 1 genutzt,
und zwar während
der Zugfahrt, d. h. im Streckenbetrieb. Im Streckenbetrieb wird
der Dieselmotor der dieselelektrischen Lokomotive 1 vorzugsweise nicht
betrieben, so daß die
Fahrstromversorgung der dieselelektrischen Lokomotive 1 vollständig über die elektrische
Lokomotive 2 erfolgt. Der Fahrstrom für die elektrische Lokomotive 2 und
die dieselelektrische Lokomotive 1 wird einem Fahrdraht
einer Fahrleitung 3 entnommen und in die Zugsammelschiene eingespeist.
Die Lokomotiven 1, 2 sind mit einem Verbindungskabel 4 elektrisch
verbunden, was in den 1 und 2 schematisch
dargestellt ist. Somit kann der Gleichspan nungs-Zwischenkreis der
dieselelektrischen Lokomotive auch bei stehendem Dieselmotor aufrechterhalten
werden, was eine Mehrfachtraktion durch beide Lokomotiven 1, 2 durch
Versorgung mit Fahrstrom aus der Fahrleitung 3 ermöglicht. Dies
stellt eine hohe Wirtschaftlichkeit der Traktion sicher.
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Bei
dem in 2 dargestellten Verfahren zum Befördern eines
Zuges ist statt dessen vorgesehen, daß elektrische Energie von der
dieselelektrischen Lokomotive 1 zur Fahrstromversorgung
der elektrischen Lokomotive 2 an die elektrische Lokomotive 2 übertragen
wird, was die Nutzung der elektrischen Lokomotive 2 auch
auf solchen Bahnstrecken ermöglicht,
die keine Fahrleitung, insbesondere keine Oberleitung, aufweisen.
Bei nicht vorhandener Fahrleitung wird gemäß 2 die elektrische
Lokomotive 2 aus dem Gleichspannungszwischenkreis der dieselelektrischen
Lokomotive 1, insbesondere mit einem Vierquadrantensteller über eine
1000 V Kupplungseinrichtung der Zugsammelschiene, mit elektrischer
Energie versorgt. Dies läßt eine
Nutzung der elektrischen Lokomotive 2 im unteren Geschwindigkeitsbereich
mit hohen Zugkräften
zu, wie sie beispielsweise bei Rangierbewegungen des Zuges erforderlich
sind.
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Wenngleich
nicht im einzelnen beschrieben, ist es grundsätzlich auch möglich, daß die Einspeisung
von elektrischer Energie von der elektrischen Lokomotive 2 in
den Gleichspannungszwischenkreis der dieselelektrischen Lokomotive 1 auch
bei laufendem Dieselmotor vorgesehen sein kann, was eine entsprechende
verfahrenstechnische, insbesondere steuerungs- bzw. regelungstechnische
Anpassung der dieselelektrischen Lokomotive 1 erfordert.