DE29611900U1 - Regional transport of loading units such as roll-off, swap and small swap containers by rail - Google Patents

Regional transport of loading units such as roll-off, swap and small swap containers by rail

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Description

Gisbert Meissner; 99084 Erfurt
Jürgen Hempel; 9 9092 ErfurtGisbert Meissner; 99084 Erfurt
Jürgen Hempel; 9 9092 Erfurt

Regionaler Transport von Ladeeinheiten wie Abroll-, Wechsel- und Kleinwechselbehälter auf der SchieneRegional transport of loading units such as roll-on/roll-off containers, swap bodies and small swap bodies by rail

BeschreibungDescription

Im regionalisierten OPNV ist festzustellen, daß anstelle des unflexiblen zeit- und kostenaufwendigen traditionellen Zugbetriebes, ausgestattet mit Triebfahrzeug und Reisezugwagen, moderne flexible und bedarfsgerechte Leichttriebwageneinheiten, geeignet für den Zweirichtungsbetrieb, verstärkt zum Einsatz gelangen.In regionalized public transport, it can be seen that instead of the inflexible, time-consuming and costly traditional train operation, equipped with a locomotive and passenger coaches, modern, flexible and demand-oriented light railcar units, suitable for bidirectional operation, are increasingly being used.

Im regionalen Güterverkehr ist gleiches nicht feststellbar. Der Transport von Ladeeinheiten, wie Abroll-, Wechsel- und Kleinwechselbehälter, erfolgt im traditionellen Zugbetrieb mit Rangierlokomotive und Plattformwagen. Der Umschlag der Ladeeinheiten in der Region erfordert sowohl den Rangierbetrieb als auch externe Hilfsmittel, wie Portalkräne oder Gabelstapler. Aufgrund weitestgehenden Fehlens genannter Voraussetzungen ist demzufolge ein flächendeckender Transport genannter Ladeeinheiten nicht möglich bzw. aus Zeit- und Kostengründen im Vergleich zum Straßengütertransport nicht wettbewerbsfähig.The same cannot be observed in regional freight transport. The transport of loading units, such as roll-on containers, swap bodies and small swap bodies, takes place in traditional train operations with shunting locomotives and platform wagons. The handling of loading units in the region requires both shunting operations and external aids, such as gantry cranes or forklifts. Due to the largely lacking requirements mentioned, a comprehensive transport of the above-mentioned loading units is therefore not possible or, for reasons of time and cost, not competitive compared to road freight transport.

In Analogie zum OPNV ist zur Eindämmung des regionalen Strassengüterverkehrs ein innovatives autarkes Schienenfahrzeug erforderlich, welches im Bedarfsbetrieb fahrend ohne Rangieraufwand zeiteffizient den regionalen Transport und Umschlag der Ladeeinheiten ohne externe Hilfsmittel bei gleichzeitiger Kompatibilität zu den Umschlags- und Transporteinheiten des Fernverkehrs durchführt.In analogy to public transport, in order to curb regional road freight traffic, an innovative, self-sufficient rail vehicle is required which, when operated on demand, carries out the regional transport and handling of the loading units in a time-efficient manner without external aids and at the same time is compatible with the handling and transport units of long-distance traffic.

Die bisher neben dem erwähnten praktizierten Transportverfahren bekannten aber nicht mehr eingesetzten "autarken" Schieneneinzelgütertransportfahrzeuge besitzen zwei feste Führerstände an den Enden des Fahrzeuges und sind gedeckt ausgeführt und deshalb in keiner Weise geeignet, "Großbehälter" zu transportieren.The previously known but no longer used "autonomous" rail freight transport vehicles, in addition to the transport method mentioned above, have two fixed driver's cabs at the ends of the vehicle and are covered and therefore are in no way suitable for transporting "large containers".

Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug mit einem seriellen Hybridantrieb für den regionalen Transport von Komponenten des kombinierten Ladungsverkehrs, wie Abrollbehälter, Wechselbehäl-The invention relates to a rail vehicle with a serial hybrid drive for the regional transport of components of combined freight transport, such as roll-off containers, swap bodies

ter und Kleinwechselbehälter auf Adapterrahmen auf nicht oberleitungsgebundenen Nebenstrecken, mit einer universellen Ladefläche und Ladesicherung versehen, geeignet sowohl für den vertikalen als auch horizontalen Umschlag der Ladeeinheiten, ausgerüstet mit einer ortsveränderlichen Funktionsfläche {Verschieberahmen) einschließlich Umsetzsystem mit Antrieb zur Aufnahme einer jeweils stirnseitig in Fahrtrichtung umsetzbaren Betriebsführungskomponente (Führerhaus) zur Sicherung des bemannten Zweirichtungsbetriebes.and small swap bodies on adapter frames on non-overhead line-connected secondary routes, equipped with a universal loading surface and load securing, suitable for both vertical and horizontal handling of the loading units, equipped with a mobile functional surface (sliding frame) including a transfer system with drive to accommodate an operational control component (driver's cab) that can be moved at the front in the direction of travel to ensure manned bidirectional operation.

