DE4027147A1 - Vorrichtung zur kopplung der steuerung und batterie-elektronischen versorgung von antriebsmotoren von lokomotiven - Google Patents
Vorrichtung zur kopplung der steuerung und batterie-elektronischen versorgung von antriebsmotoren von lokomotivenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Ober
begriff des Anspruches 1.
Von batterie-elektrisch betriebenen Lokomotiven, insbe
sondere Grubenlokomotiven werden hohe Leistungen gefor
dert. Diese Forderung ist nur durch entsprechende Kapazität
der Batterien zu erfüllen.
So sind Grubenlokomotiven bekannt, die beispielsweise
mit 110 Einzel-Akkumulatoren zu 2 Volt als Stromquelle
ausgerüstet sind. Untergebracht sind die Akkumulatoren
in zwei Batteriekästen mit je 55 Batterie-Zellen, wo
bei jeder Batteriekasten einen elektrisch positiv und
negativ aufgeladenen Ausgang aufweist, die in Serie ge
schaltet sein können, so daß sich die Spannung für
die geforderten Leistungen verdoppelt.
Obwohl grundsätzlich weitere Leistungssteigerungen
durch Vermehrung der Einzel-Akkumulatoren möglich
wären, sind diesem Lösungsweg jedoch Grenzen gezogen.
Umriß und Längserstreckung von Batteriekästen sind
nicht beliebig zu vergrößern. So bestimmt sich der
Umriß unter Berücksichtigung der Fahrgestellabmessun
gen nach dem Stollenprofil, während Schachtbemessungen
die größtmögliche Längserstreckung einer Untertage
lokomotive bestimmt.
Ist von einer Grubenlokomotive eine besondere Schachtgängigkeit
gefordert, haben sich in eine dadurch be
stimmte zulässige Längserstreckung ein oder zwei
Führerstände, ein oder mehrere Batteriekästen und
alle Einrichtungen zur Antriebssteuerung zu teilen, wo
bei die Länge der Führerstände sich nach ergonomi
schen Anforderungen bestimmt, so daß für Anordnung
und Bemessung von Steuereinrichtungen, Batteriekasten
oder -Kästen und sonstiger Einrichtungen nur der Raum
zwischen den Führerständen oder einem Führerstand
und Ende einer Lokomotive verbleibt.
Bekannt sind Grubenlokomotiven mit hintereinander ange
ordneten Batteriekästen, bei denen die Leistungsver
bindung beider Batterien, der Hauptschalter, der bei
Überlast oder Kurzschluß die Batterie abschaltet, die
elektronische Antriebssteuerung, die DC-DC-Wandler für
Licht und Funk, die Schnittstelle des Steuerpultes im
Führerstand mit der elektrischen Traktionssteuerung
die Kabelausgänge für die Motoren, das Steuerpult,
die Bremsventile etc. in mindestens einem zwischen Bat
teriekasten und Führerstand angeordneten separatem
Kasten oder Kästen angeordnet und die Batterien über
einen zwischen den Batterien angeordneten Kasten und
Kabel miteinander verbunden sind.
Die Länge dieser Kästen stellen die Schachtgängigkeit
von Untertagelokomotiven beeinträchtigende
Verlustlängen dar.
Ausgehend von diesem Stand der Technik haben sich die
Erfinder die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung zur
Kopplung der Steuerung und batterie-elektrischen Ver
sorgung von Antriebsmotoren von Lokomotiven,
vorzugsweise Grubenlokomotiven zu schaffen, die die aus
dem Stand der Technik bekannten Verlustlängen
weitgehend ausschaltet und die Aufgabe wird erfindungsgemäß
durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Gemäß der Erfindung ist zwischen den Batteriekästen
ein Steuerkasten vorgesehen, der Einrichtungen zur Ver
bindung der Batteriekästenanschlüsse mit dem Steuer
kasten aufweist damit entfällt auf einer Grubenlokomo
tive gemäß dem Stand der Technik mindestens ein
Kasten, so daß dessen Raum einerseits bei gegebener
Baulänge einer Grubenlokomotive zur Leistungssteige
rung dem Batterievolumen zugeschlagen werden kann,
während andererseits bei gleichbleibendem Batterievo
lumen zur Erhöhung der Schachtgängigkeit eine Gruben
lokomotive um die Verlustlänge verkürzt ausführbar
wird.
