EP3202633B1 - Schienenfahrzeugverbund - Google Patents
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- EP3202633B1 EP3202633B1 EP17152778.1A EP17152778A EP3202633B1 EP 3202633 B1 EP3202633 B1 EP 3202633B1 EP 17152778 A EP17152778 A EP 17152778A EP 3202633 B1 EP3202633 B1 EP 3202633B1
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
- B61C3/00—Electric locomotives or railcars
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
- B61D1/00—Carriages for ordinary railway passenger traffic
Definitions
- the present invention relates to a rail vehicle network which has pairs of wagons with complementary components.
- the in EP 2 335 993 A1 The rail train described has a first wagon, a second wagon and a third wagon, the third wagon being arranged between the first wagon and the second wagon. At least one of the wagons is a transport module with passenger seats. The three wagons have different lengths.
- EP 1 024 070 A1 relates to a modular set of railway carriages, formed from at least two double-decker vehicle units, containing, as electrical components, an electrical power supply block for supplying one or more drive motors with drive energy, at least one supply equipment for drive energy to supply the power supply block with energy, at least one supply equipment for auxiliary energy, to supply energy to auxiliary devices and at least one device for connection to a high-voltage network.
- a rail vehicle network also referred to as a rail traffic train or rail car network, according to claim 1.
- Advantageous embodiments are specified in the subclaims to claim 1.
- a rail vehicle network is specified, which is composed as follows: EW K 1 - MW K 2nd - MW K 1 n - EW K 2nd where EW is an end car, MW is a middle car, K1 means a first configuration with electrical components for drive and / or energy supply and K2 means a second configuration with electrical components for drive and / or energy supply, n is an integer ⁇ 1, so that one of the rail vehicle group has n units [- (MW K2) - (MW K1)], and each character "-" means a transition between the wagons, so that the rail vehicle group can be walked on continuously.
- the rail vehicle network is divided into the following car pairs: EW K 1 - MW K 2nd , MW K 1 - EW K 2nd and, if n> 1, MW K 1 - MW K 2nd .
- the pair of wagons each have a pair of wagons electrically coupled for the transmission of high voltage, and an electrical coupling for the transmission of high voltage is only present between the wagons of a pair of wagons, and the rail vehicle network has side pantographs.
- car pairs are not additional components or elements of the rail vehicle group described above, but the car pairs are units according to the definition into which the rail vehicle group can be divided.
- a transition between the cars can be structurally assigned to one of the neighboring cars, i.e. if the carriages are separated, the transition remains at one of the carriages.
- the above-mentioned basic representations of the composition do not specify this, so that, in particular, a bracket that brackets a transition does not determine which car a transition is structurally assigned to.
- the rail vehicle association is in particular a rail vehicle association for passenger transport, also referred to as a passenger train.
- Preferred examples are a long-distance train, a local train, an S-Bahn and a tram
- configuration 1 and configuration 2 complement each other in a pair of carriages to form a set of electrical components which is sufficient for the drive and the energy supply of the pair of carriages.
- This concept is also known as a "married pair”.
- traction converter traction motor
- traction motor also referred to as traction motor
- energy store pantograph
- battery battery charger
- auxiliary operation supply device auxiliary operation converter
- transformer human-machine interface
- HMI human-machine interface
- VCU Vehicle Control Unit
- gateway gateway
- Selected electrical components can be present in each car, in particular traction converters and / or traction motors.
- Components can only be present once per pair of wagons, ie they can be provided in one of the wagons of the pair of wagons, in particular energy storage, battery and / or battery charger. It is preferably provided that selected electrical components are present only once in a pair of carriages, that is to say are present in one of the carriages of a pair of carriages. Electrical components that are only present once are preferably distributed to the two carriages of a pair of carriages. Components are distributed in particular in such a way that the most homogeneous possible mass distribution is obtained, ie the two carriages of a pair of carriages have a similar mass. Components can alternatively or additionally be distributed in such a way that mass is arranged or concentrated above the driven axle in order to improve the traction. Alternatively or additionally, components can be distributed in such a way that an optimized, in particular the shortest possible (total) cable length, in particular of power cables.
- the carriages of the carriage pair are electrically coupled for the transmission of high voltage in a carriage pair.
