DE102012009114A1

DE102012009114A1 - Verfahren zum Kuppeln von Schienenfahrzeugen

Info

Publication number: DE102012009114A1
Application number: DE201210009114
Authority: DE
Inventors: Gert Fregien
Original assignee: DB Fernverkehr AG
Current assignee: DB Fernverkehr AG
Priority date: 2012-05-09
Filing date: 2012-05-09
Publication date: 2013-11-14
Anticipated expiration: 2032-05-10
Also published as: DE102012009114B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kuppeln von Schienenfahrzeugen, wobei mithilfe einer drahtlosen Datenübertragung bereits vor dem mechanischen Kuppelvorgang Daten zwischen den zu kuppelnden Fahrzeugen ausgetauscht werden. Mithilfe dieser Daten wird der Kupplungsvorgang so unterstützt, dass er schneller und sicherer als im Stand der Technik erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kuppeln von Schienenfahrzeugen, wobei mithilfe einer drahtlosen Datenübertragung bereits vor dem mechanischen Kuppelvorgang Daten zwischen den zu kuppelnden Fahrzeugen ausgetauscht werden.
Beim Betrieb von Schienenfahrzeugen werden in der Regel Züge zusammengestellt, die aus mehr als einem Wagen bestehen. Die Verbindung mehrerer Wagen erfolgt über Kupplungsstellen, welche die mechanischen Kräfte zwischen den Wagen übertragen. Zugübergreifende technische Systeme wie z. B. die Druckluftversorgung für die pneumatische Bremse, die Stromversorgung oder Kommunikations- und Datenübertragungsverbindungen müssen über diese Kupplungsstellen von einem Wagen zum nächsten weitergeführt werden. Hierfür werden verschiedene Arten von Steckverbindungen eingesetzt. Während die mechanischen und pneumatischen Verbindungen über normativ vorgeschriebene Kupplungen bewerkstelligt werden, gibt es für die elektrischen Verbindungen keine einheitlichen Vorgaben. Die Art der Signalübertragung über die gängigen elektrischen Kupplungen ist störanfällig, da sie auf den einwandfreien elektrischen Kontakt zwischen den Teilen der elektrischen Kupplung angewiesen ist.
Das Verbinden bzw. Trennen von Wagen ist wegen der zahlreichen Kupplungsanschlüsse, die hergestellt bzw. getrennt werden müssen, auch zeit- und personalaufwändig. Außerdem kommt es immer wieder zu Beschädigungen, wenn bestimmte Voraussetzungen für den vorschriftsmäßigen Kupplungsvorgang nicht eingehalten werden. Um den Aufwand zu reduzieren, wurden Vorrichtungen entwickelt, die den Kupplungsvorgang vereinfachen, bis hin zu aufwändigen vollautomatischen Kupplungen.
Der Begriff „Schienenfahrzeug” bezieht sich allgemein auf alle Arten von Fahrzeugen bzw. Wagen auf schienengebundenen Strecken. Hierunter fallen sowohl motorisierte Schienenfahrzeuge, z. B. Lokomotiven, Triebfahrzeuge als auch unmotorisierte, z. B. Waggons, in einzelner oder bereits gekuppelter Form ganzer Züge, Triebzüge, etc.
Die DE 10 2004 037 849 A1 beschreibt eine Zugkupplung für ein Schienenfahrzeug. Zum Vermeiden einer elektromechanischen Steckkupplung werden Datenübertragungsverbindungen an der Kupplungsstelle mithilfe einer Übertragungseinrichtung über eine HF-Funkverbindung ersetzt. Durch die Funkverbindung können die Daten über eine Entfernung von einigen Zentimetern drahtlos zwischen den Wagen übertragen werden. Hierbei wird angeregt, die Zugkupplung mit der HF-Übertragungseinrichtung derart in eine funktionelle Abhängigkeit zu bringen, dass die HF-Komponente solange desaktiviert ist, wie die Kupplung noch nicht abgeschlossen ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Kuppeln von Schienenfahrzeugen bereitzustellen, mit dem es auf einfache Weise möglich ist, den Zeitaufwand für den Kupplungsvorgang zu reduzieren und gleichzeitig die Sicherheit zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst, indem bereits vor dem eigentlichen Kupplungsvorgang wertvolle Informationen zwischen den Wagen ausgetauscht werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstände der abhängigen Ansprüche.
Das Verfahren nutzt die bereits bekannte Datenübermittlung, um Daten an der Kupplungsstelle durch HF-Übertragung zwischen den Wagen zu übertragen. Die Datenübertragung erfolgt jedoch nicht nur im gekuppelten Zustand der Wagen, sondern erfindungsgemäß bereits vor dem Zusammenkuppeln, sodass die Wagen mithilfe der Daten auf einen reibungslosen Ablauf des Kupplungsvorganges vorbereitet werden können. Hierfür werden vorteilhaft HF-Übertragungsmittel benutzt, die eine Reichweite von etwa 10 m ermöglichen. Ein sicheres Datenübertragungsverfahren gewährleistet vorteilhaft, dass die Daten einerseits korrekt übermittelt werden und andererseits nicht von außen in die Datenübertragung unerlaubt eingegriffen werden kann.
Als Datenübertragungstechnologie können z. B. handelsübliche, günstige Techniken wie Bluetooth oder WLAN verwendet werden.
Die Erfindung wird jedoch nicht verlassen, wenn andere HF-Datenübertragungstechnologien oder andere Reichweiten verwendet werden.
