DE102019213662A1

DE102019213662A1 - Verfahren und Schienenfahrzeug zum Durchführen von Arbeiten an einer Gleisanlage

Info

Publication number: DE102019213662A1
Application number: DE102019213662.1A
Authority: DE
Inventors: Gregor Schmid; Andreas Pfingstl; Michael Seeleithner
Original assignee: Robel Bahnbaumaschinen GmbH
Current assignee: Plasser und Theurer Export Von Bahnbaumaschinen GmbH
Priority date: 2019-09-09
Filing date: 2019-09-09
Publication date: 2021-03-11
Also published as: WO2021048113A1

Abstract

Bei einem Verfahren zum Durchführen von Arbeiten an einer Gleisanlage wird ein Schienenfahrzeug (1) mit einem Gleiskraftwagen (2) und einem angekoppelten Anhänger (3) bereitgestellt. Das Schienenfahrzeug (1) wird mittels eines elektrischen Traktionsantriebs (9) zu einer zu bearbeitenden Gleisstelle verfahren. Eine Energieversorgungseinrichtung (25) des Anhängers (3) versorgt den elektrischen Traktionsantrieb (9) mit elektrischer Energie. Der Anhänger (3) wird anschließend von dem Gleiskraftwagen (2) abgekoppelt. Das Bearbeiten der Gleisstelle erfolgt mittels des Gleiskraftwagens (2) und einer Bearbeitungseinrichtung (23). Die Bearbeitungseinrichtung (23) wird mittels einer Energieversorgungseinrichtung (16) des Gleiskraftwagens (2) mit elektrischer Energie versorgt. Das Verfahren und das zugehörige Schienenfahrzeug (1) ermöglichen ein einfaches und flexibles Durchführen von Arbeiten an einer Gleisanlage unabhängig von einer Elektrifizierung der Gleisanlage.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Schienenfahrzeug zum Durchführen von Arbeiten an einer Gleisanlage.
Schienenfahrzeuge und Verfahren zum Durchführen von Reparatur- und Wartungsarbeiten an Gleisanlagen sind bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das ein einfaches und flexibles Durchführen von Arbeiten an einer Gleisanlage ermöglicht. Das Verfahren soll insbesondere sowohl bei einer elektrifizierten Gleisanlage als auch bei einer nicht elektrifizierten Gleisanlage anwendbar sein.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß umfasst das Schienenfahrzeug einen Gleiskraftwagen mit einer ersten Energieversorgungseinrichtung und einen Anhänger mit einer zweiten Energieversorgungseinrichtung. Im elektrischen Fahrbetrieb zum Überführen des Schienenfahrzeugs zu der zu bearbeitenden Gleisstelle wird der elektrische Traktionsantrieb insbesondere mittels der zweiten Energieversorgungseinrichtung betrieben. Im elektrischen Baustellenbetrieb, also wenn der Gleiskraftwagen von dem Anhänger abgekoppelt ist und mittels des elektrischen Traktionsantriebs verfahren wird und/oder die mindestens eine Bearbeitungseinrichtung elektrisch betrieben wird, erfolgt die Versorgung mit elektrischer Energie mittels der ersten Energieversorgungseinrichtung.
Die zweite Energieversorgungseinrichtung ermöglicht einen elektrischen Fahrbetrieb und versorgt den elektrischen Traktionsantrieb des Gleiskraftwagens mit elektrischer Energie. Die Versorgung des elektrischen Traktionsantriebs mittels der zweiten Energieversorgungseinrichtung erfolgt insbesondere dann, wenn die Gleisanlage nicht elektrifiziert ist. Vorzugsweise wird das Schienenfahrzeug im elektrischen Fahrbetrieb zumindest zeitweise ausschließlich bzw. ausschließlich von der zweiten Energieversorgungseinrichtung mit elektrischer Energie versorgt. Auf diese Weise kann das Schienenfahrzeug unabhängig davon, ob die Gleisanlage elektrifiziert ist oder nicht, mittels des elektrischen Traktionsantriebs zu einer zu bearbeitenden Gleisstelle verfahren werden.
Zum Durchführen der Arbeiten an der Gleisanlage wird der Anhänger von dem Gleiskraftwagen abgekoppelt. Der Anhänger wird insbesondere sowohl mechanisch als auch elektrisch von dem Gleiskraftwagen abgekoppelt. Hierzu werden insbesondere mindestens eine mechanische Verbindung und mindestens eine Leitungsverbindung zwischen dem Gleiskraftwagen und dem Anhänger getrennt. Vorzugsweise werden alle mechanischen Verbindungen und Leitungsverbindungen getrennt. Ist der Anhänger abgekoppelt, so kann mittels des Gleiskraftwagens die zu bearbeitende Gleisstelle bearbeitet werden. Hierzu muss der Anhänger insbesondere nicht mitgeführt werden. Die erste Energieversorgungseinrichtung ermöglicht während des Durchführens der Arbeiten eine Versorgung des Gleiskraftwagens mit elektrischer Energie. Vorzugsweise wird der Gleiskraftwagen beim Durchführen der Arbeiten zumindest zeitweise ausschließlich bzw. ausschließlich von der ersten Energieversorgungseinrichtung mit elektrischer Energie versorgt. Mittels der ersten Energieversorgungseinrichtung wird einerseits die mindestens eine Bearbeitungseinrichtung mit elektrischer Energie versorgt und elektrisch betrieben. Hierzu weist die mindestens eine Bearbeitungseinrichtung mindestens einen elektrischen Antriebsmotor auf, der mittels der ersten Energieversorgungseinrichtung mit elektrischer Energie versorgt wird. Andererseits versorgt die erste Energieversorgungseinrichtung während des Bearbeitens den elektrischen Traktionsantrieb mit elektrischer Energie, so dass der Gleiskraftwagen ohne den Anhänger und ohne eine Leitungsverbindung zu dem Anhänger bzw. der zweiten Energieversorgungseinrichtung mittels des elektrischen Traktionsantriebs verfahren werden kann.
