DE102022106074A1 - Baukastensystem zur Herstellung einer Gleisbaumaschine - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Gleisbaumaschine, wobei erste Funktionsmodule für den Antrieb der Gleisbaumaschine bereitgestellt werden, deren unterschiedliche Längen sich um ein bestimmtes Rastermaß unterscheiden, wobei nach Auswahl der zu verwendenden Funktionsmodule der Rahmen der Gleisbaumaschine hergestellt wird, der in diesem Rastermaß angeordnete Befestigungsstellen aufweist, an denen die Funktionsmodule mit deren Montagestellen befestigt werden, wobei automatisch bei Auswahl der Funktionsmodule auch eine Dokumentation der Gleisbaumaschine erstellt wird, in welcher die ausgewählten Funktionsmodule abgebildet und deren Funktionen erläutert sind.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Gleisbaumaschine, also eines Schienenfahrzeugs, welches eine mobile Ausrüstung für den Bau und die Instandhaltung von Eisenbahninfrastrukturen darstellt.
• Gleisbaumaschinen werden in unterschiedlichen Konfigurationen hergestellt, indem sie je nach Einsatzzweck mit unterschiedlichen Werkzeugen bestückt werden. Als Werkzeug wird im Rahmen des vorliegenden Vorschlags ein Arbeitsgerät bezeichnet, das bei einer Gleisbaumaschine eingesetzt wird und bei dem es sich z.B. um einen Kran, eine Arbeitsbühne oder dergleichen handeln kann. Als Werkzeug wird in diesem Zusammenhang aber auch ein Container bezeichnet, der nicht lediglich als Behälter zur Aufnahme von Transportgut wie Stückgut bestimmt ist, sondern der vielmehr für einen bestimmten Einsatzzweck ausgerüstet ist, z. B. als Rettungscontainer für die Tunnelrettung, der bei Bränden oder sonstigen Unfällen im Tunnel verwendet werden kann, also an Stellen, die von außerhalb des Gleises schlecht zugänglich sind. Die Werkzeuge werden typischerweise auf dem Rahmen der Gleisbaumaschine montiert.
• Weiterhin unterscheiden sich die Gleisbaumaschinen durch die verwendete Antriebstechnik, die zum Fahren und Bremsen der Gleisbaumaschine selbst und ggf. auch zur Energieversorgung des Werkzeugs vorgesehen ist. Die Komponenten der Antriebstechnik werden typischerweise innerhalb des Rahmens der Gleisbaumaschine montiert, beispielsweise zwischen oder unterhalb von Längsträgern des Rahmens, z.B. innerhalb des Raumes, der zwischen zwei Drehgestellen des Fahrwerks zur Verfügung steht.
• Im Ergebnis resultiert aus diesen unterschiedlichen, in einer Gleisbaumaschine für Antrieb und Werkzeug verwendbaren Komponenten eine große Vielzahl unterschiedlicher Konfigurationsmöglichkeiten. Dabei unterscheiden sich die Gleisbaumaschinen nicht nur hinsichtlich der jeweiligen Zusammenstellung der verwendeten Komponenten, sondern hinsichtlich ihrer Länge. Beispielsweise kann der Raum zwischen den beiden Drehgestellen unterschiedlich lang bemessen sein, in Abhängigkeit von den darin unterzubringenden Komponenten, sofern einer kurzen Bauweise nicht der Platzbedarf auf dem Rahmen entgegensteht, der für die Anordnung der vorgesehenen Werkzeuge erforderlich ist.
• Allerdings kann auch dann, wenn nur ein vergleichsweise kurzer Einbauraum zwischen den beiden Drehgestellen zur Verfügung steht, eine große Fahrzeuglänge zur Unterbringung von Werkzeugen auf dem Rahmen bereitgestellt werden, wenn an den beiden Enden der Gleisbaumaschine entsprechend lange, über die Drehgestelle hinausragende Überhänge geschaffen werden. Da die Gleisbaumaschine typischerweise als Fahrzeug ausgestaltet ist welches in beiden Richtungen fahren kann, werden beiden Enden der Gleisbaumaschine auch jeweils als deren Front bezeichnet.