Um die Einsatzbereitschaft, d. h. tägliche Dienstzeit
von Grubenlokomotiven hochzuhalten, werden entladene
gegen aufgeladene Akkumulatoren zur Energieversorgung
der Lokomotiven ausgetauscht, indem die Batteriekästen
gewechselt werden. Zum schnellen Wechseln der Batteriekästen
ist erfindungsgemäß vorgesehen, die Anschlüsse
der Batteriekästen mit den Steuerkästen
über Steckverbindungen vorzunehmen.
Bevorzugt ist gemäß der Erfindung die Steckverbindun
gen der Batteriekästen mit dem Steuerkasten aus je
weils zwei am Steuerkasten angeordneten Hülsen und
jeweils zwei an den Batteriekästen angeordneten Dornen
auszubilden, wobei die Dorne mit den Hülsen in
Eingriff bringbar sind. Bei dieser Ausführungsform
entfällt vorzugsweise eine gesondert, beispielsweise
manuell herzustellende Verbindung, da mit Abheben und
Aufsetzen der Batteriekästen die elektrischen Verbin
dungen - sofern diese in senkrechter Richtung verlau
fend angeordnet sind - selbsttätig getrennt oder
hergestellt werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der
Erfindung sind die Dorne paarweise in zu Mittellinien
von Stirnseiten der Batteriekästen in gleichem Abstand
versetzt angeordneten und mit den Stirnseiten verbun
denen Tragkästen aufgenommen. Die Kästen sind erfindungsgemäß
außermittig an einer Hälfte einer Stirnseitenfläche
eines Batteriekastens angeordnet, so daß
durch Drehen der Batteriekästen jeder Batteriekasten
zum Steuerkasten die Lage des anderen einnehmen kann.
Dadurch wird erreicht, daß nur ein Batteriekastentyp
erforderlich wird, was die Lagerhaltung von
Batteriekästen vereinfacht und verbilligt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der
Erfindung weisen die Tragkästen im wesentlichen
parallel zwischen den Dornen verlaufende Ausleger auf,
die an ihren freien Enden mit Einrichtungen zur
induktiven Übertragung von Batteriedaten, z. B.
Ladezustand, versehen sind. Damit wird nach der
Erfindung erreicht, daß bei Batteriekasten-Wechsel
auch diese Kontrollverbindung zwischen Batteriekasten
und Steuerkasten zur Verkürzung der Umrüstzeit
selbsttätig hergestellt wird.
Nach weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfin
dung, insbesondere zur optimalen Nutzung des freien,
inneren Raumes des Steuerkastens, sind darin
vorzugsweise alle Schalt- und Steuereinrichtungen, die
dem Betrieb einer Lokomotive dienen, ferner
Abschalteinrichtungen für Batterien, Schnittstellen
zur Antriebssteuerung in Verbindung eines im
Führerstand vorgesehenen Steuerpultes, DC-DC-Wandler
für die Stromversorgung der Beleuchtung und des Funks
aufgenommen.
Nach der Erfindung sind an der die Hülsen tragenden
gegenüberliegenden Seite des Steuerkastens Kabelanschlüsse
vorgesehen. Durch diese Anordnung können Ka
bel z. B. zwischen Steuerkasten und Antriebsmotor deut
lich im Vergleich zu bisher gebräuchlichen Kabellängen
verkürzt werden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Er
findung sind die Kabelanschlüsse im wesentlichen hori
zontal verlaufend angeordnet, was die Montage von Ka
beln größeren Querschnittes mit dem Steuerkasten er
leichtert und Kabelschlaufen vermeidet, so daß im
Lokomotivchassis mehr Raum für Gestänge etc. bleibt.
Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung
der Erfindung sind die Anschlüsse zwischen 0o und 30o,
zur Horizontalen geneigt abwärts angeordnet, wodurch
ein Wassereintritt in den Steuerkasten vermieden wird.