Das Schienenfahrzeug ist mit einem komplexen Steuerungssystem ausgestattet, welches zum einen den zeitlich und räumlich begrenzten unbemannten funkferngesteuerten Zweirichtungsbetrieb, zum anderen den Betrieb als Einzelfahrzeug (Triebwagen) aber auch den Einsatz in Mehrfachtraktion (mehrere analoge Fahrzeuge gekoppelt) im "Master-Slave-Betrieb" gestattet.The rail vehicle is equipped with a complex control system which, on the one hand, allows unmanned radio-controlled bidirectional operation for a limited time and space, on the other hand, operation as a single vehicle (railcar) but also use in multiple traction (several analog vehicles coupled) in "master-slave operation".

Hinsichtlich Kommunikation ist das Schienenfahrzeug mit einem System ausgestattet, das die Daten- und Sprachübertragung zwischen Fahrzeug und Dispatcherzentrale einerseits und den Schnittstelleneinrichtungen (Umschlagterminals) andererseits ausführt.In terms of communication, the rail vehicle is equipped with a system that carries out data and voice transmission between the vehicle and the dispatch center on the one hand and the interface devices (transshipment terminals) on the other.

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß das autarke Energieerzeuger- und Antriebssystem, vorzugsweise bestehend aus Dieselmotor- Generatorblock als Primärenergiequelle, Hochleistungsenergiespeicher (elektrochemische Traktionsbatterie mit Batteriecontroller) als Energiepuffer und Drehstrom-Tatzlagermotor mit mikroprozessorgesteuertem Traktionswechselrichter als Antrieb und Sekundärenergiequelle, bei Fahrbetrieb mit geringer Leistungsanforderung mit dem Energieüberschuß (Differenz zwischen erzeugter Primärenergie und benötigter Antriebsenergie) die Traktionsbatterie lädt, bei Fahrbetrieb mit hoher Leistungsanforderung das Energiedefizit (Differenz zwischen benötigter Antriebsenergie und erzeugter Primärenergie) der Traktionsbatterie entnimmt sowie bei Bremsbetrieb durch Rekuperation den vollen verfügbaren oder entsprechend dem jeweiligen Ladezustand der Traktionsbatterie möglichen Anteil an Bremsenergie dieser zuführt. According to the invention, it is provided that the self-sufficient energy generation and drive system, preferably consisting of a diesel engine generator block as the primary energy source, a high-performance energy storage device (electrochemical traction battery with battery controller) as the energy buffer and a three-phase traction motor with a microprocessor-controlled traction inverter as the drive and secondary energy source, charges the traction battery with the energy surplus (difference between the primary energy generated and the drive energy required) during driving with a low power requirement, takes the energy deficit (difference between the drive energy required and the primary energy generated) from the traction battery during driving with a high power requirement and supplies the full available or possible share of braking energy to the traction battery during braking by recuperation.

Erfindungsgemäß erfordert der konzipierte Horizontalumschlag am Schienenfahrzeug eine höhenverstellbare Ladefläche, bestehendAccording to the invention, the designed horizontal handling on the rail vehicle requires a height-adjustable loading area, consisting of

aus einem starren System von Längs- und Querträgern, deren minimaler Hub größer ist als die Differenz zwischen lichter Höhe der Stützbeine der Wechselbehälter sowie des Adapterrahmens für die Aufnahme der Kleinwechselbehälter und der Höhe über Schienenpberkante der Ladefläche im Transportbetrieb. Bedingt durch den Zweirichtungsbetrieb ist die Ladefläche symmetrisch um die Längs- und Querachse konzipiert, um einen Horizontalumschlag von allen Seiten zu ermöglichen. Das betrifft sowohl die Auflage für die Trageelemente der Ladeeinheiten als auch die Einführ- und Zentrierelemente für das Unterfahren der Wechselbehälter bzw. Adapterrahmen und das Aufschieben der Abrollbehälter. made of a rigid system of longitudinal and transverse beams, the minimum stroke of which is greater than the difference between the clear height of the support legs of the swap bodies and the adapter frame for holding the small swap bodies and the height above the rail edge of the loading area during transport. Due to the bidirectional operation, the loading area is designed symmetrically around the longitudinal and transverse axes to enable horizontal handling from all sides. This applies to both the support for the load unit carrying elements and the insertion and centering elements for driving under the swap bodies or adapter frames and sliding on the roll-off containers.