• Die Möglichkeit, den Abstand der Drehgestelle zueinander, aber auch durch die Überhänge an den beiden Fahrzeugfronten die Gesamtlänge der Gleisbaumaschine zu variieren, bedeutet eine weitere Vervielfachung der denkbaren Konfigurationen bei der Herstellung einer Gleisbaumaschine.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung einer Gleisbaumaschine zu vereinfachen, ohne die Flexibilität einzubüßen.
• Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
• Die Erfindung schlägt mit anderen Worten vor, ein Baukastensystem zu nutzen, bei welchem die unterschiedlichen Komponenten der Antriebstechnik und auch der Werkzeuge in der Art von einbaufertigen Modulen bereitgestellt werden. Die Komponenten der Antriebstechnik, als erste Funktionsmodule bezeichnet, weisen standardisierte Montagestellen auf sowie unterschiedliche Baulängen, die sich in einem bestimmten Rastermaß voneinander unterscheiden. An den Längsträgern des Rahmens sind Befestigungsstellen vorgesehen, die in diesem Rastermaß angeordnet sind, so dass die unterschiedlichsten Zusammenstellungen von ersten Funktionsmodulen innerhalb kürzester Zeit an den Längsträgern montiert werden können, ohne dazu eine spezielle Vorbereitung zu erfordern, da die Befestigungsstellen bereits an den Längsträgern vorhanden sind.
• Beispielsweise können zwischen den Drehgestellen 7 bis 12 Modulplätze vorgesehen sein, so dass sich daraus unterschiedliche Längen der Längsträger und dementsprechend unterschiedliche Fahrzeuglängen ergeben. Eine vergleichsweise kurze Gleisbaumaschine, die beispielsweise lediglich 7 Modulplätze aufweist, kann mit maximal 7 ersten Funktionsmodulen der Antriebstechnik versehen werden, wenn ausschließlich erste Funktionsmodule verwendet werden, die jeweils nur eine Modul-Länge von einem Modulplatz aufweisen. Bei Verwendung größerer erster Funktionsmodule können dementsprechend nur weniger als 7 solcher erster Funktionsmodule in dieser vergleichsweise kurzen Gleisbaumaschine mit 7 Modulplätzen angeordnet werden.
• Wenn eine größere Fahrzeuglänge vorgesehen ist und dementsprechend längere Längsträger für den Rahmen der Gleisbaumaschine verwendet werden, weisen diese eine entsprechend größere Anzahl von beispielsweise 8 bis 12 Modulplätzen auf. Diese längeren Längsträger weisen ebenfalls die in demselben Rastermaß angeordneten Befestigungsstellen auf, so dass die ersten Funktionsmodule genauso problemlos an einem längeren Längsträger wie an dem oben genannten, vergleichsweise kurzen Längsträger mit 7 Modulplätzen befestigt werden können. Weder die Längsträger noch die ersten Funktionsmodule müssen an die jeweils vorgesehene Fahrzeugkonfiguration angepasst und abgeändert werden, vielmehr wird je nach Auswahl der zu verwendenden ersten Funktionsmodule und deren Modul-Längen eine Gesamtlänge, gerechnet in ganzzahligen Modulplätzen, der ersten Funktionsmodule bestimmt, und in Abhängigkeit davon werden die geeigneten unter den verschiedenen, unterschiedlich langen Längsträgern ausgewählt.
• Für die Werkzeuge, als zweite Funktionsmodule bezeichnet, ist in einer Ausgestaltung ähnlich baukastenartig die Anordnung entsprechender Befestigungsstellen auf dem Rahmen vorgesehen, so dass je nach Größe des jeweiligen Werkzeugs dessen standardisierte, ebenfalls als Montagestellen bezeichnete Schnittstellen zur Befestigung an den Befestigungsstellen des Rahmens genutzt werden können.