Sowohl das Verfahren des Gleiskraftwagens zu der zu bearbeitenden Gleisstelle als auch das Bearbeiten der Gleisstelle kann somit rein elektrisch und unabhängig von einer Elektrifizierung der Gleisanlage erfolgen. Erforderliche Instandhaltungsarbeiten, wie beispielsweise Reparatur- und/oder Wartungsarbeiten, können somit einfach und flexibel an der Gleisanlage durchgeführt werden.
Ein Verfahren nach Anspruch 2 gewährleistet ein einfaches und flexibles Durchführen von Arbeiten an der Gleisanlage. Vorzugsweise ist eine erste Versorgungskapazität der ersten Energieversorgungseinrichtung kleiner als eine zweite Versorgungskapazität der zweiten Energieversorgungseinrichtung. Dadurch, dass die erste Energieversorgungseinrichtung mittels der zweiten Energieversorgungseinrichtung elektrisch geladen wird, kann die erste Energieversorgungseinrichtung vergleichsweise kompakt und leicht ausgebildet sein. Hierdurch werden die Baugröße und der Energieverbrauch des Gleiskraftwagens im elektrischen Baustellenbetrieb optimiert. Vorzugsweise ist die erste Energieversorgungseinrichtung mehrfach mittels der zweiten Energieversorgungseinrichtung aufladbar. Das Aufladen der ersten Energieversorgungseinrichtung erfolgt beispielsweise während des Verfahrens zu der zu bearbeitenden Gleisstelle, wenn also der Anhänger an den Gleiskraftwagen angekoppelt ist und/oder während einer Unterbrechung des Bearbeitens der Gleisstelle, beispielsweise während einer Pause einer Bedienperson. Erfolgt das Laden der ersten Energieversorgungseinrichtung während einer Unterbrechung des Bearbeitens, so muss die zweite Energieversorgungseinrichtung lediglich elektrisch mit der ersten Energieversorgungseinrichtung verbunden werden. Ein mechanisches Ankoppeln des Anhängers an den Gleiskraftwagen ist nicht erforderlich.
Ein Verfahren nach Anspruch 3 gewährleistet ein einfaches und flexibles Durchführen von Arbeiten an der Gleisanlage. Zum Laden der ersten Energieversorgungseinrichtung mittels der zweiten Energieversorgungseinrichtung umfasst das Schienenfahrzeug insbesondere mindestens eine Leitungsverbindung, beispielsweise ein Ladekabel. Weist die erste Energieversorgungseinrichtung während des Bearbeitens einen niedrigen Ladezustand auf, so kann der Gleiskraftwagen zu dem Anhänger verfahren werden. Durch Verbinden der zweiten Energieversorgungseinrichtung mit der ersten Energieversorgungseinrichtung mittels der mindestens einen Leitungsverbindung wird die erste Energieversorgungseinrichtung von der zweiten Energieversorgungseinrichtung elektrisch geladen und somit der Ladezustand erhöht. Nach dem Ladevorgang kann die elektrische Leitungsverbindung getrennt werden, sodass der Gleiskraftwagen mit der Bearbeitung der Gleisstelle fortfahren kann.
Ein Verfahren nach Anspruch 4 gewährleistet ein einfaches und flexibles Durchführen von Arbeiten an der Gleisanlage. Durch das Auswechseln zumindest eines Teils der zweiten Energieversorgungseinrichtung kann eine Versorgung des Schienenfahrzeugs mit elektrischer Energie weiter gewährleistet werden, wenn die ursprünglich bereitgestellte elektrische Energie der zweiten Energieversorgungseinrichtung weitestgehend verbraucht ist. Beispielsweise umfasst die zweite Energieversorgungseinrichtung einen Energiespeicher, der im entleerten bzw. entladenen Zustand gewechselt und durch einen geladenen Energiespeicher ersetzt wird. Das Auswechseln erfolgt beispielsweise mittels eines separaten Transportfahrzeugs. Das Transportfahrzeug kann ein Schienenfahrzeug und/oder ein Straßenfahrzeug sein. Vorzugsweise umfasst die zweite Energieversorgungseinrichtung mindestens einen Behälter, in dem der auszuwechselnde Teil der zweiten Energieversorgungseinrichtung angeordnet ist. Der auszuwechselnde Teil bzw. die zweite Energieversorgungseinrichtung ist insbesondere lösbar an einem Fahrgestell des Anhängers befestigt.