Die längsseitige Justierung bei der Aufnahme der Wechselbehälter und Adapterrahmen erfolgt über längenvariable schwenkbare Anschläge, die der Abrollbehälter über in Längsträger eingelassene abdeckfähige Rollentaschen.The longitudinal adjustment when holding the swap bodies and adapter frames is carried out via length-variable, pivoting stops, while the roll-off container is carried out via coverable roller pockets embedded in the longitudinal beams.

Die Notwendigkeit der Abdeckfähigkeit der Rollentaschen, vorzugsweise mittels Schieber oder Klappe, ergibt sich aus der wechselnden Umschlagrichtung der Abrollbehälter. Die umschlagseitigen Rollentaschen sind beim Be- und Entladen (zum Zwecke der Über fahrmöglichkeit mit den Rollen der Abrollbehälter) abgedeckt.The need to be able to cover the roller pockets, preferably using a slider or flap, arises from the changing handling direction of the roll-off containers. The roller pockets on the handling side are covered during loading and unloading (so that the rollers of the roll-off containers can drive over them).

Die allseitige Sicherung der Ladeeinheiten erfolgt entweder mit zentralbetätigten Aufsetzzapfen durch Verriegelung an den Querträgern der Wechselbehälter bzw. Adapterrahmen oder über Verriegelungselemente bei Abrollbehältern an deren Längsträgern.The loading units are secured on all sides either with centrally operated attachment pins by locking them on the cross members of the swap bodies or adapter frames or via locking elements on the longitudinal members of roll-off containers.

Erfindungsgemäß erfordert der konzipierte Zweirichtungsbetrieb bei Sicherung des horizontalen Umschlages der Ladeeinheiten die Notwendigkeit, das Führerhaus an die der Be- und Entladung der Ladeeinheiten entgegengesetzte Stirnseite umzusetzen. Zweckmässigerweise erfolgt dies durch Kippen des Führerhauses aus seiner Betriebslage, durch seitliches Verfahren am Chassis des Schienenfahrzeuges sowie Zurückkippen in die Betriebslage am entgegengesetzten Ende.According to the invention, the designed bidirectional operation, while ensuring the horizontal handling of the loading units, requires the driver's cab to be moved to the end opposite to the loading and unloading of the loading units. This is conveniently done by tilting the driver's cab from its operating position, by moving it sideways on the chassis of the rail vehicle and tilting it back into the operating position at the opposite end.

Die Aufnahme des Führerhauses erfolgt auf einem in Längsrichtung verschiebbaren und mit dem Chassis des Schienenfahrzeuges über Linearantriebe und kraftübertragende Verriegelungssysteme verbundenen Verschieberahmen.The driver's cab is mounted on a sliding frame that can be moved longitudinally and is connected to the chassis of the rail vehicle via linear drives and force-transmitting locking systems.

Durch zentralbetätigte Kopplung der Betriebs- und Steuerungselemente an der Schnittstelle Führerhaus-Verschieberahmen wird die Betriebsbereitschaft und -sicherheit des Schienenfahrzeuges gewährleistet.The operational readiness and safety of the rail vehicle is ensured by centrally operated coupling of the operating and control elements at the driver's cab-sliding frame interface.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung verdeutlicht. Hierin bedeutet:The invention is illustrated by an embodiment in the drawing. Here:

Fig. 1 das Schienenfahrzeug in Seitendarstellung im unbeladenen Zustand?Fig. 1 the rail vehicle in side view in unloaded condition?

Fig. 2 das Schienenfahrzeug in Seitendarstellung mit gegenüber Fig. 1 umgesetzten Führerhaus während des Unterfahrens eines auf Stützbeinen stehenden Wechselbehälters zum Zwecke des horizontalen Beladens;Fig. 2 the rail vehicle in side view with the driver's cab repositioned compared to Fig. 1 while driving under a swap body standing on support legs for the purpose of horizontal loading;

Fig. 3 das Chassis des Schienenfahrzeuges in Draufsicht und Schnittdarstellung mit den Hauptkomponenten des hybriden Antriebssystems;Fig. 3 the chassis of the rail vehicle in plan view and sectional view with the main components of the hybrid drive system;

Fig. 4 die Ladefläche des Schienenfahrzeuges in Draufsicht mit der sinnbildlichen Darstellung und Lage der Auflagepunkte sowie der Fixierungs-, Aufnahme- und Verriegelungselemente. Fig. 4 the loading area of the rail vehicle in plan view with the symbolic representation and position of the support points as well as the fixing, receiving and locking elements.