• In einer Ausgestaltung kann der Rahmen an seinen beiden Enden standardisierte Schnittstellen aufweisen, die jeweils zum Anschluss eines Frontmoduls dienen. Der Fahrzeugrahmen besteht in diesem Fall aus zwei Längsträgern und zwei Frontmodulen, was bedeutet, dass sich die jeweiligen Schnittstellen für die Frontmodule an den Längsträgern befinden. Diese Schnittstellen können beispielsweise genauso ausgestaltet sein wie die Schnittstellen für Funktionsmodule. Besonders vorteilhaft können sie jedoch eigens konzipiert sein, so dass sie auch als „Front-Schnittstellen“ bezeichnet werden könnten. Auch wenn die „Front-Schnittstellen“ von anderen Schnittstellen abweichend ausgestaltet sind, so sind doch die „Front-Schnittstellen“ stets gleich ausgestaltet. Die Frontmodule können vorgefertigt werden, insbesondere in unterschiedlichen Varianten, die sich z. B. hinsichtlich ihrer Abmessungen oder ihrer technischen Ausgestaltung unterscheiden. Jedoch sind sämtliche Frontmodule darauf abgestimmt, mit den standardisierten Schnittstellen an den beiden Enden der Rahmen - den „Front-Schnittstellen“ - zusammenzuwirken.
• Durch die Verwendung unterschiedlich langer Frontmodule kann unabhängig vom Abstand der Drehgestelle zueinander - und dementsprechend unabhängig von der Anzahl der Modulplätze, die zur Anordnung der ersten Funktionsmodule dienen - die Fahrzeuglänge weiterhin beeinflusst werden, indem die Frontmodule über die Längsträger hinausragen. Die Verwendung vorgefertigter Frontmodule beschleunigt die Herstellung der Gleisbaumaschine, da beispielsweise nicht die Längsträger des Rahmens je nach dem gewünschten frontseitigen Überhang unterschiedlich ausgestaltet sein müssen. Somit können auch bei Auswahl der gleichen ersten Funktionsmodule unterschiedlich lange Fahrzeuge hergestellt werden, um beispielsweise auf dem Rahmen unterschiedlich viel Platz für die Anordnung von Kabinen oder Werkzeugen bereitzustellen. Beispielsweise in Abhängigkeit davon, ob die Gleisbaumaschine als Einrichtungsfahrzeug oder als Zweirichtungsfahrzeug genutzt werden soll, ist die Ausstattung der Gleisbaumaschine mit einer Fahrkabine ausreichend oder es sind zwei Fahrkabinen erforderlich.
• Auf den Einzelfall zugeschnittene Sonderanfertigungen können durch die vorgeschlagene Verfahrensweise vermieden werden. Vielmehr erfolgt eine Zusammenstellung vorgefertigter, standardisierter Komponenten, so dass sich auch dann, wenn mehrere Gleisbaumaschinen in jeweils einzigartiger Konfiguration hergestellt werden, eine hohe Fertigungsgeschwindigkeit erreichen lässt. Für die Nutzer der Gleisbaumaschine bedeutet dies, dass nach dem Zeitpunkt, an welchem eine Gleisbaumaschine in einer bestimmten Konfiguration bestellt wird, die Auslieferung dieser Gleisbaumaschine innerhalb einer möglichst kurzen Zeit erfolgen kann.
• Vorschlagsgemäß ist bei der Herstellung der Gleisbaumaschine weiterhin vorgesehen, dass mit der Zusammenstellung der jeweils verwendeten Komponenten auch automatisch die Dokumentation dieser Komponenten der Gleisbaumaschine erstellt wird. Sämtliche verfügbare Komponenten sind in einer als Bibliothek bezeichneten Datenbank eines Rechners hinterlegt. Weiterhin sind zu jeder Komponente Daten hinterlegt, welche die Dokumentation dieser Komponente betreffen. Diese Daten beinhalten beispielsweise zeichnerische Darstellungen der Komponente, aber auch z.B. Bedienungs- und Wartungsanleitungen. Die Auswahl bestimmter Komponenten zur Herstellung einer bestimmten Gleisbaumaschine, die ebenfalls am Rechner erfolgt, führt daher vorschlagsgemäß dazu, dass automatisch auch die zu der Komponente gehörigen Dokumentation-Daten in eine Dokumentation der Gleisbaumaschine eingefügt werden. Der Zeitaufwand für die Erstellung der Dokumentation kann dementsprechend drastisch verringert werden, wodurch die Erreichung einer möglichst kurzen Herstellungszeit, nämlich der Zeitraum von der Bestellung bis zur Auslieferung einer Gleisbaumaschine, weiter unterstützt werden kann.