Ein Verfahren nach Anspruch 5 gewährleistet ein einfaches und flexibles Durchführen von Arbeiten an der Gleisanlage. Durch das Laden der zweiten Energieversorgungseinrichtung wird die Versorgung des Schienenfahrzeugs mit elektrischer Energie weiter sichergestellt, wenn die ursprünglich bereitgestellte elektrische Energie der zweiten Energieversorgungseinrichtung verbraucht ist. Die zweite Energieversorgungseinrichtung kann beispielsweise über eine Oberleitung und/oder eine Stromschiene geladen werden. Steht dem Schienenfahrzeug beispielsweise beim Verfahren zu der zu bearbeitenden Gleisstelle bzw. von der bearbeitenden Gleisstelle eine Oberleitung zur Verfügung, so kann die Oberleitung als externe Energieversorgung zum Laden der zweiten Energieversorgungseinrichtung und gegebenenfalls auch der ersten Energieversorgungseinrichtung genutzt werden. Hierzu umfasst das Schienenfahrzeug, insbesondere der Gleiskraftwagen und/oder der Anhänger, eine Ladeeinrichtung. Zum Laden der zweiten Energieversorgungseinrichtung kann beispielsweise der Gleiskraftwagen und/oder der Anhänger einen Stromabnehmer aufweisen.
Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Schienenfahrzeug zu schaffen, dass ein einfaches und flexibles Durchführen von Arbeiten an einer Gleisanlage ermöglicht. Das Schienenfahrzeug soll insbesondere zum Durchführen von Arbeiten sowohl an einer elektrifizierten als auch an einer nicht elektrifizierten Gleisanlage verwendbar sein.
Diese Aufgabe wird durch ein Schienenfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst. Die Vorteile des Schienenfahrzeugs entsprechen den bereits beschriebenen Vorteilen des Verfahrens zum Durchführen von Arbeiten an einer Gleisanlage. Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere auch mit den Merkmalen des Schienenfahrzeugs weitergebildet werden.
Der elektrische Traktionsantrieb ist mittels der ersten Energieversorgungseinrichtung und/oder mittels der zweiten Energieversorgungseinrichtung mit elektrischer Energie versorgbar. Die erste Energieversorgungseinrichtung und/oder die zweite Energieversorgungseinrichtung kann einen Wechselrichter, einen Umrichter, einen Gleichrichter und/oder einen Zwischenkreis umfassen. Im elektrischen Fahrbetrieb zum Überführen des Schienenfahrzeugs zu der zu bearbeitenden Gleisstelle wird der elektrische Traktionsantrieb insbesondere mittels der zweiten Energieversorgungseinrichtung betrieben. Im elektrischen Baustellenbetrieb, also wenn der Gleiskraftwagen von dem Anhänger abgekoppelt ist und mittels des elektrischen Traktionsantriebs verfahren wird und/oder die mindestens eine Bearbeitungseinrichtung elektrisch betrieben wird, erfolgt die Versorgung mit elektrischer Energie mittels der ersten Energieversorgungseinrichtung. Die erste Energieversorgungseinrichtung ist an einem Fahrgestell des Gleiskraftwagens angeordnet. Die erste Energieversorgungseinrichtung ist vorzugsweise auswechselbar. Hierzu ist die erste Energieversorgungseinrichtung beispielsweise lösbar an dem Fahrgestell befestigt. Die zweite Energieversorgungseinrichtung ist an einem Fahrgestell des Anhängers angeordnet. Die zweite Energieversorgungseinrichtung ist vorzugsweise auswechselbar. Hierzu ist die zweite Energieversorgungseinrichtung beispielsweise lösbar an dem Fahrgestell befestigt.
Die mindestens eine elektrische betreibbare Bearbeitungseinrichtung umfasst vorzugsweise mindestens einen elektrischen Antriebsmotor. Die mindestens eine Bearbeitungseinrichtung ist insbesondere als Mehrachs-Roboter, beispielsweise Industrieroboter ausgebildet. Der Mehrachs-Roboter weist insbesondere mindestens drei, insbesondere mindestens vier, insbesondere mindestens fünf und höchstens sechs Bewegungsachsen auf.
Das Schienenfahrzeug umfasst mindestens eine Kupplung zum Ankoppeln und Abkoppeln des Anhängers an den Gleiskraftwagen. Die mindestens eine Kupplung ist vorzugsweise als mechanische Verbindung ausgebildet. Das Schienenfahrzeug umfasst ferner mindestens eine Leitungsverbindung zwischen dem Gleiskraftwagen und dem Anhänger. Die mindestens eine Leitungsverbindung umfasst insbesondere eine elektrische Energieübertragungsleitung und/oder eine elektrische Signalübertragungsleitung. Die mindestens eine Leitungsverbindung dient vorzugsweise zum Übertragen elektrischer Energie, insbesondere von der zweiten Energieversorgungseinrichtung zu dem elektrischen Traktionsantrieb und/oder zu der ersten Energieversorgungseinrichtung.