Beim Annähern der Fahrzeuge nehmen die Wagen über ihre Sende- und Empfangsmodule Kontakt zueinander auf und tauschen Wagendaten über ihre Identifikation und den Zustand der für den Kupplungsvorgang relevanten technischen Komponenten aus. Dabei lässt sich vorteilhaft auch der Abstand der Wagen ermitteln, sodass der Kupplungsvorgang sanft gesteuert werden kann. Die Daten werden über bereits bestehende Kupplungen zu einer Auswerteeinheit übertragen und dem Lokführer auf einer Anzeigeeinheit geeignet angezeigt, sodass der Lokführer anhand der Daten den Kupplungsvorgang steuern kann. Da nur zueinander passende Züge bzw. Wagen miteinander gekuppelt werden dürfen, kann über die Kennung der am Kupplungsvorgang beteiligten jeweiligen Funkstützpunkte geprüft werden, ob der geplante Kupplungsvorgang zwischen den zu kuppelnden Wagen erlaubt ist oder nicht. Hierbei sind nicht nur die Zugehörigkeit der Wagen zu unterschiedlichen Zugarten zu beachten, sondern auch die Softwarestände der Zug-Software gleichartiger Züge. Somit kann noch vor dem Kuppeln verhindert werden, dass scheinbar zum Kuppeln geeignete Züge miteinander gekuppelt werden, obwohl sie aufgrund nicht zueinander passender Softwarestände nicht miteinander gekuppelt werden dürfen. Hierfür ist entsprechend eine aktuelle Zuordnungsdatenbank zu führen, in der festgehalten ist, welche Kupplungsvorgänge erlaubt sind. Die Kennung der Funkstützpunkte enthält vorteilhafterweise die Zug- bzw. Wagenart und den aktuellen Softwarestand des Zuges.
Es ist auch denkbar, mithilfe der Abstandsmessung den Kupplungsvorgang automatisch durchzuführen, indem abhängig vom Abstand der zu kuppelnden Schienenfahrzeuge von der Auswerteeinheit automatisch in die Geschwindigkeitssteuerung des sich nähernden Fahrzeugs eingegriffen wird.
Nur wenn der Zustand der mechanischen Kupplungselemente in Ordnung gemeldet wird, führt der Lokführer den Kupplungsvorgang fort. Wenn beispielsweise erfasst wird, dass vorhandene Bugklappen für das Kuppeln noch nicht geöffnet wurden, wird diese Information von der Auswerteeinheit erfasst und an die Anzeigeeinheit des Lokführers übertragen. Anhand einer Warnmeldung an den Lokführer oder durch Einleiten einer automatischen Bremsung durch die Auswerteeinheit wird verhindert, dass der Kupplungsvorgang bei geschlossenen Bugklappen fortgeführt wird.
Falls die relevanten technischen Komponenten für den Kupplungsvorgang vorschriftsmäßig eingerichtet sind, erfolgt die Kupplung. Nach dem Kupplungsvorgang wird der angekuppelte Wagen vorteilhaft über die HF-Übertragung als zum Zugverband gehörend gemeldet und der Zug automatisch konfiguriert. Hierfür werden Kennung, Position und Ausrichtung des hinzugefügten Schienenfahrzeugs im Zugverband erfasst und ausgewertet.
Da die Datenübertragung auch in gekuppeltem Zustand aufrechterhalten wird, kann auch eine unbeabsichtigte oder unberechtigte Trennung der Kupplungspartner überwacht und an den Triebfahrzeugführer übermittelt werden.
Weiterhin können optional die bisher im Stand der Technik benutzten Verbindungskabel (sog. Peitschen) an der Kupplungsstelle zwischen zwei Wagen entsprechend eingespart werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels und einer Figur näher erläutert.
1 zeigt rechts einen kurzen Triebzug (2). In ein paar Metern Entfernung befindet sich links ein weiterer kurzer Triebzug (1) gleicher Bauart und mit gleichem Softwarestand, der an den bestehenden angekuppelt werden soll. Die Triebzüge verfügen über Kupplungsvorrichtungen (4, 5), die aus aerodynamischen Gründen mit Bugklappen (6) abgedeckt sind. Diese Bugklappen müssen vor dem Kupplungsvorgang geöffnet werden, um eine Beschädigung zu vermeiden. Beim rechten, stehenden Triebzug (2) sind in diesem Beispiel die Bugklappen geöffnet, beim sich nähernden linken Triebzug (1) jedoch nicht.
An der Kupplungsvorrichtung (4, 5) befinden sich an beiden Triebzügen Bluetooth-Sende- und Empfangsgeräte, die eine Reichweite von etwa 10 m besitzen.
Zum Auswerten der über Bluetooth gesendeten und empfangenen Daten befinden sich auf beiden Triebzügen Auswerteeinheiten (3) in den Fahrzeugführerständen. Den Triebfahrzeugführern werden die ausgewerteten Daten auf einer Anzeigeeinheit angezeigt.
Beim Annähern des linken Triebzuges (1) an den rechten (2), nehmen die Bluetooth-Geräte Kontakt zueinander auf und übermitteln bereits ihre Kenndaten und den Zustand der Bugklappen (6) an die Auswerteeinheiten des jeweils anderen Schienenfahrzeugs. Der Lokführer des sich nähernden Triebzuges (1) erhält auf seiner Anzeigeeinheit von der Auswerteeinheit (3) einen Warnhinweis darüber, dass seine Bugklappe noch nicht geöffnet ist, obwohl er sich auf einen Abstand von weniger als 10 m an ein anderes Schienenfahrzeug (2) angenähert hat. Gleichzeitig wird der Zug von der Auswerteeinheit (3) automatisch abgebremst. Der Lokführer öffnet für den Kupplungsvorgang nun die Bugklappe (6) und kann daraufhin den Kupplungsvorgang wieder aufnehmen. Anhand der zeitlichen Unterschiede zwischen den gesendeten und empfangenen Kenndaten wird von der Auswerteeinheit (3) der Abstand zwischen den Triebzügen bestimmt und dem Triebfahrzeugführer angezeigt. Dadurch kann sich der sich nähernde Zug schneller nähern als beim optischen Abschätzen des nicht immer gut einsehbaren Abstands zwischen den Triebzügen durch den Triebfahrzeugführer.
Sobald die Triebzüge miteinander gekuppelt sind, werden über die HF-Übertragungseinrichtungen die betrieblich relevanten Daten an die Auswerteeinheiten übertragen. Dabei wird der Zug automatisch neu konfiguriert und der neue Zugteil mit einer Zugtaufe von den Auswerteeinheiten (3) als zum Zug gehörig erfasst. Hierfür wird von der Auswerteeinheit (3) die Kennung des hinzugefügten Triebzuges erfasst, festgestellt, an welcher Position sich das hinzugefügte Schienenfahrzeug im Zugverband befindet und wie dessen Ausrichtung bezüglich der durch das Führungsfahrzeug definierten Fahrtrichtung ist. Dadurch ist es beispielsweise gewährleistet, dass auf Anforderung des Triebfahrzeugführers sich die Türen auf der richtigen Seite öffnen lassen, wenn ein Haltepunkt angefahren wird.
Bezugszeichenliste