• In einer Ausgestaltung kann das Rastermaß, welches die Montagestellen der ersten Funktionsmodule und den Abstand der Befestigungsstellen an den Längsträgern bestimmt, zwischen 600 mm und 1.000 mm betragen.
• Wie oben bereits erwähnt, kann auch für die zweiten Funktionsmodule vorgesehen sein, dass deren Montagestellen in einem bestimmten Rastermaß angeordnet sind und dass der Rahmen zugeordnete Befestigungsstellen aufweist, die in demselben Rastermaß angeordnet sind und eine Befestigung des Werkzeugs auf dem Rahmen ermöglichen. Bei einer derartigen Ausgestaltung der Gleisbaumaschine kann das Rastermaß 5 Fuß betragen. Dies ermöglicht eine Anpassung an die international genormten unterschiedlichen Containerlängen, so dass die Befestigungsstellen am Rahmen in Art der Twist-Lock Containerverriegelungen ausgestaltet sein können. Dementsprechend können Container als Werkzeug auf der Gleisbaumaschine montiert werden, um beispielsweise Rettungscontainer als Werkzeug verwenden zu können.
• Die Gleisbaumaschine kann in einer Ausgestaltung mit einer Steuerungssoftware ausgerüstet werden, so dass die Steuerung von Komponenten der Gleisbaumaschine digital erfolgen kann. Dies kann die Komponenten sowohl der ersten als auch der zweiten Funktionsmodule betreffen. In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass, wenn ein erstes oder zweites Funktionsmodul an die Steuerungssoftware angeschlossen wird, die Anwesenheit dieses Funktionsmoduls automatisch detektiert wird. Die Steuerungssoftware stellt dementsprechend automatisch die entsprechenden Funktionen des angeschlossenen und detektierten Funktionsmoduls zur Verfügung. Der Funktionsumfang der Steuerungssoftware muss daher in diesem Fall nicht individuell für die jeweilige Gleisbaumaschine festgelegt und die Steuerungssoftware dementsprechend programmiert werden, sondern der Funktionsumfang der Steuerungssoftware richtet sich einfach danach, welche Funktionsmodule an oder in der Gleisbaumaschine installiert werden und an die Steuerungssoftware angeschlossen werden.
• Die Steuerungssoftware enthält zu diesem Zweck Informationen über sämtliche erste und zweite Funktionsmodule. Dies erfordert programmiertechnisch praktisch keinen zusätzlichen Aufwand, da ohnehin die Informationen zu sämtlichen Funktionsmodulen hinterlegt sein müssen. Anstelle diese Informationen jeweils individuell zusammenzustellen, um eine an die jeweilige Gleisbaumaschine, je nach den dort installierten Funktionsmodulen, angepasste Steuerungssoftware zu erstellen, kann eine erhebliche Zeitersparnis dadurch verwirklicht werden, dass bei der Herstellung mehrerer unterschiedlicher Gleisbaumaschinen stets die gleiche, nämlich eine universell ausgestaltete Steuerungssoftware verwendet wird, welche die Informationen über sämtliche, auch über nicht installierte, Funktionsmodule enthält. Dadurch wird nicht nur die erstmalige Herstellung der Gleisbaumaschine erleichtert, sondern auch eine nachträgliche Änderung der Fahrzeugkonfiguration, sowohl bei den ersten als auch aber insbesondere bei den zweiten Funktionsmodulen.