- the car pairs are thus electrically decoupled from one another in such a way that high voltage cannot be transmitted from one car pair to another car pair.
- these features are present in a rail vehicle network which has side pantographs.
- the rail vehicle network has side pantographs. Lateral pantographs interact with a busbar.
- train SV1 has the end car with the configuration 1 EW K1, the middle car with the configuration 2 MW K2, the middle car with the configuration 1 MW K1 and the end car with the configuration 2 EW K2.
- the two car pairs EW K1 - MW K2 and MW K1 - EW K2 are formed.
- a transition Ü is provided between the cars, which is structurally assigned to one of the neighboring cars.
- Configuration 1 has the following components: the side pantograph SA, the energy store ES, the traction converter STR and the traction motors M. Wheels R are shown under the carriages EW K1, MW K2, MW K1 and EW K2. Hatched wheels are driven wheels.
- the middle car MW K2 and the end car EW K2 have a configuration K2 with electrical components, also referred to as a second configuration.
- the second configuration has the following electrical components: the side pantograph SA, a combination of auxiliary operating converter AUX, battery charger and battery, collectively referred to as AUX / Batt, a traction converter STR and the traction motors M.
- a compressor C is present in configuration 2, which an air compressor operated with three-phase current for supplying the brake system with compressed air and thus an auxiliary operation supply device.
- the end car with the 1 EW K1 configuration and the middle car with the 2 MW K2 configuration are electrically coupled for the transmission of high voltage.
- the high-voltage connection U is present between the side pantographs SA.
- the two pairs are separated from one another on the high-voltage side, because no high-voltage connection is provided between the side pantograph SA of the middle car MW K2 and the side pantograph SA of the middle car MW K1.
- Fig. 2 shows with the train SV2 the same train formation principle as Fig. 1 , with the difference that there are three pairs of cars, which are delimited by dashed lines.
- Fig. 1 there is a medium pair of cars with a middle car of configuration 1 MW K1 and a middle car of configuration 2 MW K2.
- This middle pair of carriages can exist several times, according to the general train formation principle n times.
- Fig. 2 is a so-called three-quarter train, while Fig. 1 represents a half move.
- Fig. 1 represents a half move.
- the configurations and high-voltage side couplings between pantographs SA are chosen exactly as in Fig. 1 .
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schienenfahrzeugverbund, der Wagenpaare mit sich ergänzenden Komponenten aufweist.
- Im öffentlichen Personentransport ist es üblicherweise notwendig, eine maximale Transportkapazität in Kombination mit einer optimierten Verwendung der verfügbaren Traktionskraft bereitzustellen, um einen erwünschten maximalen Fahrgastdurchsatz in einem vorhandenen Schienenverkehrsnetzwerk zu erreichen. Besonders für den Berufsverkehr werden im Nahbereich S-Bahnen eingesetzt.
- Der in
EP 2 335 993 A1 beschriebene Schienenzug weist einen ersten Wagon, einen zweiten Wagon und einen dritten Wagon auf, wobei der dritte Wagon zwischen dem ersten Wagon und dem zweiten Wagon angeordnet ist. Mindestens einer der Wagons ist ein Transportmodul mit Fahrgastsitzplätzen. Die drei Wagons weisen unterschiedliche Längen auf. -
EP 1 024 070 A1 betrifft eine modulare Garnitur von Eisenbahnwagen, gebildet aus wenigstens zwei doppelstöckigen Fahrzeugeinheiten, enthaltend als elektrische Komponenten einen elektrischen Stromversorgungsblock zur Versorgung eines oder mehrerer Triebmotoren mit Antriebsenergie, wenigstens eine Versorgungsausstattung für Antriebsenergie, um den Stromversorgungsblock mit Energie zu versorgen, wenigstens eine Versorgungausstattung für Hilfsenergie, um Energie an Hilfsapparate zu liefern und wenigstens eine Vorrichtung zur Verbindung mit einem Hochspannungsnetz. - Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Schienenfahrzeug bereitzustellen, das auf einfache Weise hinsichtlich der Gesamtlänge eines Zuges skalierbar ist.
- Gelöst wird die Aufgabe durch einen Schienenfahrzeugverbund, auch bezeichnet als Schienenverkehrszug oder Schienenwagenverbund, nach Anspruch 1. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen zu Anspruch 1 angegeben.