Ein Schienenfahrzeug nach Anspruch 7 gewährleistet ein einfaches und flexibles Durchführen von Arbeiten an der Gleisanlage. Der erste Energiespeicher und/oder der zweite Energiespeicher ermöglichen eine einfache Bereitstellung von elektrischer Energie. Vorzugsweise umfasst der erste Energiespeicher und/oder der zweite Energiespeicher mindestens einen Akkumulator und/oder mindestens einen Kondensator. Die erste Energieversorgungseinrichtung und/oder die zweite Energieversorgungseinrichtung kann einen ausschließlich elektrischen Energiespeicher aufweisen. Weiterhin kann die erste Energieversorgungseinrichtung und/oder die zweite Energieversorgungseinrichtung einen nicht elektrischen Energiespeicher aufweisen, der über eine Umwandlungseinheit elektrische Energie erzeugt, die in einem elektrischen Energiespeicher gespeichert wird. Die erste Energieversorgungseinrichtung und/oder die zweite Energieversorgungseinrichtung ist vorzugsweise CO₂-neutral, so dass bei der Bereitstellung elektrischer Energie kein CO₂ freigesetzt wird. Beispielsweise umfasst die erste Energieversorgungseinrichtung und/oder die zweite Energieversorgungseinrichtung eine Brennstoffzelle zur Umwandlung von Wasserstoff in elektrische Energie.
Ein Schienenfahrzeug nach Anspruch 8 gewährleistet ein einfaches und flexibles Durchführen von Arbeiten an der Gleisanlage. Vorzugsweise ist der erste Energiespeicher als Akkumulatoren-Schaltung ausgebildet, die mehrere in Reihe und/oder parallel geschaltete Akkumulatoren umfasst. Vorzugsweise ist der zweite Energiespeicher als Akkumulatoren-Schaltung ausgebildet, die mehrere in Reihe und/oder parallel geschaltete Akkumulatoren umfasst.
Ein Schienenfahrzeug nach Anspruch 9 gewährleistet ein einfaches und flexibles Durchführen von Arbeiten an der Gleisanlage. Je kleiner die erste Versorgungskapazität C₁ im Vergleich zu der zweiten Versorgungskapazität C₂ ist, desto kompakter und leichter ist der Aufbau des Gleiskraftwagens. Durch einen kompakten und leichten Gleiskraftwagen wird der elektrische Baustellenbetrieb optimiert. Durch die zweite Versorgungskapazität C₂ kann die erste Energieversorgungseinrichtung mittels der zweiten Energieversorgungseinrichtung geladen, insbesondere mehrfach geladen werden.
Ein Schienenfahrzeug nach Anspruch 10 gewährleistet ein einfaches und flexibles Durchführen von Arbeiten an der Gleisanlage. Die mindestens eine Leitungsverbindung dient vorzugsweise zum elektrischen Laden der ersten Energieversorgungseinrichtung mittels der zweiten Energieversorgungseinrichtung, beispielsweise wenn der Anhänger von dem Gleiskraftwagen mechanisch abgekoppelt ist, und/oder zum Übertragen elektrischer Energie zu dem Gleiskraftwagen im elektrischen Fahrbetrieb und/oder zum Aufladen der zweiten Energieversorgungseinrichtung mittels einer externen Energieversorgung. Die mindestens eine Leitungsverbindung umfasst beispielsweise mindestens ein Ladekabel. Vorzugsweise umfasst das Schienenfahrzeug mindestens eine Trommel zum Aufrollen und Abrollen der mindestens einen Leitungsverbindung. Die mindestens eine Trommel ist insbesondere derart ausgebildet, dass eine Zugkraft auf die mindestens eine Leitungsverbindung ausgeübt wird. Hierdurch kann die mindestens eine Leitungsverbindung einfach und schnell auf die mindestens eine Trommel aufgerollt werden. Die mindestens eine Leitungsverbindung weist eine Länge L auf, wobei vorzugsweise gilt: 1 m ≤ L ≤ 100 m, insbesondere 5 m ≤ L ≤ 80 m und insbesondere 10 m ≤ L ≤ 60 m.
Ein Schienenfahrzeug nach Anspruch 11 gewährleistet ein einfaches und flexibles Durchführen von Arbeiten an der Gleisanlage. Der mindestens eine Behälter ist vorzugsweise reversibel an einem Fahrgestell des Anhängers befestigt. Hierdurch kann der mindestens eine Behälter bzw. die zweite Energieversorgungseinrichtung in einfacher Weise von dem Fahrgestell gelöst werden. Dies ermöglicht ein einfaches Auswechseln der zweiten Energieversorgungseinrichtung, wenn diese entladen ist und durch eine aufgeladene zweite Energieversorgungseinrichtung ersetzt werden soll. Die zweite Energieversorgungseinrichtung kann beispielsweise einem einzigen Behälter umfassen, in dem der zweite Energiespeicher und gegebenenfalls weitere Bauteile angeordnet sind. Weiterhin kann die zweite Energieversorgungseinrichtung mehrere Behälter umfassen. In einem ersten Behälter sind beispielsweise dauerhaft erforderliche Bauteile der zweiten Energieversorgungseinrichtung angeordnet, wohingegen in einem zweiten Behälter Bauteile angeordnet sind, die auswechselbar sein sollen. Hierdurch muss lediglich der zweite Behälter ausgewechselt werden.