• Bei Anwendung des vorschlagsgemäßen Verfahrens wird eine hohe Variabilität auch des Hauptrahmens ermöglicht, z. B. werden durch entsprechend lange Längsträger verschiedene Fahrzeuglängen ermöglicht, die beispielsweise von 7 bis 12 Modulplätze zwischen den Drehgestellen zur Aufnahme von Funktionsmodulen bieten. Ebenso ist es nicht nur möglich, zwischen den Drehgestellen die Module unterschiedlich anzuordnen und / oder in unterschiedlicher Zahl anzuordnen, sondern mit unterschiedlichen Frontmodulen können auch die Überhänge variabel gestaltet werden. Zentraler Aspekt der Erfindung und somit der „Witz an der Sache“ sind die einheitlichen Schnittstellen und die sich daraus ergebende Möglichkeit, die stets gleichen, vorgefertigten Varianten von Modulen in den unterschiedlichen Fahrzeugrahmenlängen und ggf. an unterschiedlichen Stellen unterbringen zu können.

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung einer Gleisbaumaschine, wobei die Gleisbaumaschine einen Rahmen, eine Fahrerkabine, eine Antriebseinheit, ein Fahrwerk und ein Werkzeug aufweist, mit unter anderem folgenden Verfahrensschritten: • Bereitstellung von ersten Funktionsmodulen, die dazu bestimmt sind, im Rahmen verbaut zu werden, wobei für unterschiedliche Funktionen jeweils ein eigenes Funktionsmodul bereitgestellt wird und wenigstens ein Funktionsmodul eine der folgenden Komponenten aufweist: ◯ einen Verbrennungsmotor als Fahrantrieb der Gleisbaumaschine, o einen Elektromotor als Fahrantrieb der Gleisbaumaschine, ◯ ein Getriebe als Teil des Antriebsstrangs der Gleisbaumaschine, o einen Kompressor für die Druckluft-Bremsanlage der Gleisbaumaschine, ◯ einen Tank, der zur Aufnahme eines flüssigen oder gasförmigen Energieträgers bestimmt ist, o einen elektrischen Energiespeicher, ◯ einen elektrischen Transformator, der zur Transformation der von einer Oberleitung abgenommenen elektrischen Spannung bestimmt ist, ◯ einen Umrichter, das dazu bestimmt ist, die von einer Oberleitung abgenommene und transformierte elektrische Spannung in unterschiedliche Fahrspannungen, je nach Fahrstufe der Gleisbaumaschine, umzurichten, und wobei die ersten Funktionsmodule standardisierte, gleich ausgestaltete Montagestellen aufweisen, die zur Befestigung des jeweiligen ersten Funktionsmoduls in einem Rahmen der Gleisbaumaschine bestimmt sind, und wobei jedem ersten Funktionsmodul eine bestimmte Modul-Länge zugewiesen ist, und wobei sich die Modul-Längen um ein bestimmtes Rastermaß voneinander unterscheiden, • Bereitstellung von wenigstens einem zweiten Funktionsmodul, das dazu bestimmt ist, auf dem Rahmen verbaut zu werden und das Werkzeug oder einen Teil des Werkzeugs zu bilden, wobei wenigstens ein Funktionsmodul wie folgt ausgestaltet ist ◯ als Kran, ◯ als Arbeitsbühne, ◯ oder als Container, der abweichend von einem lediglich zur Aufnahme von Transportgut bestimmten Behälter für einen bestimmten Einsatzzweck ausgerüstet ist, und wobei die zweiten Funktionsmodule standardisierte, gleich ausgestaltete Montagestellen aufweisen, die zur Befestigung des jeweiligen zweiten Funktionsmoduls auf einem Rahmen der Gleisbaumaschine bestimmt sind, • Bereitstellung von Funktionsmodul-Dateien in einer Datenbank, wobei jede Funktionsmodul-Datei eines der unterschiedlichen Funktionsmodule repräsentiert und eine Information über den Längenwert des ersten Funktionsmoduls enthält, wenn es sich um eines der ersten Funktionsmodule handelt, • Bereitstellung von Funktionsmodul-Zeichnungen in einer Datenbank, wobei jede Funktionsmodul-Zeichnung eines der unterschiedlichen Funktionsmodule optisch darstellt, • Bereitstellung einer Dokumentation zu jedem unterschiedlichen Funktionsmodul, welche technische Daten und / oder Bedienungshinweise und / oder Wartungshinweise zu dem jeweiligen Funktionsmodul enthält, • Bestimmung, welchen