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ANWENDUNGSGEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft einen schienengebundenen Fahrzeugverband, insbesondere einen Triebzug, mit mindestens zwei Verbandabschnitten, die voneinander trennbar sind. Sie betrifft außerdem ein Verfahren zum Trennen eines solchen Fahrzeugverbands, ein Verfahren zum Bilden eines solchen Fahrzeugverbands und ein Verfahren zur Wartung eines solchen Fahrzeugverbands.
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BISHERIGER STAND DER TECHNIK
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Schienengebundene Fahrzeugverbände für den Nah-, Stadtbahn- oder Straßenbahnverkehr mit einem durchgehenden Fahrgastraum sind heutzutage zum Standard geworden. Sie bestehen aus mehreren Fahrzeugeinheiten, die miteinander durch Gelenkkupplungen gekuppelt sind, wobei jede Fahrzeugeinheit einen Fahrzeugkasten aufweist, der auf ein oder mehrere Fahrwerke abgestützt ist oder sich als Brückeneinheit zwischen zwei benachbarten Fahrzeugeinheiten erstreckt.
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Um die Beförderungskapazität zu erhöhen, können solche Fahrzeugverbände gegebenenfalls verlängert werden, indem zusätzliche Fahrzeugeinheiten angekoppelt werden. Auch wenn das Schienennetz eine solche Verlängerung zulässt, entsteht ein Wartungsproblem, wenn die Wartungswerkstätte nur für kleinere Fahrzeugverbände ausgelegt sind. Eine Trennung im Bereich des Gelenks zwischen zwei mittleren Fahrzeugeinheiten des Verbands ist zwar möglich, erfordert jedoch viel Arbeitsaufwand, zumal die Gelenke bei Fahrzeugverbände mit durchgezogenem Fahrgastraum empfindlich sind. Es wäre daher wünschenswert, längere Fahrzeugverbände schnell trennen und wiederverbinden zu können.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Fahrzeugverband der eingangs genannten Art zu Verfügung zu stellen, der eine schnelle bzw. vereinfachte Trennung ermöglicht.
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Bei einem schienengebundenen Fahrzeugverband mit mindestens zwei Verbandabschnitten, die jeweils mindestens eine Fahrzeugeinheit und ein Fahrzeugteil aufweisen, die miteinander durch ein Gelenk verbunden sind, das mindestens eine Drehung um eine vertikale Achse zulässt, wobei die Fahrzeugteile jeweils ein Fahrwerk und ein auf dem Fahrwerk abgestütztes Fahrzeugkastenteil aufweisen, wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Fahrzeugkastenteile der zwei Verbandabschnitte miteinander durch eine wiederholt trennbar ausgestaltete mechanische Schnittstelle verbunden sind, wobei die mechanische Schnittstelle im einem getrennten Zustand eine völlige Trennung der Fahrzeugkastenteile ermöglicht und in einem verbundenen Zustand keine mechanischen Freiheitsgrade zwischen den Fahrzeugkastenteilen zulässt.
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Dadurch, dass die Trennung nicht im Bereich des Gelenks zwischen zwei Fahrzeugeinheiten des Verbands stattfindet, kann eine einfache trennbar ausgestaltete mechanische Schnittstelle zu Verfügung gestellt werden. Die zwei Fahrzeugteile bilden gemeinsam im verbundenen Zustand eine Fahrzeugeinheit mit zwei Fahrwerke. Im getrennten Zustand stützt sich jedes Fahrzeugteil auf sein Fahrwerk, so dass die zwei Verbandabschnitte getrennt und eigenständig bewegt werden können.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführung weist die Schnittstelle ein Schnelltrennmechanismus auf. Bei Schnelltrennmechanismus ist unter anderem einen Mechanismus gemeint, der durch eine kontinuierliche Bewegung, z. B. eine Hebelbewegung, zwischen eine Verriegelungsstellung und eine Freigabestellung hin und her bewegbar ist. Bevorzugt werden solche Mechanismen, bei denen die Verriegelungsstellung eine stabile Endstellung ist, wobei die Bewegung in die Verriegelungsstellung das Überschreiten eines Totpunkts und das Überwinden einer Spannkraft bis zum Totpunkt erfordert. Bevorzugt sind Schnelltrennmechanismen, die eine Personenbetätigung ermöglichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführung weist das Schnelltrennmechanismus ein Kniehebelmechanismus auf. Andere Schnelltrennmechanismen werden auch in Betracht gezogen, insbesondere kraftschlüssige, lösbare Verbindungen mit Nocken, Exzentern und/oder Kniehebeln.