Ein Schienenfahrzeug nach Anspruch 12 gewährleistet ein einfaches und flexibles Durchführen von Arbeiten an der Gleisanlage. Dadurch, dass die zweite Energieversorgungseinrichtung lösbar mit einem Fahrgestell des Anhängers verbunden ist, ist zumindest ein Teil der zweiten Energieversorgungseinrichtung zur Sicherstellung der Energieversorgung auswechselbar. Hierdurch kann beispielsweise ein entladener zweiter Energiespeicher durch einen geladenen zweiten Energiespeicher in einfacher Weise ersetzt werden. Außerdem kann je nach vorgesehener Fahrstrecke und/oder vorgesehener Bearbeitung aus mehreren zweiten Energieversorgungseinrichtungen mit unterschiedlichen zweiten Versorgungskapazitäten eine geeignete zweite Energieversorgungseinrichtung mit einer bestimmten zweiten Versorgungskapazität ausgewählt und an dem Fahrgestell des Anhängers befestigt werden.
Ein Schienenfahrzeug nach Anspruch 13 gewährleistet ein einfaches und flexibles Durchführen von Arbeiten an der Gleisanlage. Durch die Ladeeinrichtung kann die erste Energieversorgungseinrichtung und/oder die zweite Energieversorgungseinrichtung in einfacher Weise über eine externe Energieversorgung wieder geladen werden. Als externe Energieversorgung dient beispielsweise eine Oberleitung und/oder eine Stromschiene. Die Ladeeinrichtung umfasst vorzugsweise einen Gleichrichter, eine Zwischenkreis, Schalter und/oder eine Steuerung.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Es zeigen:

1 eine schematische Ansicht eines Schienenfahrzeugs mit einem Gleiskraftwagen und einem angekoppelten Anhänger in einem elektrischen Fahrbetrieb,
2 eine schematische Ansicht der elektrischen Energieversorgung des Schienenfahrzeugs, und
3 eine schematische Ansicht des von dem Anhänger abgekoppelten Gleiskraftwagen in einem elektrischen Baustellenbetrieb.

Das in 1 dargestellte Schienenfahrzeug 1 umfasst einen Gleiskraftwagen 2 und einen Anhänger 3. Zwischen dem Gleiskraftwagen 2 und dem Anhänger 3 ist eine mechanische Kupplung 4 ausgebildet, die zum Ankoppeln des Anhängers 3 an den Gleiskraftwagen 2 und zum Abkoppeln des Anhängers 3 von dem Gleiskraftwagen 2 dient. Das Schienenfahrzeug 1 dient zum Durchführen von Arbeiten an einer Gleisanlage 5. Die Gleisanlage 5 umfasst ein Schotterbett, Schwellen, Schienen und gegebenenfalls Masten sowie eine Oberleitung.
Der Gleiskraftwagen 2 umfasst ein Fahrgestell 6, an dem mehrere Achsen mit daran befestigten Rädern 8 drehbar gelagert sind. Zum Verfahren weist der Gleiskraftwagen 2 einen elektrischen Traktionsantrieb 9 auf, der mit mindestens einer der Achsen zusammenwirkt und zum Drehantreiben der Achse bzw. der zugehörigen Räder 8 dient. Der elektrische Traktionsantrieb 9 ist an dem Fahrgestell 6 befestigt. Der elektrische Traktionsantrieb 9 umfasst einen elektrischen Fahrantriebsmotor 7 und einen Traktionsumrichter 10.
Der Traktionsumrichter 10 umfasst einen Gleichrichter 12, einen Zwischenkreis 13 und einen Wechselrichter 14. Der Gleichrichter 12 ist in üblicher Weise mit einem Stromabnehmer 15 verbunden, so dass der Gleiskraftwagen 2 über eine Oberleitung - sofern diese vorhanden ist - mit elektrischer Energie versorgt werden kann. Hierzu umfasst der Traktionsumrichter 10 Eingangsanschlüsse 11, 11' zum Anliegen einer Oberleitungsspannung U_O der Oberleitung.
Der Traktionsumrichter 10 umfasst Ausgangsanschlüsse 20, 20' zum Abgreifen einer Wechselspannung Uw und Ausgangsanschlüsse 21, 21' zum Abgreifen einer Gleichspannung U_G .
Zur Bereitstellung von elektrischer Energie umfasst der Gleiskraftwagen 2 ferner eine erste Energieversorgungseinrichtung 16. Die erste Energieversorgungseinrichtung 16 weist einen Behälter 17 auf, in dem ein erster elektrischer Energiespeicher 18 angeordnet ist. Der erste elektrische Energiespeicher 18 umfasst eine erste Akkumulatoren-Schaltung mit mehreren Akkumulatoren 19, die in Reihe und/oder parallel geschaltet sind. Die erste Energieversorgungseinrichtung 16 hat eine Versorgungskapazität C₁ , die die Menge der bereitgestellten elektrischen Energie charakterisiert.