Der Steuerkasten gemäß der Erfindung ist mindestens
einmal stirnseitig, d. h. an der Seite, die der Stirn
seite eines Batteriekastens gegenüberliegt, mit einer
Zugangsöffnung versehen, die mit einer Verschluß
platte abdeckbar ausgebildet ist. Die Zugangsöffnung
kann sehr groß gestaltet werden und dient so der
besseren Zugänglichkeit bei Montage und Wartung des
Steuerkasteninhaltes. Wesentlich ist gemäß der
Erfindung, daß der Steuerkasteninhalt zu
Wartungszwecken erst zugänglich wird, wenn eine oder
beide Batteriekästen von der Lokomotive entfernt sind.
Mit Entfernung einer Batterie trennt ein Nullspannungs
relais die Stromzufuhr der anderen Batterie zum Steuer
kasten, wodurch dieser stromlos wird. Durch diese
Eigensicherung wird die Unfallgefahr bei Reparaturar
beiten deutlich gesenkt. Zur Abfuhr von im Steuerkasten
durch die Schaltelemente etc. erzeugten Wärme hat es
sich als vorteilhaft erwiesen, den Steuerkasten mit
Einrichtungen für die Wärmeabfuhr zu versehen.
Durch die Aufteilung der Kapazität des möglichen Bat
terievolumens in mehrere, beispielsweise zwei einzelne
Batteriekästen, wird deren Handhabung beim Auswechseln
durch niedrigere Gewichte erleichtert, was zur Folge
hat, daß kleinere Hebezeuge verwendet werden können.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfin
dung ergeben sich folgend aus der Beschreibung eines
bevorzugten Ausführungsbeispieles und anhand der
Zeichnungen; es zeigen
Fig. 1 Eine Grubenlokomotive in der
Seitenansicht; und
Fig. 2 Verbindungsseiten zweier Batteriekästen
mit Steuerkasten
in perspektivischer Darstel
lung.
Fig. 1 zeigt eine Grubenlokomotive 10 mit der erfindungsgemäß
ausgebildeten Vorrichtung zur Kopplung
der Steuerung und batterie-elektrischen Versorgung
ihres Antriebsmotors. Die Grubenlokomotive besitzt ein
Chassis 12, auf dem die Vorrichtung 11 aufgesetzt ist.
Beidseits am Ende des Chassis 12 sind Führerstände 13
vorgesehen, zwischen denen die Vorrichtung 11 und zwar
ohne Verlustlängen zwischen Vorrichtung 11 und
Führerstände 13 aufgenommen ist.
Die Vorrichtung 11 besteht aus zwei Batteriekästen 14
und 15, die auf dem Chassis 12 hintereinander angeord
net sind und deren Batteriekastenanschlüsse 33 über
einen Steuerkasten 16 miteinander in elektrischer Wirk
verbindung stehen. Die Batteriekästen 14 und 15 nehmen
Einzelakkumulatorzellen auf. Batteriekästen 14, 15 mit
entladenen Akkumulatoren können gegen Batteriekästen
mit geladenen ausgetauscht werden, wobei der Austausch
vermittels Hebezeugen erfolgt, so daß für die Lokomo
tive 10 eine hohe Betriebsbereitschaft sichergestellt
ist.
Gemäß Fig. 2 ist der Steuerkasten 16 zwischen den
Batteriekästen 14, 15 angeordnet. Der Steuerkasten 16
ist fest mit dem Chassis 12 verbunden. Bei aufgesetzten
Batteriekästen 14, 15 liegen die Stirnseiten 17, 18
der Batteriekästen 14, 15 nahezu an dem Steuerkasten
16 an. Jeder Batteriekasten 14, 15 weist an seiner
Stirnseite 17 oder 18 je einen elektrisch positiv und
negativ geladenen Anschluß in Form von Dornen 19, 20
auf, die durch nicht gezeigte Einrichtungen im Steuer
kasten 16 die Akkumulatoren in den Batteriekästen
miteinander verbinden. Die Dorne 19, 20 sind Teile
einer Steckverbindung, die aus den Dornen 19, 20 und
Hülsen 21, 22 gebildet ist. Die Dorne 19, 20 sowie die
Bohrungsachse der Hülsen 21, 22 verlaufen senkrecht
zum Chassis 12, so daß die Steckverbindung durch Heben
oder Senken der Batteriekästen 14, 15 gelöst oder er
stellt werden kann. Die Dorne 19, 20 jedes
Batteriekastens 14, 15 sind in einem Tragkasten 23, 24
angeordnet, der die Dorne 19, 20 in Abstand und paral
lel verlaufend zu einer Stirnseite 17, 18 hält. Wie
Fig. 2 zeigt, sind die Tragkästen 17, 18 so
angeordnet, daß die Tragkästen 23, 24 in
Eingriffstellung ihrer Dorne 19, 20 mit den Hülsen 21,
22 oberhalb des Steuerkastens 16 nebeneinanderliegen.