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Vorzugsweise weist die Schnittstelle ferner einen Verriegelungsmechanismus zum Verriegeln des Schnelltrennmechanismus auf.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist jedes Fahrzeugkastenteil endseitig ein Ringspant auf, das im verbundenen Zustand gegen das Ringspant des anderen Fahrzeugteils gepresst und Teil der mechanischen Schnittstelle ist. Jedes Ringspant ist Bestandteil des Rohbaus des Fahrzeugkastenteils und dient zur Aufnahme von Kräften zwischen den zwei Fahrzeugkastenteilen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass zumindest eines der Fahrzeugkastenteile endseitig Führungszapfen aufweist, die im verbundenen Zustand in Zapfenlöcher des anderen Fahrzeugteils eingreifen, wobei Zapfen und Zapfenlöcher Teile der mechanischen Schnittstelle sind.
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Um unnötige, parasitäre Bewegungen während des Trennvorgangs zu minimieren ist es vorteilhaft, dass das Gelenk zwischen jedem Fahrzeugteil und der benachbarten Fahrzeugeinheit in eine Verriegelungsstellung gebracht werden kann, wobei in Verriegelungsstellung die Drehung um die vertikale Achse blockiert ist.
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Gegebenenfalls, ist vorgesehen, dass das Gelenk jedes Verbandabschnitts eine Drehung um eine horizontale Längsachse zulässt. In diesem Fall ist es vorteilhaft, dass das Gelenk in der Verriegelungsstellung die Drehung um die horizontale Längsachse blockiert.
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Im getrennten Zustand ist jedes Fahrzeugteil auf ein einziges Fahrwerk gestützt. Es ist daher vorteilhaft, das Fahrwerk mit vier Rädern vorzusehen, z.B. als Drehgestell mit zwei Radsätzen oder mit unabhängigen Rädern.
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Gegebenenfalls kann die mechanische Schnittstelle mittig zwischen den zwei Enden des Verbands angeordnet sein. Insbesondere können die zwei Verbandabschnitte von identischen Fahrzeugeinheiten und Fahrzeugteilen zusammengesetzt werden. Alternativ kann die mechanische Schnittstelle näher zu einem der Verbandsenden angeordnet sein als zum anderen Ende. Gegebenenfalls kann einer der Verbandabschnitte des schienengebunden Schienenverbands selbst aus zwei oder mehr Verbandabschnitten gebildet sein.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist mindestens einer der Verbandabschnitte eine Endfahrzeugeinheit mit einer Führerkabine auf.
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Gegebenenfalls kann einer der Verbandabschnitte eine Brückenfahrzeugeinheit ohne Fahrwerk aufweisen, die mit dem Fahrzeugteil durch das Gelenk verbunden ist.
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Es kann auch vorgesehen werden, dass mindestens einer der Verbandabschnitte eine Anhängerfahrzeugeinheit aufweist, die mit dem Fahrzeugteil durch das Gelenk verbunden ist und ein einziges Fahrwerk aufweist, das sich an einem dem Fahrzeugteil gegenüberliegenden Ende der Anhängerfahrzeugeinheit befindet. Das Fahrwerk der Anhängerfahrzeugeinheit kann ein Jakob-Drehgestell sein.
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Vorzugsweise bilden die zwei Verbandabschnitte einen gemeinsamen, durchgehenden Innenraum.
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Damit jeder Verbandabschnitt eigenständig fahren kann, ist es zweckmäßig, dass jeder der Verbandabschnitte über Triebfahrwerke verfügt.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Trennen des oben beschriebenen schienengebundenen Fahrzeugverbands, das folgende Schritte aufweist:
- - der schienengebundene Fahrzeugverband mit der Schnittstelle wird im verbundenen Zustand gebremst abgestellt,
- - die Gelenke werden wenigstens um die vertikale Achse blockiert,
- - die mechanische Schnittstelle wird in den getrennten Zustand gebracht, und
- - die Fahrzeugteile werden voneinander getrennt, um zwei getrennte Verbandabschnitte zu bilden.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Bilden des oben beschriebenen schienengebundenen Fahrzeugverbands, das die folgenden Schritte aufweist:
- - die zwei getrennten Verbandabschnitte werden gegeneinander mit wenigstens um die vertikale Achse blockierten Gelenken aufgereiht,
- - die mechanische Schnittstelle wird in den verbundenen Zustand gebracht, und
- - die Gelenke werden freigegeben.
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Die Erfindung betrifft auch ein Wartungsverfahren des oben beschriebenen schienengebundenen Fahrzeugverbands, das das oben beschriebene Verfahren zum Trennen des schienengebundenen Fahrzeugverbands gefolgt von dem oben beschriebenen Verfahren zum Bilden des schienengebundenen Fahrzeugverbands umfasst.
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Figurenliste
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden. Es zeigen:
- - 1: ein schienengebundener Fahrzeugverband gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit zwei Verbandabschnitten im verbundenen Zustand,
- - 2A und 2B: die zwei Verbandabschnitte des schienengebundenen Fahrzeugverbands der 1 im getrennten Zustand,
- - 3: eine Querschnittansicht einer trennbar ausgestalteten Schnittstelle zwischen zwei Fahrzeugteile des schienengebundenen Fahrzeugverbands gemäß 1, in einer horizontalen Schnittebene.