- Angegeben wird ein Schienenfahrzeugverbund, der wie folgt zusammengesetzt ist:
- Der Schienenfahrzeugverbund ist in folgende Wagenpaare eingeteilt oder einteilbar:
- Diese Wagenpaare sind keine zusätzliche Komponenten oder Elemente des zuvor beschriebenen Schienenfahrzeugverbunds, sondern es handelt sich bei den Wagenpaaren um definitionsgemäße Einheiten, in welche der Schienenfahrzeugverbund einteilbar ist.
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- Ein Übergang zwischen den Wagen kann baulich einem der benachbarten Wagen zugeordnet sein, d.h. bei Trennung der Wagen verbleibt der Übergang an einem der Wagen. Die oben genannten Prinzipdarstellungen der Zusammensetzung treffen hierzu keine Festlegung, sodass insbesondere eine Klammer, welche einen Übergang umklammert, nicht festlegt, welchem Wagen ein Übergang baulich zugeordnet ist.
- Der Schienenfahrzeugverbund ist insbesondere ein Schienenfahrzeugverbund zur Personenbeförderung, auch bezeichnet als Personenzug". Bevorzugte Beispiele sind ein Fernverkehrszug, ein Nahverkehrszug, eine S-Bahn und eine Straßenbahn
- Mit einem solchen Schienenfahrzeugverbund werden insbesondere die folgenden Vorteile erzielt:
- Es wird durch die Erfindung ein modulares Fahrzeugkonzept bereitgestellt, das auf einfache Weise skalierbar ist, um einen Schienenfahrzeugverbund gewünschter Länge und Sitzplatzkapazität zu erhalten. Zur Verlängerung werden lediglich so viele Einheiten [- (MW K2) - (MW K1)] eingefügt wie erforderlich.
- Der Schienenfahrzeugverbund ist durchgängig begehbar, was aus Sicherheitsgründen und zur gleichmäßigen Fahrgastverteilung vorteilhaft ist. Der Übergang zwischen Wagen kann als Übergangsbrücke ausgebildet sein. Der Übergang kann eine Drehplattform aufweisen. Der Übergang kann einen Faltenbalg aufweisen.
- Der Schienenfahrzeugverbund ist aus lediglich vier verschiedenen Typen Wagen zusammengesetzt, nämlich Endwagen mit Konfiguration 1 (EW K1), Endwagen mit Konfiguration 2 (EW K2), Mittelwagen mit Konfiguration 1 (MW K1), und Mittelwagen mit Konfiguration 2 (MW K2), wodurch eine wesentliche Vereinfachung in Fertigung, Produktion und Wartung erzielt wird.
- Je nach Wahl der Konfiguration und Zuordnung bzw. Verteilung der Komponenten auf die beiden Konfigurationen (K1 und K2) kann eine weitgehend homogene Masseverteilung über die gesamte Länge eines Schienenzugs erzielt werden
- In einer Ausführungsform der Erfindung ergänzen sich bei einem Wagenpaar jeweils die Konfiguration 1 und die Konfiguration 2 zu einem Satz elektrischer Komponenten, der für den Antrieb und die Energieversorgung des Wagenpaars hinreichend ist. Dies bedeutet, anders ausgedrückt, dass das Wagenpaar hinsichtlich Antrieb und die Energieversorgung unabhängig von einem anderen Wagen oder einem anderen Wagenpaar ist. Dieses Konzept wird auch als "Married Pair" bezeichnet.
- Elektrische Komponenten sind insbesondere ausgewählt aus Traktionsstromrichter, Traktionsmotor, auch bezeichnet als Fahrmotor, Energiespeicher, Stromabnehmer, Batterie, Batterielader, Hilfsbetriebeversorgungseinrichtung, Hilfsbetriebeumrichter, Transformator, Mensch-Maschine-Schnittstelle (Human-Machine-Interface, HMI), Fahrzeugkontrolleinheit (Verhicle Control Unit, VCU) und/oder Gateway.
- Ausgewählte elektrische Komponenten können in jedem Wagen vorhanden sein, insbesondere Traktionsstromrichter und/oder Traktionsmotor.