Die Tragkästen 23, 24 sind zu diesem Zweck bezüglich
der senkrechten Mittellinie der Stirnseiten in eine
Hälfte der Stirnseiten 17, 18 nach außen versetzt.
Jeder Tragkasten 23, 24 weist einen Ausleger 25, 26
auf, der sich zwischen den Dornen 19, 20
gleichgerichtet, wie die Dorne 19, 20, erstreckt. Die
Ausleger 25, 26 weisen an ihrem unteren freien Ende
Einrichtungen 27, 28 zur induktiven Übertragung von
Batteriedaten auf.
In dem Steuerkasten 16 sind alle Elemente zum
Verbinden, Trennen, Steuern und Überwachen, wie z. B.
die Leistungsverbindung beider Batterien (gebildet
durch die Akkumulatoren in den Batteriekästen 14, 15),
ein Hauptschalter, der bei Überlast oder Kurzschluß
die Batterien abschaltet, die elektronische
Antriebssteuerung, DC-DC-Wandler für die
Lichtstromversorgung der Lokomotive 10 und Stromerzeu
gung für Funkanlagen, eine Schnittstelle, beispiels
weise eines eigensicheren Steuerpultes mit der elektro
nischen Traktionssteuerung und die Kabelausgänge für
die Antriebsmotoren, das Steuerpult, Bremsventile etc.
unter- bzw. angebracht, wodurch die für diese Unterbringungszwecke
bis an notwendigen gesonderten Kästen
entfallen. Gegenüber der die Hülsen 21, 22 tragenden
Seite des Steuerkastens 16, bevorzugt zwischen
Rahmenteilen des Chassis 12, sind an den Steuerkästen
16 Anschlüsse 29 für Kabel vorgesehen. Die
Anschlüsse 29 sind in ihrem axialen Verlauf im we
sentlichen bevorzugt horizontal angeordnet. Vorzugs
weise weisen die Anschlüsse zur Horizontalen einen
Neigungswinkel von 0° bis 30°, in Gleisrichtung gesehen
abwärtsgerichtet, auf.
Der Steuerkasten 16 ist stirnseitig mit mindestens
einer Zugangsöffnung 30 zur Wartung und Instandstel
lung des Steuerkasteninhaltes versehen, die mit einer
Verschlußplatte 31 geschlossen werden kann. Für eine
gute Zugänglichkeit wird die Zugangsöffnung 30 so
groß wie möglich dimensioniert und kann die ganze
Breite eines Batteriekastens erreichen. Die Zugangsöffnung
30 wird bei Anordnung des Steuerkastens 16
zwischen zwei Batteriekästen 14, 15 nur zugänglich,
wenn ein Batteriekasten 14 oder 15 entfernt ist. Mit
Entfernung einer Batterie trennt ein
Nullspannungsrelais auch die Stromzufuhr der anderen
Batterie zum Steuerkasten 16, so daß der Steuerkasten
16 spannungslos wird. Damit weist der Steuerkasten 16
im Zusammenhang mit Reparatur- und Wartungsarbeiten
eine hohe Eigensicherung auf.
Zur Ableitung der Wärme, die im Steuerkasten 16 durch
die Trenn- und Steuereinrichtungen, sowie in übrigen
Einrichtungen (alle nicht gezeigt) erzeugt wird, ist
der Steuerkasten 16 mit Kühlrippen 32 versehen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wurde im Zusammen
hang mit einer bevorzugten Ausführungsform beschrie
ben. Darauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt.