- - 4: ein schienengebundener Fahrzeugverband gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit drei Verbandabschnitten im verbundenen Zustand;
- - 5A, 5B und 5C die drei getrennten Verbandabschnitte des schienengebundenen Fahrzeugverbands der 4.
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In allen Zeichnungen bezeichnen einzelne Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Elemente.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
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Unter Bezugnahme auf die 1 und die 2A und 28 ist ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines schienengebundenen Fahrzeugverbands der vorliegenden Erfindung in Form eines Triebzuges mit durchgehendem Fahrgastraum durch das Bezugszeichen 10 gekennzeichnet. Der Fahrzeugverband besteht aus zwei identischen Verbandabschnitten 12, die im Bereich einer trennbar ausgestalteten mechanischen Schnittstelle 14 miteinander verbunden und voneinander getrennt werden können.
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Jeder Verbandabschnitt 12 kann aus einem oder mehreren Fahrzeugeinheiten 16, 18 bestehen, die miteinander durch Gelenke 20 und Wellenbälge verbunden sind und aus einem Fahrzeugteil 22, das im Bereich der mechanischen Schnittstelle 14 mit dem Fahrzeugteil 22 des anderen Verbandabschnitts 12 verbunden werden kann und am gegenüberliegen Ende mit der Nachbarfahrzeugeinheit 18 durch ein Gelenk 24 mit Wellenbalg verbunden ist. Im Einzelnen besteht jeder Verbandabschnitt 12 aus einer Kopffahrzeugeinheit 16 mit einer Führerkabine, einer Anhängerfahrzeugeinheit 18 und dem Fahrzeugteil 22, das im Bereich der mechanischen Schnittstelle 14 mit dem Fahrzeugteil 22 des anderen Verbandabschnitts 12 verbunden werden kann.
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Die Fahrzeugeinheiten 16, 18 und Fahrzeugteile 22 sind auf Fahrwerken abgestützt, nämlich einem Triebfahrwerk 26 am vorderen Ende der Kopffahrzeugeinheit 16, einem Jakobsdrehgestell 28 zwischen der Kopffahrzeugeinheit 16 und der Anhängerfahrzeugeinheit 18, und einem Triebfahrwerk 30 unter den Fahrzeugkasten 34 des Fahrzeugteils 22. Durch das Gelenk 24 zwischen Anhängerwagen 18 und Fahrzeugteil 22 stützt sich der Anhängerwagen teilweise auf das Fahrwerk 30 des Fahrzeugteils. Die Fahrwerke weisen jeweils vier Räder auf und können als Drehgestelle mit oder ohne Wiege durchgeführt werden.
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Wie auf die 3 ersichtlich, weist der Wagenkasten 34 jedes Fahrzeugteils 22, hier auch als Fahrzeugkastenteil bezeichnet, endseitig ein Ringspant 36 auf, das im verbundenen Zustand gegen das Ringspant 36 des anderen Fahrzeugteils 22 flächenweise gepresst wird. Die trennbar ausgestaltete mechanische Schnittstelle 14 zwischen den Fahrzeugteilen 22 weist ferner Führungszapfen 38 aus, die aus dem Ringspant 26 eines Fahrzeugteils 22 herausragen und im verbundenen Zustand in Zapfenlöcher 40 des anderen Fahrzeugteils 22 formschlüssig eingreifen.
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Die zwei benachbarten Fahrzeugteile 22 werden durch einen Schnelltrennmechanismus 42 miteinander verbunden, der mehrere parallele Kniehebelmechanismen 44 aufweist. Jeder Kniehebelmechanismus 44 ist an einen Fahrzeugteil 22 befestigt und weist einen Zuganker 46 auf, der einen am anderen Fahrzeugteil 22 befestigten Gegenhalter 48 hintergreift. Der Kniehebelmechanismus 44 weist einen Bedienungshebel 50 auf, der zwischen eine Verriegelungsstellung und eine Freigabestellung durch Handbedienung hin und her bewegbar ist. Das Bedienen des Bedienungshebels 50 in die Verriegelungsstellung erfordert das Überschreiten eines Totpunkts und das Überwinden einer Spannkraft, die geringfügig nach dem Totpunkt nachgibt, so dass die Verriegelungsstellung eine stabile gespannte Endstellung ist. Der Befestigungsdruck zwischen den Ringspanten 36 im verbundenen Zustand ergibt sich aus der Spannung eines elastisch verformbaren Teils des Kniehebelmechanismus 44. Der Kniehebelmechanismus 44 weist ferner einen Verriegelungsmechanismus 52 zum Verriegeln des Schnelltrennmechanismus 42 auf. Solche Kniehebelmechanismen sind als Verschlussspanner aus dem Stand der Technik wohl bekannt, siehe z.B.