- Komponenten können je Wagenpaar nur einmal vorhanden sein, d.h. in einem der Wagen des Wagenpaares vorgesehen sein, insbesondere Energiespeicher, Batterie und/oder Batterielader. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass in einem Wagenpaar ausgewählte elektrische Komponenten nur einmal vorhanden sind, also in einem der Wagen eines Wagenpaares vorhanden sind. Nur einmal vorhandene elektrische Komponenten werden vorzugsweise auf die beiden Wagen eines Wagenpaares verteilt. Komponenten werden insbesondere so verteilt dass eine möglichst homogene Masseverteilung erhalten wird, d.h. die beiden Wagen eines Wagenpaares eine ähnliche Masse aufweisen. Komponenten können alternativ oder zusätzlich so verteilt sein, dass zur Verbesserung der Traktion Masse oberhalb der angetriebenen Achse angeordnet oder konzentriert wird. Komponenten können alternativ oder zusätzlich so verteilt sein, dass eine optimierte, insbesondere möglichst kurze, (Gesamt)Kabellänge, insbesondere von Leistungskabeln, erzielt wird.
- Erfindungsgemäß sind bei einem Wagenpaar die Wagen des Wagenpaares elektrisch zur Übertragung von Hochspannung gekuppelt. Es ist eine elektrische Kupplung zur Übertragung von Hochspannung nur zwischen den Wagen eines Wagenpaares vorhanden. Es ist somit keine elektrische Kupplung für Hochspannung zu einem anderen Wagenpaar vorhanden. Die Wagenpaare sind somit untereinander so elektrisch entkoppelt, dass keine Übertragung von Hochspannung von einem Wagenpaar zu einem anderen Wagenpaar erfolgen kann. Diese Merkmale sind erfindungsgemäß in einem Schienenfahrzeugverbund vorhanden, der Seitenstromabnehmer aufweist.
- Erfindungsgemäß weist der Schienenfahrzeugverbund Seitenstromabnehmer auf. Seitenstromabnehmer wirken mit einer Stromschiene zusammen.
- Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- einen aus zwei Wagenpaaren zusammengesetzten Schienenfahrzeugverbund und
- Fig. 2
- einen aus drei Wagenpaaren zusammengesetzten Schienenfahrzeugverbund.
- Der in
Fig. 1 dargestellte Zug SV1 weist den Endwagen mit der Konfiguration 1 EW K1, den Mittelwagen mit der Konfiguration 2 MW K2, den Mittelwagen mit der Konfiguration 1 MW K1 und den Endwagen mit der Konfiguration 2 EW K2 auf. Es sind die beiden Wagenpaare EW K1 - MW K2 und MW K1 - EW K2 gebildet. Zwischen den Wagen ist jeweils ein Übergang Ü vorgesehen, der jeweils einem der benachbarten Wagen baulich zugeordnet ist. - Der Endwagen EW K1 und der Mittelwagen MW K1 weisen eine identische Konfiguration mit elektrischen Komponenten, bezeichnet als Konfiguration 1 oder erste Konfiguration, auf. Die Konfiguration 1 weist folgende Komponenten auf: den Seitenstromabnehmer SA, den Energiespeicher ES, den Traktionsstromrichter STR sowie die Traktionsmotoren M. Unter den Wagen EW K1, MW K2, MW K1 und EW K2 sind Räder R dargestellt. Schraffierte Räder sind angetriebene Räder.
- Der Mittelwagen MW K2 und der Endwagen EW K2 weisen eine Konfiguration K2 mit elektrischen Komponenten, auch bezeichnet als zweite Konfiguration, auf. Die zweite Konfiguration weist folgende elektrischen Komponenten auf: den Seitenstromabnehmer SA, eine Kombination aus Hilfsbetriebeumrichter AUX, Batterielader und Batterie, zusammenfassend bezeichnet mit AUX/Batt, einen Traktionsstromrichter STR sowie die Traktionsmotoren M. Weiterhin ist in der Konfiguration 2 ein Kompressor C vorhanden, der ein mit Drehstrom betriebener Luftkompressor zur Versorgung der Bremsanlage mit Druckluft und damit eine Hilfsbetriebeversorgungseinrichtung ist.