Der Traktionsumrichter 10 umfasst Eingangsanschlüsse 22, 22' zum Anschließen der ersten Energieversorgungseinrichtung 16. Die erste Energieversorgungseinrichtung 16 ist mittels Eingangsanschlüssen 22, 22' an den Zwischenkreis 13 angeschlossen.
Die erste Energieversorgungseinrichtung 16 ist auswechselbar an dem Fahrgestell 6 befestigt. Hierzu ist der Behälter 17 lösbar an dem Fahrgestell 6 befestigt. Die erste Energieversorgungseinrichtung 16 ist beispielsweise an einer Unterseite des Fahrgestells 6 und zwischen den Achsen bzw. den Drehgestellen angeordnet.
Zum Durchführen von Arbeiten an der Gleisanlage 5 umfasst der Gleiskraftwagen 2 eine Bearbeitungseinrichtung 23, die elektrisch betreibbar ist. Die Bearbeitungseinrichtung 23 ist beispielsweise als Mehrachs-Roboter ausgebildet. Der Mehrachs-Roboter umfasst vorzugsweise mindestens drei, insbesondere mindestens vier, insbesondere mindestens fünf und höchstens sechs Bewegungsachsen. Die Bearbeitungseinrichtung 23 weist elektrische Antriebsmotoren 27 auf. Beispielsweise umfasst die Bearbeitungseinrichtung 23 zum Betätigen der jeweiligen Bewegungsachse einen zugehörigen elektrischen Antriebsmotor 27. In den 1 und 3 ist beispielhaft ein Antriebsmotor 27 veranschaulicht. Die Bearbeitungseinrichtung 23 ist an dem Fahrgestell 6 befestigt. Je nach Art der elektrischen Antriebsmotoren 27 ist die Bearbeitungseinrichtung 23 an die Anschlüsse 20, 20' und/oder 21, 21' des Traktionsumrichters 10 angeschlossen.
Der Anhänger 3 umfasst einen Flachwagen 24 und eine zweite Energieversorgungseinrichtung 25. Der Flachwagen 24 weist in üblicher Weise ein Fahrgestell 26 auf, an dem mehrere Achsen mit daran befestigten Rädern 28 drehbar gelagert sind. Die zweite Energieversorgungseinrichtung 25 ist lösbar an dem Fahrgestell 26 befestigt.
Die zweite Energieversorgungseinrichtung 25 umfasst einen Behälter 29, in dem ein zweiter Energiespeicher 30 angeordnet ist. Der Behälter 29 ist beispielsweise als üblicher Standard-Container ausgebildet. Der zweite elektrische Energiespeicher 30 ist als Akkumulatoren-Schaltung ausgebildet und umfasst mehrere zweite Akkumulatoren 31, die in Reihe und/oder parallel geschaltet sind. Die zweite Energieversorgungseinrichtung 25 hat eine zweite Versorgungskapazität C₂ . Die zweite Versorgungskapazität C₂ charakterisiert die Menge an bereits gestellter elektrischer Energie.
Für ein Verhältnis der zweiten Versorgungskapazität C₂ zu der ersten Versorgungskapazität C₁ gilt: 1 ≤ C₂/C₁ ≤ 500, insbesondere 2 ≤ C₂/C₁ ≤ 100, und insbesondere 4 ≤ C₂/C₁ ≤ 50.
Der zweite elektrische Energiespeicher 30 ist an Eingangsanschlüsse 32, 32' des Traktionsumrichters 10 angeschlossen. Hierzu umfasst die zweite Energieversorgungseinrichtung 25 eine elektrische Leitungsverbindung 33, die auf einer Trommel 34 aufgerollt ist. Die Trommel 34 ist in dem Behälter 29 angeordnet. Die Leitungsverbindung 33 ist aus dem Behälter 29 geführt. Die Trommel 34 ist um eine Drehachse 35 drehbar gelagert und um die Drehachse 35 federnd vorgespannt. Die Leitungsverbindung 33 hat eine Länge L, wobei gilt: 1 m ≤ L ≤ 100 m, insbesondere 5 m ≤ L ≤ 80 m, und insbesondere 10 m ≤ L≤ 60 m.
Für das Energiemanagement, insbesondere für die Versorgung des Fahrantriebsmotors 7 und der elektrischen Antriebsmotoren 27 der Bearbeitungseinrichtung 23 und/oder für das Laden der ersten Energieversorgungseinrichtung 16 und/oder der zweiten Energieversorgungseinrichtung 25, umfasst der elektrische Traktionsantrieb 9 eine Steuer- und Ladeeinrichtung 36.
Die Funktionsweise des Schienenfahrzeugs 1 ist wie folgt:

In 1 ist der elektrische Fahrbetrieb des Schienenfahrzeugs 1 veranschaulicht. Das Schienenfahrzeug 1 wird im elektrischen Fahrbetrieb zu der Baustelle bzw. zu der zu bearbeitenden Gleisstelle verfahren. Der Anhänger 3 ist mittels der mechanischen Kupplung 4 an den Gleiskraftwagen 2 angekoppelt und der zweite elektrische Energiespeicher 30 ist mittels der Leitungsverbindung 33 an die Eingangsanschlüsse 32, 32' angeschlossen.