Sie kann im Zusammenhang mit einem Batteriekasten
zwischen Führerstand und Batteriekasten ebenso zur
Anwendung gelangen, wie mit zwei oder mehr
Batteriekästen. Ebenso ist sie für Lokomotiven mit
nur einem Führerstand ebenso anwendbar, wie für
Lokomotiven mit zwei Führerständen.
Claims (12)
1. Vorrichtung zur Kopplung der Steuerung und bat
terie-elektrischen Versorgung mit Antriebsmotoren
von Lokomotiven, vorzugsweise Grubenlokomotiven,
bestehend aus in Steuerkästen aufgenommenen Ein
richtungen zur Steuerung der Antriebsmotoren in
elektrischer Wirkverbindung mit Antriebsmotoren
und einer Batterie, die aus mindestens zwei Batteriekästen
zur Aufnahme von Einzelakkumulato
ren-Zellen gebildet ist, wobei jeder Batterie
kasten einen zweipoligen Batteriekastenanschluß
aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen zwei Batteriekästen (14, 15) ein
Steuerkasten (16) mit Einrichtungen zur Verbin
dung der Batteriekastenanschlüsse (33) mit dem
Steuerkasten (16) angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Einrichtungen zur Verbindung der
Batteriekastenanschlüsse (33) mit dem
Steuerkasten (16) als Steckverbindung ausgebildet
sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steckverbindungen aus
jeweils zwei am Steuerkasten (16) angeordneten
Hülsen (21, 22) und jeweils zwei an den Batteriekästen
(14, 15) angeordneten mit den
Hülsen (21, 22) in Eingriff bringbaren Dornen
(19, 20) bestehen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß die Dorne (19, 20) paarweise in zu Mittellinien
von Stirnseiten (17, 18) der Batteriekästen
(14, 15) in gleichem Abstand versetzt an
geordneten und mit den Stirnseiten (17, 18) ver
bundenen Tragkästen (23, 24) aufgenommen sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich
net, daß die Tragkästen (23, 24) in Ein
griffstellung der Steckverbindung nebeneinander
angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß die Tragkästen (23, 24) einseits ver
bundene im wesentlichen parallel zwischen zwei
Dornen (19, 20) verlaufende Ausleger (25, 26)
aufweisen, die an ihren freien Enden Einrichtun
gen (27, 28) zur induktiven Übertragung von Bat
teriedaten aufweisen.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da
durch gekennzeichnet, daß in dem Steuerkasten
(16) alle Trenn-, Schalt- und Steuereinrichtungen
für den Betrieb einer Grubenlokomotive sowie
weitere Einrichtungen wie Schnittstellen zur
Verbindung und Betätigung der Antriebssteuerung
vermittels eines Steuerpultes, DC-DC-Wandler für
Lichtstrom und Funk angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkasten
(16), auf der die Hülsen (21, 22) tragenden
Fläche gegenüberliegenden Fläche Anschlüsse
(29) für Kabel unter anderem zur Steuerung und
Energieversorgung der Antriebsmotoren aufweist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Anschlüsse (29) für die
Kabel im wesentlichen horizontal verlaufend
angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Anschlüsse (29) zwischen 0o
bis 30o, zur Horizontalen abwärts geneigt ange
ordnet sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkasten
(16) stirnseitig mindestens eine Zugangsöffnung
(30) aufweist, die mit einer Verschlußplatte
(31) abdeckbar ausgebildet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Steuerkasten (16) eine Ein
richtung zur Wärmeabfuhr (32) aufweist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4027147A DE4027147A1 (de) | 1990-08-28 | 1990-08-28 | Vorrichtung zur kopplung der steuerung und batterie-elektronischen versorgung von antriebsmotoren von lokomotiven |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4027147A DE4027147A1 (de) | 1990-08-28 | 1990-08-28 | Vorrichtung zur kopplung der steuerung und batterie-elektronischen versorgung von antriebsmotoren von lokomotiven |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4027147A1 true DE4027147A1 (de) | 1992-03-05 |
Family
ID=6413059
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4027147A Withdrawn DE4027147A1 (de) | 1990-08-28 | 1990-08-28 | Vorrichtung zur kopplung der steuerung und batterie-elektronischen versorgung von antriebsmotoren von lokomotiven |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4027147A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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