1: sich nähernder Triebzug
2: stehender Triebzug
3: Auswerteeinheit
4: Kupplungsvorrichtung (verdeckt hinter geschlossener Bugklappe)
5: Kupplungsvorrichtung mit Bluetooth-Sende- und Empfangsgeräten, sichtbar bei geöffneter Bugklappe
6: Bugklappe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102004037849 A1 [0005]

Claims

Verfahren zum Kuppeln von Schienenfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass von einer HF-Übertragungseinrichtung bereits vor dem Kupplungsvorgang Daten über den Zustand der für den Kupplungsvorgang relevanten technischen Komponenten zwischen den zu kuppelnden Fahrzeugen ausgetauscht und an eine Auswerteeinheit auf dem Führerstand des sich annähernden Schienenfahrzeugs übermittelt werden, wobei dem Lokführer des sich annähernden Schienenfahrzeugs von einer Anzeigeeinheit eine Warnmeldung ausgegeben wird oder von der Auswerteeinheit eine automatische Bremsung des sich annähernden Schienenfahrzeugs eingeleitet wird, falls nicht alle technischen Voraussetzungen für einen ordnungsgemäßen Kupplungsvorgang gegeben sind.
Verfahren zum Kuppeln von Schienenfahrzeugen gemäß Anspruch 1, wobei mithilfe der HF-Datenübertragung von der Auswerteeinheit der Abstand zwischen den Schienenfahrzeugen ermittelt und für die Steuerung des Kupplungsvorgangs verwendet wird.
Verfahren zum Kuppeln von Schienenfahrzeugen gemäß mindestens einem der vorigen Ansprüche, wobei nach erfolgreichem Kupplungsvorgang der Zugverband automatisch neu konfiguriert wird und das hinzugefügte Schienenfahrzeug hinsichtlich seiner Kennung, Position und Ausrichtung im Zugverband erfasst wird.
Verfahren zum Kuppeln von Schienenfahrzeugen gemäß mindestens einem der vorigen Ansprüche, wobei als Datenübertragungseinrichtung Bluetooth oder WLAN oder eine sonstige herkömmliche Datenübertragungseinrichtung verwendet werden.
Verfahren zum Kuppeln von Schienenfahrzeugen gemäß mindestens einem der vorigen Ansprüche, wobei eine sichere Datenübertragungsart verwendet wird.