Ist im elektrischen Fahrbetrieb keine Oberleitung vorhanden, wie dies in 1 veranschaulicht ist, so versorgt der zweite elektrische Energiespeicher 30 den Gleiskraftwagen 2 mit elektrischer Energie. Der zweite elektrische Energiespeicher 30 versorgt insbesondere den elektrischen Fahrantriebsmotor 7 mit elektrischer Energie, so dass das Schienenfahrzeug 1 rein elektrisch zu der zu bearbeitenden Gleisstelle verfahren wird.
Ist der erste elektrische Energiespeicher 18 nicht vollständig geladen, so wird der erste elektrische Energiespeicher 18 im elektrischen Fahrbetrieb mittels des zweiten elektrische Energiespeichers 30 geladen.
Ist demgegenüber eine Oberleitung vorhanden, so wird das Schienenfahrzeug 1 mittels des Stromabnehmers 15 an die Oberleitung angeschlossen und über die Oberleitungsspannung U_O mit elektrischer Energie versorgt. Die Oberleitung versorgt insbesondere den elektrischen Fahrantriebsmotor 7 mit elektrischer Energie. Ist der erste elektrische Energiespeicher 18 und/oder der zweite elektrische Energiespeicher 13 nicht vollständig geladen, so kann ein Aufladen über die Oberleitung erfolgen.
Das Energiemanagement erfolgt über den elektrischen Traktionsantrieb 9, also über den Traktionsumrichter 10 und die Steuer- und Ladeeinrichtung 36.
In 3 ist der elektrische Baustellenbetrieb des Schienenfahrzeugs 1 veranschaulicht. Im Baustellenbetrieb ist der Anhänger 3 von dem Gleiskraftwagen 2 abgekoppelt. Hierzu ist die mechanische Kupplung 4 gelöst und die Leitungsverbindung 33 von den Eingangsanschlüssen 32, 32' getrennt. Der Gleiskraftwagen 2 kann somit im Baustellenbetrieb ohne den Anhänger 3 verfahren werden.
Ist keine Oberleitung vorhanden, wie dies in 3 veranschaulicht ist, so versorgt die erste Energieversorgungseinrichtung 16 den Gleiskraftwagen 2 im Baustellenbetrieb mit elektrischer Energie. Der erste elektrische Energiespeicher 18 versorgt im Baustellenbetrieb insbesondere den elektrischen Fahrantriebsmotor 7 und die Antriebsmotoren 27 der Bearbeitungseinrichtung 23 mit elektrischer Energie.
Ist eine Oberleitung vorhanden, so kann der Gleiskraftwagen 2 mittels Stromabnehmers 15 an die Oberleitung angeschlossen werden. Die Oberleitung versorgt dann den Gleiskraftwagen 2 mit elektrischer Energie. Über die Oberleitung kann der erste elektrische Energiespeicher 18 geladen werden.
Ist keine Oberleitung vorhanden, so kann der erste elektrische Energiespeicher 18 im Baustellenbetrieb mittels des zweiten elektrischen Energiespeichers 30 wieder aufgeladen werden. Dies kann während einer Unterbrechung der Arbeiten, beispielsweise in einer Pause einer Bedienperson erfolgen. Hierzu wird der Gleiskraftwagen 2 nahe zu dem Anhänger 3 verfahren. Anschließend wird der zweite elektrische Energiespeicher 30 mittels der Leitungsverbindung 33 an die Eingangseinschlüsse 32, 32' angeschlossen, wodurch ein Aufladen des elektrischen Energiespeichers 18 erfolgt. Der Ladevorgang wird mittels der Steuer- und Ladeeinrichtung 36 gesteuert. Ein mechanisches Ankoppeln des Anhängers 3 an den Gleiskraftwagen 2 ist zum Aufladen nicht erforderlich. Dadurch, dass die zweite Versorgungskapazität C₂ vorzugsweise größer als die erste Versorgungskapazität C₁ ist, ist der erste elektrische Energiespeicher 18 vorzugsweise mehrfach mittels des zweiten elektrischen Energiespeichers 30 aufladbar.
Ist der zweite elektrische Energiespeicher 30 entladen, so kann die zweite elektrische Energieversorgungseinrichtung 25 auch gewechselt werden. Hierzu wird eine geladene zweite Energieversorgungseinrichtung 25 antransportiert, beispielweise mittels eines Schienenfahrzeugs oder mittels eines Straßenfahrzeugs. Dadurch, dass die zweite Energieversorgungseinrichtung 25 einen Behälter 29 aufweist, in dem sämtliche Bauteile angeordnet sind, kann die zweite Energieversorgungseinrichtung 25 in einfacher Weise gewechselt werden. Hierzu wird der Behälter 29 von dem Fahrgestellt 26 gelöst. Anschließend wird die entladene zweite Energieversorgungseinrichtung 25 von dem Flachwagen 24 abgeladen und die geladene zweite Energieversorgungseinrichtung 25 auf den Flachwagen 24 aufgeladen. Der Behälter 29 wird wieder an dem Fahrgestell 26 befestigt. Anschließend kann mit dem geladenen zweiten Energiespeicher 30 der Baustellenbetrieb fortgesetzt werden und das Schienenfahrzeug 1 im elektrischen Fahrbetrieb nach Abschluss der Arbeiten an der Gleisanlage 5 von der Baustelle weggefahren werden.
