DE19718425A1 - Schienengebundene Transporteinheit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine schienengebundene Transport­ einheit gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Transporteinheiten sind unter der Bezeichnung "Cargosprinter" (Prospekt 01296 der Deutschen Bahn AG, Stand Oktober 1996) bekannt; ein entsprechendes System ist als "Cargo-Shuttle" vorgeschlagen worden (Lexikon Deutsche Bahn, 5. 72, 73).

Bei diesen Systemen befindet sich jeweils am Ende der Transporteinheit ein Triebkopf mit einer eigenen An­ triebseinheit, und zwischen den Triebköpfen sind Ladewagen zur Aufnahme von Wechselbehältern wie Containern oder der­ gleichen angeordnet. Auch die Triebköpfe sind mit entspre­ chenden Ladeflächen für ein oder zwei Wechselbehälter ver­ sehen. Ein Gesamtfahrzeug aus zwei Triebköpfen und mehreren Ladewagen hat dabei eine relativ geringe Ladekapazität von beispielsweise 7 bis 10 genormten Wechselbehältern, was es ermöglicht, die Fahrzeuge dezentral zwischen Gleisan­ schlüssen oder Umschlaganlagen zur Aufnahme von Ladung einzusetzen. Ohne großen Rangieraufwand können dann die einzelnen Fahrzeugeinheiten an einem zentralen Sammelpunkt zusammengekoppelt und als Verbund im Fernverkehr eingesetzt werden. An einem Zielort wird der Verbund wieder entkop­ pelt, und die einzelnen Einheiten liefern ihre Ladung bei unterschiedlichen Kunden mit Gleisanschlüssen ab.

Auf diese Weise verbinden die gattungsgemäßen Fahrzeuge ei­ nerseits die Flexibilität von Lastkraftwagen andererseits mit den Vorteilen des Schienenverkehrs über größere Strecken.

Da normalerweise Gleisanschlüsse nicht elektrifiziert sind, werden diese Fahrzeugeinheiten normalerweise netzunabhän­ gig, d. h. mit Dieselmotoren betrieben. Zu diesem Zweck weist jeder Triebkopf einen oder mehrere Dieselmotoren ge­ eigneter Größe auf. Zwar hat dieser Aufbau den Vorteil, daß auch nichtelektrifizierte Strecken befahren werden können, im Fernverkehr, bei dem normalerweise mehrere Fahrzeuge zu­ sammengekoppelt sind, ergibt sich jedoch das Problem, daß der gleichzeitige Betrieb einer großen Anzahl von Dieselmo­ toren ökologisch bedenklich ist.

Zwar wurde vorgeschlagen, gattungsgemäße Fahrzeuge elek­ trisch zu betreiben (Cargo-Shuttle), jedoch entfällt damit die Möglichkeit, nichtelektrifizierte Strecken zu befahren.

Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine schienengebundene Transporteinheit der eingangs ge­ nannten Art dahingehend weiterzuentwickeln, daß einerseits ein dezentraler Einsatz auch bei nichtelektrifizierten Strecken möglich ist und daß das Fahrzeug auch im Fernver­ kehr mit höheren Geschwindigkeiten eingesetzt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch eine schienengebundene Transport­ einheit mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bzw. 13 gelöst; die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Weiterent­ wicklungen der Erfindung.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß der Triebkopf zwei unterschiedliche Antriebsquellen aufweist, die sich in der Bauart voneinander unterscheiden. Im Kontext der Erfindung ist unter einer Antriebsquelle die Gesamtheit aus Energie­ zufuhr und dem eigentlichen Antriebsmotor zu verstehen; Bauarten unterscheiden sich in erster Linie hinsichtlich der Energiezufuhr oder -speicherung sowie der Energieumset­ zung zur Erzeugung eines Antriebsmomentes oder einer An­ triebskraft.

Vorzugsweise weist die erste Antriebsquelle einen Energie­ speicher auf, der für eine bestimmte Zeit einen autarken Betrieb des Fahrzeugs ermöglicht. Dies kann z. B. ein Die­ selmotor mit einem Kraftstofftank sein, ein Elektromotor mit einer Batterie oder Brennstoffzelle oder dergleichen; auch eine Turbine oder dergleichen ist grundsätzlich ein­ setzbar.

Die zweite Energiequelle ist erfindungsgemäß vorzugsweise so ausgebildet, daß sie unter kontinuierlicher Energiezu­ fuhr von außen arbeitet, d. h. ein Elektromotor, der durch ein stationäres Leitungsnetz gespeist wird.

Das erfindungsgemäße Konzept, zwei unterschiedliche An­ triebsquellen in einem Fahrzeug einzusetzen, ermöglicht es, das Fahrzeug je nach Anwendung mit der ersten und/oder der zweiten Antriebsquelle zu betreiben. So wird beispielsweise im dezentralen Einsatz das Fahrzeug mit Dieselmotoren be­ trieben, im Fernverkehr mit Elektromotoren und gegebenen­ falls zusätzlich mit Dieselmotoren.

Zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Konzeptes ist es mög­ lich, jeden Triebkopf mit zwei Antriebsquellen auszu­ statten, beispielsweise einen Dieselmotor, der einen Gene­ rator antreibt, wobei der Generator seinerseits einen oder mehrere Elektromotoren antreibt. Der zweite Antrieb würde dann durch einen Elektromotor realisiert, der durch ein Oberleitungsnetz betrieben wird. Es ist auch denkbar, in einen solchen Triebkopf nur einen einzelnen Elektromotor einzusetzen, der zwischen Generatorbetrieb und Obernetz­ leitungsbetrieb umschaltbar ist. Auch ist es möglich, in demselben Triebkopf neben dem netzgespeisten Elektromotor einen zusätzlichen diesel-hydraulischen Motor oder einen über ein Getriebe mit den Rädern verbundenen Dieselmotor vorzusehen.

Im Hinblick auf den Fernverkehr ist es dabei vorteilhaft, den Elektromotor deutlich größer als den Dieselmotor aus zu­ legen; für den dezentralen Betrieb mit relativ geringen Ge­ schwindigkeiten und Entfernungen auf nichtelektrifizierten Strecken ist eine geringe Leistung des Dieselmotor aus­ reichend.

Bei einer anderen, vorteilhaften Ausführungsform der Erfin­ dung umfaßt nicht jeder Triebkopf beide Antriebsquellen, sondern einer der beiden Triebköpfe wird mit der ersten An­ triebsquelle, beispielsweise Dieselmotor, betrieben, wäh­ rend der andere Triebkopf mit der zweiten Antriebsquelle, d. h. dem netzgespeisten Elektromotor, betrieben wird. Auf diese Weise wird ein einfacher und kostengünstiger Aufbau des Fahrzeugs mit den oben genannten Vorteilen der beiden verschiedenen Antriebsquellen verbunden.

Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert:

Es zeigt:

Fig. 1 schematische Darstellungen von vier Triebköpfen mit den entsprechenden Antriebseinheiten,

Fig. 2 schematische Darstellungen möglicher Kombinationen der unterschiedlichen Triebköpfe zu einer Transporteinheit und

Fig. 3 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Fahr­ zeugs.

In der Darstellung der Fig. 1 sind die Triebköpfe lediglich schematisch mit der jeweiligen Antriebseinheit wiedergege­ ben; in der realen Umsetzung sind die Wagen beispielsweise gemäß Fig. 3 mit einer Ladefläche ausgebildet.

Der Triebkopf A gemäß Fig. 1 wird rein elektrisch netzab­ hängig betrieben und ist in an sich bekannter Weise mit einem Stromabnehmer 1 und einem Elektroantrieb 2 versehen, der in bekannter Weise Antriebsräder 3 treibt. Der Elektro­ antrieb hat dabei vorzugsweise eine Leistung von etwa 1,0 bis 1,8 MW.

Die Antriebsanlage des Triebkopfes B ist in Hybridbauweise ausgestaltet, d. h. neben einem Elektromotor 2' ist eine Verbrennungskraftmaschine 4 in Form eines Dieselmotors oder Benzinmotors vorgesehen, der einen Generator 5 betreibt. In dieser Ausführungsform ist zusätzlich ein Umschalter (nicht dargestellt) vorgesehen, so daß der Elektromotor 2' entwe­ der netzabhängig über den Stromabnehmer 1 oder netzunabhän­ gig über den Generator 5 gespeist wird. In einer alternati­ ven Ausführungsform wird auf die Verbindung zum Elektromo­ tor 2' verzichtet, und der Dieselmotor 4 treibt über eine geeignete Übersetzung 6 (mechanisches Getriebe, hydrauli­ sche Einrichtung oder auch unter Zwischenschaltung eines Generators und eines weiteren Elektromotors) ein zusätzli­ ches Antriebsrad bzw. Radpaar 7. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß bei Bedarf der Elektromotor 2' und der Dieselmotor 4 gleichzeitig eingesetzt werden können. Die Leistung des Elektromotors beträgt vorzugsweise 1,8 MW, die des Dieselmotors etwa 0,25 MW.

Die Varianten C und D bezeichnen Triebköpfe, die nur über Verbrennungskraftmaschinen, vorzugsweise Dieselmotoren, be­ trieben werden. Beide Varianten umfassen je zwei Diesel­ motoren, wobei in der Variante C jeder Motor eine Leistung von vorzugsweise 0,25 MW in der Variante D eine Leistung von vorzugsweise 0,5 MW aufweist.

Neben den oben dargestellten Varianten sind auch andere Ausgestaltungen möglich. Beispielsweise könnte ein Wasser­ stoffantrieb, ein batteriebetriebener Elektromotor oder ein über eine Brennstoffzelle betriebener Elektromotor ein­ gesetzt werden; grundsätzlich könnten auch Ottomotoren für den Antrieb in Betracht gezogen werden.