In Fig. 1 ist das Führerhaus (4), aufgesetzt und verriegelt auf dem Verschieberahmen (5), dargestellt, wobei der Verschieberahmen unterhalb der höhenverstellbaren Ladefläche (2) über seine Linearantriebe (9) und Verriegelungssysteme (10) eine feste Verbindung mit dem Chassis (14) des Schienenfahrzeuges erhält.In Fig. 1, the driver's cab (4) is shown, mounted and locked on the sliding frame (5), whereby the sliding frame is firmly connected to the chassis (14) of the rail vehicle below the height-adjustable loading area (2) via its linear drives (9) and locking systems (10).

Vor dem Beladen eines auf Stützbeinen auf dem Abstellplatz im befestigten Gleisbereich (16) stehenden Wechselbehälters (1) wird, wie in Fig. 2 dargestellt, das Führerhaus (4) auf die zur Beladeseite entgegengesetzte Stirnseite des Schienenfahrzeuges verschobene Funktionsfläche des Verschieberahmens (5) umgesetzt und verriegelt. Durch Kopplung der Betriebs- und Steuerfunktionen wird die Betriebsbereitschaft hergestellt, und das Schienenfahrzeug unterfährt mit auf ihren Tiefstpunkt abgesenkter Ladefläche (2) den Wechselbehälter (1).Before loading a swap body (1) standing on support legs on the parking space in the paved track area (16), the driver's cab (4) is moved to the functional surface of the sliding frame (5) that is displaced on the front side of the rail vehicle opposite the loading side and locked, as shown in Fig. 2. By coupling the operating and control functions, the vehicle is ready for operation and the rail vehicle drives under the swap body (1) with the loading surface (2) lowered to its lowest point.

Die Lage der Hauptkomponenten des Antriebssystems im Chassis (14) des Schienenfahrzeuges verdeutlicht Fig. 3, wobei die zulässigen Freiheitsmaße über Schienenoberkante (17) der System-The position of the main components of the drive system in the chassis (14) of the rail vehicle is shown in Fig. 3, whereby the permissible clearance dimensions above the top edge of the rail (17) of the system

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komponenten Diesel- Generatorblock (69, Traktionsbatterie (7) sowie Drehstrom - Tatzlagermotor (8) versinnbildlicht dargestellt sind, ebenso die Lagen der linearen Antriebssysteme (9) mit den Verriegelungssystemen (10) des Verschieberahmens (5).components diesel generator block (69), traction battery (7) and three-phase traction motor (8) are shown symbolically, as are the positions of the linear drive systems (9) with the locking systems (10) of the sliding frame (5).

Fig. 4 stellt die Ladefläche (2) in Draufsicht dar, mit ihren ebenfalls sinnbildlich dargestellten sowohl über die Quer- als auch Längsachse symmetrisch angeordneten Fixierungselementen (11), Aufnahmeelementen (12) und Verriegelungselementen (13) einschließlich der Vorrichtungen wie Hebel und Klappen (15), die erforderlich sind, bei Bedarf (Beladung) entsprechende { durch die Beladerichtung beeinflußte) Fixierungselemente (11) funktionsunwirksam zu machen.Fig. 4 shows the loading area (2) in plan view, with its fixing elements (11), receiving elements (12) and locking elements (13) arranged symmetrically over both the transverse and longitudinal axes, also shown symbolically, including the devices such as levers and flaps (15) which are required to render the corresponding fixing elements (11) ineffective if required (loading) {influenced by the loading direction).

Claims (1)