Allgemein gilt folgendes:

Im elektrischen Fahrbetrieb kann die erste Energieversorgungseinrichtung 16 und/oder die zweite Energieversorgungseinrichtung 25 mittels einer externen Energieversorgung geladen werden. Die erste Energieversorgungseinrichtung 16 und die zweite Energieversorgungseinrichtung 25 können unabhängig voneinander mittels einer externen Energieversorgung, beispielsweise über eine Oberleitung, geladen werden. Der Gleiskraftwagen 2 und/oder der Anhänger 3 können einen Stromabnehmer 15 und/oder einen Umrichter mit einer zugehörigen Steuer- und Ladeeinrichtung umfassen. Die erste Energieversorgungseinrichtung 16 und die zweite Energieversorgungseinrichtung 25 haben vorzugsweise die gleiche Nennspannung. Die Nennspannung beträgt beispielsweise 650 V. Im elektrischen Fahrbetrieb kann die erste Energieversorgungseinrichtung 16 mittels der zweiten Energieversorgungseinrichtung 25 geladen werden.

Claims

Verfahren zum Durchführen von Arbeiten an einer Gleisanlage mit den Schritten: - Bereitstellen eines Schienenfahrzeugs (1) umfassend -- einen Gleiskraftwagen (2) mit --- einem elektrischen Traktionsantrieb (9), --- mindestens einer elektrisch betreibbaren Bearbeitungseinrichtung (23), und --- einer ersten Energieversorgungseinrichtung (16) zur Bereitstellung elektrischer Energie, -- einen an den Gleiskraftwagen (2) angekoppelten Anhänger (3) mit einer zweiten Energieversorgungseinrichtung (25) zur Bereitstellung elektrischer Energie, - Verlagern des Schienenfahrzeugs (1) zu einer zu bearbeiteten Gleisstelle, wobei der elektrische Traktionsantrieb (9) des Gleiskraftwagens (2) mittels der zweiten Energieversorgungseinrichtung (25) mit elektrischer Energie versorgt wird, - Abkoppeln des Anhängers (3) von dem Gleiskraftwagen (2), und - Bearbeiten der zu bearbeitenden Gleisstelle mittels des Gleiskraftwagens (2) und der mindestens einen elektrisch betreibbaren Bearbeitungseinrichtung (23), wobei die mindestens eine Bearbeitungseinrichtung (23) mittels der ersten Energieversorgungseinrichtung (16) mit elektrischer Energie versorgt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Energieversorgungseinrichtung (16) mittels der zweiten Energieversorgungseinrichtung (25) geladen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Energieversorgungseinrichtung (25) zum Laden mit der ersten Energieversorgungseinrichtung (16) elektrisch verbunden wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass zur weiteren Bereitstellung elektrischer Energie zumindest ein Teil der zweiten Energieversorgungseinrichtung (25) gewechselt wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die zweite Energieversorgungseinrichtung (25) mittels einer externen Energieversorgung geladen wird.
Schienenfahrzeug zum Durchführen von Arbeiten an einer Gleisanlage umfassend - einen Gleiskraftwagen (2) mit -- einem elektrischen Traktionsantrieb (9), -- mindestens einer elektrisch betreibbaren Bearbeitungseinrichtung (23), -- einer ersten Energieversorgungseinrichtung (16) zur Bereitstellung elektrischer Energie, - einen Anhänger (3) mit einer zweiten Energieversorgungseinrichtung (25) zur Bereitstellung elektrischer Energie.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet dass die erste Energieversorgungseinrichtung (16) einen ersten Energiespeicher (18) und/oder die zweite Energieversorgungseinrichtung (25) einen zweiten Energiespeicher (30) umfasst.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet dass die erste Energieversorgungseinrichtung (16) mindestens einen ersten Akkumulator (19) und/oder die zweite Energieversorgungseinrichtung (25) mindestens einen zweiten Akkumulator (31) umfasst.
Schienenfahrzeug nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Energieversorgungseinrichtung (16) eine erste Versorgungskapazität C₁ und die zweite Energieversorgungseinrichtung (25) eine zweite Versorgungskapazität C₂ aufweisen, wobei gilt: 1 ≤ C₂/C₁ ≤ 500, insbesondere 2 ≤ C₂/C₁ ≤ 100, und insbesondere 4 ≤ C₂/C₁ ≤ 50.
Schienenfahrzeug nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 9, gekennzeichnet durch mindestens eine Leitungsverbindung (33) zum elektrischen Laden der ersten Energieversorgungseinrichtung (16) mittels der zweiten Energieversorgungseinrichtung (25).
Schienenfahrzeug nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Energieversorgungseinrichtung (25) mindestens einen Behälter (29) umfasst.
Schienenfahrzeug nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Energieversorgungseinrichtung (25) lösbar mit einem Fahrgestell (26) des Anhängers (3) verbunden ist.
Schienenfahrzeug nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 12, gekennzeichnet durch eine Ladeeinrichtung (36) zum Laden der ersten Energieversorgungseinrichtung und/oder zweiten Energieversorgungseinrichtung (25).