Fig. 2 zeigt bespielhaft schematisch einige erfindungsge­ mäße Fahrzeuge, die aus Kombinationen der in Fig. 1 darge­ stellten Triebköpfe zusammengesetzt sind. Abhängig vom Ein­ satzzweck kann das geeignete Fahrzeug ausgewählt werden.

So eignen sich beispielsweise Fahrzeuge mit den Kombinatio­ nen B/B bzw. B/A für Fernstrecken, die weitgehend elektri­ fiziert sind; die Maximalgeschwindigkeit bei kombinierten Netz/Diesel-Betrieb liegt bei über 160 km/h. Die geringe (B/B) bzw. sehr geringe (B/A) Dieselleistung ist ausrei­ chend für geringe Geschwindigkeiten bis etwa 60 km/h über geringere Entfernungen. Nichtelektrifizierte Gleisan­ schlüsse können damit befahren werden oder auch Bereiche zwischen getrennten Oberleitungsnetzen.

Für einen Mittelstreckeneinsatz eignet sich insbesonders das Fahrzeug aus der Kombination C/A, das im reinen Diesel­ betrieb eine Geschwindigkeit von etwa 60 km/h erreicht; im kombinierten Diesel/Netz-Betrieb erreicht dieses Fahrzeug etwa eine Geschwindigkeit von bis zu 120 km/h.

Sollen im Fernverkehr weite nichtelektrifizierte Strecken befahren werden, bietet sich insbesondere eine Einheit mit der Kombination D/A an, die im reinen Dieselbetrieb eine Geschwindigkeit von bis zu 120 km/h erreicht, im kombinier­ ten Betrieb von bis zu 160 km/h.

Fig. 3 zeigt schließlich den realen Aufbau einer erfin­ dungsgemäßen Einheit aus zwei Triebköpfen und zwei La­ dewagen L, wobei die Triebköpfe mit Ladeflächen ausge­ stattet sind und die gesamte Transporteinheit eine Ladeka­ pazität von 8 Wechselbehältern aufweist.

Der in Fig. 3 links dargestellte Triebkopf kann dabei von der Bauart C oder D sein; der rechts dargestellte Triebkopf ist von der Bauart A oder B.

Claims (15)

1. Schienengebundene Transporteinheit mit:
einem ersten und einem zweiten Triebkopf, die je­ weils eine Antriebseinheit aufweisen, und mindestens einem Ladewagen mit einer Ladefläche, dadurch gekennzeichnet, daß die Transporteinheit mindestens eine erste und eine zweite An­ triebsquelle aufweist, die sich in der Bauart voneinander unterscheiden.

2. Transporteinheit nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die erste Antriebsquelle einen Energiespeicher aufweist, der für eine bestimmte Zeit einen autarken Betrieb des Fahrzeugs ermöglicht, und daß die zweite Antriebsquelle unter kontinuierlicher Zufuhr von Energie von außen betreibbar ist.

3. Transporteinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Antriebsquelle eine Verbrennungskraftmaschine ist.

4. Transporteinheit nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verbrennungskraft­ maschine durch einen oder mehrere Dieselmotoren (4, 4') ge­ bildet ist.

5. Transporteinheit nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungskraft­ maschine einen elektrischen Generator (5) betreibt.

6. Transporteinheit nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsleistung der Verbrennungskraftmaschine über eine hydraulische Einrich­ tung und/oder über ein mechanisches Getriebe (6) übertragen wird.

7. Transporteinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Antriebsquelle ein batteriebetriebener Elektromotor ist.

8. Transporteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite An­ triebsquelle ein netzbetriebener Elektromotor (2, 2') ist.

9. Transporteinheit nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Elektromotor (2') zwi­ schen Netzbetrieb und Generator- oder Batteriebetrieb um­ schaltbar ist.

10. Transporteinheit nach einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit des ersten Triebkopfes nur die erste An­ triebsquelle (4, 4') aufweist.

11. Transporteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebs­ einheit des zweiten Triebkopfes nur die zweite Antriebs­ quelle (2) aufweist.

12. Transporteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebs­ einheit zumindest eines der Triebköpfe sowohl die erste (4) als auch die zweite (2') Antriebsquelle aufweist.

13. Schienengebundene Transporteinheit mit:
einem ersten und einem zweiten Triebkopf mit im we­ sentlichen gleichem Aufbau, die jeweils eine Antriebsein­ heit aufweisen, und mindestens einem Ladewagen (L) mit einer Ladefläche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebs­ einheit des ersten Triebkopfes ein Verbrennungsmotor (4) und die Antriebseinheit des zweiten Triebkopfes ein netz­ betriebener Elektromotor (2) ist.

14. Transporteinheit nach einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Triebkopf (C, D), der oder die Ladewagen (L) und der zweite Triebkopf (A) eine Transporteinheit darstellen, wo­ bei die Triebköpfe an den Enden der Transporteinheit ange­ ordnet sind.

15. Transporteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistung der ersten Antriebsquelle (4) geringer ist als die der zweiten Antriebsquelle (2).