Funktionsumfang die Gleisbaumaschine aufweisen soll, • Auswahl der für den gewünschten Funktionsumfang geeigneten Funktionsmodule, • Bestimmung des Gesamt- Längenwerts der ausgewählten ersten Funktionsmodule als Summe der einzelnen Modul-Längen, • Bereitstellung von Längsträgern, die dazu bestimmt sind, die Längsträger eines Rahmens der Gleisbaumaschine zu bilden, wobei die Längsträger hergestellt werden oder aus einem Lager ausgewählt werden, welches mehrere bereits hergestellte Längsträger enthält, und wobei die Länge der Längsträger in Abhängigkeit von dem ermittelten Gesamt-Längenwerts der ausgewählten ersten Funktionsmodule gewählt wird, und wobei die Längsträger in einem Raster angeordnete Befestigungsstellen aufweisen, die dazu bestimmt sind, mit den Montagestellen der ersten Funktionsmodule zusammenzuwirken und die Befestigung der ersten Funktionsmodule an den Längsträgern zu ermöglichen, wobei das Raster dem Rastermaß entspricht, in welchem sich die Modul-Längen der ersten Funktionsmodule voneinander unterscheiden, • Befestigung der Montagestellen der ersten Funktionsmodule an den Befestigungsstellen der Längsträger, • Befestigung von mechanischen, elektrischen, hydraulischen und / oder pneumatischen Schnittstellen, die zum Anschluss der ersten und / oder zweiten Funktionsmodule bestimmt sind, • Automatische Zusammenstellung einer Dokumentation der Gleisbaumaschine, welche technische Daten und / oder Bedienungshinweise und / oder Wartungshinweise der Gleisbaumaschine enthält, wobei durch die Auswahl der Funktionsmodule automatisch die zugehörigen Dokumentationen in die Dokumentation der Gleisbaumaschine eingefügt werden, und • Automatische Erstellung einer Zeichnung der Gleisbaumaschine, welche Ansichten der Gleisbaumaschine enthält, wobei durch die Auswahl der Funktionsmodule automatisch die zugehörigen Funktionsmodul-Zeichnungen in die Zeichnung der Gleisbaumaschine eingefügt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Module, je nach der darin enthaltenen Komponente, in unterschiedlichen Modul-Längen bereitgestellt werden, wobei die Längenabstände der Montagestellen an einem Funktionsmodul stets ein ganzzahliges Vielfaches eines Rastermaßes betragen und das Rastermaß zwischen 600 und 1.000 mm beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen der Gleisbaumaschine Befestigungsstellen aufweist, die zur Befestigung der zweiten Funktionsmodule bestimmt sind, und dass sich die Längen der zweiten Funktionsmodule um ein bestimmtes Rastermaß voneinander unterscheiden, und dass die zweiten Funktionsmodule Montagestellen aufweisen, die zur Befestigung der zweiten Funktionsmodule an den Befestigungsstellen des Rahmens bestimmt sind.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastermaß der zur Befestigung der zweiten Funktionsmodule bestimmten Befestigungsstellen 5 Fuß beträgt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleisbaumaschine mit einer Steuerungssoftware ausgerüstet wird, und ein erstes oder zweites Funktionsmodul an die Steuerungssoftware angeschlossen wird, und dieses Funktionsmodul mittels der Steuerungssoftware automatisch erkannt wird, und dass die dem Funktionsmodul entsprechenden Funktionen automatisch mittels der Steuerungssoftware zur Verfügung gestellt werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen der Gleisbaumaschine an seinen beiden Enden Schnittstellen aufweist, die zum Anschluss eines Frontmoduls bestimmt sind, wobei wenigstens zwei unterschiedlich lange Frontmodule bereitgestellt werden, welche jeweils zum Zusammenwirken mit den Schnittstellen des Rahmens bestimmte Gegenschnittstellen aufweisen, und dass aus den unterschiedlich langen Frontmodulen eines ausgewählt wird, und der Rahmen der Gleisbaumaschine an wenigstens einem seiner beiden Enden mit einem ausgewählten Frontmodul versehen wird.