DE 10 2008 011 462 oder
DE 10 2008 017 447 .
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Im verbundenen Zustand lässt die trennbar ausgestaltete mechanische Schnittstelle 14 keine mechanischen Freiheitsgrade zwischen den Fahrzeugkastenteilen zu, so dass die Fahrzeugkastenteile 34 mit den zwei Fahrwerken 32 eine einheitliche Fahrzeugeinheit bilden.
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Die Kniehebelmechanismen 44, die das Schnelltrennmechanismus bilden, sind am inneren bzw. äußeren Umfang der Ringspante 36 verteilt, mit z.B. ein Kniehebelmechanismus 44 im Bereich jeder Seitenwand und/oder ein Kniehebelmechanismus 44 im Bereich jeder Hecke des Ringspants 36. Die Kniehebelmechanismen 44 sind entweder von außen oder vom Fahrzeuginnenraum erreichbar. Eine Verkleidung mit abschließbaren Zugangsklappen ist vorgesehen, um die Schnelltrennmechanismen 44 zu decken.
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Im Bereich der mechanischen Schnittstelle 14 weist der Zugverband 10 auch eine elektrische Schnittstelle sowie gegebenenfalls eine hydraulische oder pneumatische Schnittstelle, die hier nicht weiter bezeichnet worden sind, und die auch getrennt werden können.
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Die erfinderische Verbandkonfiguration ermöglicht das Trennen in zwei Verbandabschnitten 12 und das Kuppeln der Verbandabschnitte 12 mit wenig Arbeitsaufwand. Der Trennvorgang weist folgende Schritte auf:
- - Das Abstellen des schienengebundenen Fahrzeugverband 10 mit betätigter Feststellbremse,
- - Das Blockieren der Gelenke 24 zwischen jedem Fahrzeugteil 22 und der benachbarten Fahrzeugeinheit 18,
- - Gegebenenfalls das Trennen der elektrischen Verbindung zwischen den Fahrzeugteilen 22,
- - Gegebenenfalls das Trennen der pneumatischen bzw. hydraulischen Verbindung zwischen den Fahrzeugteilen 22,
- - Das Öffnen des Schnelltrennmechanismus 42.
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Zum Bilden des Fahrzeugverbands 10 aus zwei Verbandabschnitten 12 werden dies Vorgangsschritte in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt, nachdem die Fahrzeugteilen 22 auf wenige Zentimeter zueinander gefahren worden sind. Im Einzelnen weist der Bildungsvorgang die folgenden Schritte auf:
- - Das Schließen des Schnelltrennmechanismus, 42,
- - Gegebenenfalls das Verbinden der pneumatischen bzw. hydraulischen Verbindung zwischen den Fahrzeugteilen 22,
- - Gegebenenfalls das Verbinden der elektrischen Verbindung zwischen den Fahrzeugteilen 22,
- - Das Befreien der Gelenke 24 zwischen jedem Fahrzeugteil 22 und der benachbarten Fahrzeugeinheit 18.
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Wenn der schienengebundene Fahrzeugverband 10 in eine Wartungsanlage gefahren wird, die nur für kleinere Triebzüge geeignet ist, wird der Fahrzeugverband 10 vor dem Eintritt in die Wartungsanlage geteilt und nach den Wartungsarbeiten wieder zusammengestellt.
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Die 4, 5A, 5B und 5C zeigen einen Triebzug 10 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, der sich vom ersten Ausführungsbeispiel durch einen zusätzlichen mittleren Verbandabschnitt 112 unterscheidet, der endseitig mit zwei Verbandabschnitten 12 verbunden ist, die den Verbandabschnitten 12 des ersten Ausführungsbeispiel entsprechen. Die Verbindung zwischen dem mittleren Verbandabschnitt 12 und den endseitigen Verbandabschnitten 12 erfolgt durch zwei trennbar ausgestalteten mechanischen Schnittstellen 14, die jeweils der Schnittstelle 14 des ersten Ausführungsbeispiels entsprechen. Der mittlere Verbandabschnitt 112 weist eine Brückenfahrzeugeinheit 123, die endseitig durch zwei Gelenke mit zwei Fahrzeugteilen 122 verbunden ist. Die Fahrzeugteile 122 entsprechen funktionell den Fahrzeugteilen 22 des ersten Ausführungsbeispiels und weisen jeweils einen Fahrzeugkastenteil 134 auf, das auf ein Fahrwerk 132 abgestützt ist. Der Fahrzeugverband 10 kann also in zwei oder drei Verbandabschnitte 12, 112 geteilt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008011462 [0029]
- DE 102008017447 [0029]