• *• * SchutzansprücheProtection claims Schienenfahrzeug für den regionalen Transport von Ladeeinheiten, wie Abroll-, Wechsel- und Kleinwechselbehälter auf nicht oberleitungsgebundenen Nebenstrecken, das mit einer den Ladeeinheiten angepaßten Ladefläche und Ladungssicherung ausgerüstet ist, geeignet sowohl für den vertikalen als auch horizontalen Umschlag der Ladeeinheiten, versehen mit einem Antriebs- und Steuersystem zur Gewährleistung des Zweirichtungsbetriebes sowie einer Betriebsführungskomponente {Führerhaus) zur Sicherung des bemannten Fahrbetriebes, dadurch gekennzeichnet, daßRail vehicle for the regional transport of loading units, such as roll-off containers, swap bodies and small swap bodies on non-overhead line-connected branch lines, which is equipped with a loading area and load securing adapted to the loading units, suitable for both vertical and horizontal handling of the loading units, provided with a drive and control system to ensure bidirectional operation as well as an operational management component (driver's cab) to ensure manned operation, characterized in that - die Ladefläche höhenverstellbar ist und die Mindesthubhöhe größer ist als die Differenz zwischen lichter Höhe der Stütz beine der Wechselbehälter sowie des Adapterrahmens für die Aufnahme der Kleinwechselbehälter und der Höhe der Ladefläche über Schienenoberkante im Transportbetrieb;- the loading area is height-adjustable and the minimum lifting height is greater than the difference between the clear height of the support legs of the swap bodies and the adapter frame for holding the small swap bodies and the height of the loading area above the top edge of the rail during transport; - das Antriebs- und Steuersystem zum einen den zeitlich und räumlich begrenzten unbemannten ferngesteuerten Zweirichtungsbetrieb, zum anderen den Betrieb als Einzelfahrzeug (Triebwagen) aber auch den Einsatz in Mehrfachtraktion im "Master-Slave-Betrieb" gestattet;- the drive and control system allows, on the one hand, unmanned remote-controlled bidirectional operation for a limited time and space, on the other hand, operation as a single vehicle (railcar) but also use in multiple traction in "master-slave operation"; - die Betriebsführungskomponente (Führerhaus) jeweils stirnseitig in Fahrtrichtung auf eine ortsveränderliche Funktionsfläche (Verschieberahmen) umgesetzt und aufgenommen wird.- the operational control component (driver's cab) is moved and accommodated on the front side in the direction of travel on a mobile functional surface (sliding frame). Schienenfahrzeug nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daßRail vehicle according to claim 1
characterized in that es mit einem seriellen Hybridantriebssystem ausgerüstet ist, bestehend aus Dieselmotor-Generator als Primärenergiequelle, elektrochemischer Traktionsbatterie mit Batteriecontroller als Energiepuffer und Drehstrom-Tatzlagermotor mit mikroprozessorgesteuerten Traktionswechselrichter als Fahrantrieb und Sekundärenergiequelle, welches bei Fahrbetrieb mit geringer Leistungsanforderung mit dem Energieüberschuß, Differenz zwischen erzeugter Primärenergie und benötigter Antriebsenergie, die Traktionsbatterie lädt, bei Fahrbetrieb mit hoher Leistungsanforderung das Energiedefizit, Differenz zwischen benötigter Antriebsenergie und erzeugter Primärenergie, derit is equipped with a serial hybrid drive system, consisting of a diesel engine generator as the primary energy source, an electrochemical traction battery with battery controller as an energy buffer and a three-phase traction motor with a microprocessor-controlled traction inverter as the traction drive and secondary energy source, which charges the traction battery with the energy surplus, the difference between the primary energy generated and the drive energy required, when driving with a low power requirement, and the energy deficit, the difference between the drive energy required and the primary energy generated, when driving with a high power requirement. Traktionsbatterie entnimmt und bei Brems- bzw. Verzögerungsbetrieb durch Rekuperation den entsprechend dem jeweiligen Ladezustand der Traktionsbatterie möglichen Anteil an Bremsenergie dieser zuführt.It takes power from the traction battery and, during braking or deceleration, supplies the traction battery with the amount of braking energy possible, depending on the current charge level. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daßRail vehicle according to claim 1
characterized in that die ortsveränderliche Funktionsfläche (Verschieberahmen) biegesteif und verwindungsfrei ausgeführt mit dem Chassis des Schienenfahrzeuges über ein lineares Antriebssystem verbunden ist, welches mit einem reduntand ausgeführten Halte-Bremssystem zur Überleitung der Stoßimpulse auf das Chassis des Schienenfahrzeuges gekoppelt ist.the movable functional surface (sliding frame) is rigid and torsion-free and is connected to the chassis of the rail vehicle via a linear drive system which is coupled to a redundant holding-braking system for transferring the shock pulses to the chassis of the rail vehicle. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daßRail vehicle according to claim 1
characterized in that die höhenverstellbare Ladefläche von beiden Stirnseiten be- und entladen werden kann und ihre Auflagepunkte und die Fixierungs-, Aufnahme- und Verriegelungselemente symmetrisch um die Querachse angeordnet sind, wobei die Fixierungselemente (Anschläge und Rollentaschen) mechanisch durch Vorrichtungen funktionsunwirksam gemacht werden können.the height-adjustable loading area can be loaded and unloaded from both ends and its support points and the fixing, receiving and locking elements are arranged symmetrically around the transverse axis, whereby the fixing elements (stops and roller pockets) can be mechanically rendered ineffective by devices.
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