- In dem ersten Wagenpaar sind der Endwagen mit der Konfiguration 1 EW K1 und der Mittelwagen mit der Konfiguration 2 MW K2 elektrisch zur Übertragung von Hochspannung gekoppelt. Zwischen den Seitenstromabnehmern SA ist die Hochspannungsverbindung U vorhanden. In analoger Weise ist eine Hochspannungsverbindung U zwischen den Seitenstromabnehmern der Wagen des zweiten Paares, MW K1 und EW K2, vorhanden. Die beiden Paare sind hingegen voneinander hochspannungsseitig getrennt, denn zwischen dem Seitenstromabnehmer SA des Mittelwagens MW K2 und dem Seitenstromabnehmer SA des Mittelwagens MW K1 ist keine Hochspannungsverbindung vorgesehen.
-
Fig. 2 zeigt mit dem Zug SV2 das gleiche Zugbildungsprinzip wieFig. 1 , mit dem Unterschied, dass drei Wagenpaare vorhanden sind, die durch gestrichelte Linien voneinander abgegrenzt sind. Im Vergleich zuFig. 1 ist ein mittleres Wagenpaar mit einem Mittelwagen der Konfiguration 1 MW K1 und einem Mittelwagen der Konfiguration 2 MW K2 vorhanden. Dieses mittlere Wagenpaar kann mehrfach vorhanden sein, gemäß dem allgemeinen Zugbildungsprinzip n-mal. BeiFig. 2 handelt es sich um einen sogenannten Dreiviertelzug, währendFig. 1 einen Halbzug darstellt. Sind zwei Mittelwagenpaare vorhanden, also im Vergleich zuFig. 2 noch ein weiteres, spricht man von einem Vollzug. Die Konfigurationen und hochspannungsseitigen Kupplungen zwischen Stromabnehmern SA sind genauso gewählt wie inFig. 1 . - In der nachfolgenden Tabelle werden Konfigurationen mit elektrischen Komponenten und mit weiteren Komponenten am Beispiel eines aus zwei Wagenpaaren bestehenden Zuges angegeben:
Endwagen Konfiguration 1 Mittelwagen Konfiguration 2 Mittelwagen Konfiguration 1 Endwagen Konfiguration 2 1 Stromrichter 1 Stromrichter 1 Stromrichter 1 Stromrichter 1 Energiespeicher - 1 Energiespeicher - 3 Fahrmotoren 3 Fahrmotoren 3 Fahrmotoren 3 Fahrmotoren - 1 Batteriesatz - 1 Batteriesatz - 1 Batterielader - 1 Batterielader -. 1 Hilfsbetriebeumrichter -. 1 Hilfsbetriebeumrichter 1 Wagenübergang 1 Wagenübergang 1 Wagenübergang - - 1 Kompressor - 1 Kompressor -
- SV1
- Zug
- SV2
- Zug
- EW K1
- Endwagen mit der Konfiguration 1
- EW K2
- Endwagen mit der Konfiguration 2
- MW K1
- Mittelwagen mit der Konfiguration 1
- MW K2
- Mittelwagen mit der Konfiguration 2
- Ü
- Übergang
- R
- Räder
- AUX
- Hilfsbetriebeumrichter
- AUX/Batt
- Kombination aus Hilfsbetriebeumrichter, Batterielader und Batterie
- C
- Kompressor
- ES
- Energiespeicher
- M
- Traktionsmotoren
- SA
- Seitenstromabnehmer
- STR
- Traktionsstromrichter
- U
- Hochspannungsverbindung
Claims (3)
- Schienenfahrzeugverbund (SV1; SV2), der wie folgt zusammengesetzt ist:
wobei der Schienenfahrzeugverbund in folgende Wagenpaare eingeteilt ist:
bei den Wagenpaaren jeweils die Wagen eines Wagenpaares elektrisch zur Übertragung von Hochspannung gekuppelt sind, und eine elektrische Kupplung (U) zur Übertragung von Hochspannung nur zwischen den Wagen eines Wagenpaares vorhanden ist,
und der Schienenfahrzeugverbund Seitenstromabnehmer (SA) aufweist. - Schienenfahrzeugverbund nach Anspruch 1, wobei bei den Wagenpaaren jeweils die Konfiguration 1 und die Konfiguration 2 sich zu einem Satz elektrischer Komponenten (SA, ES, STR, M, AUX/Batt) ergänzen, der für den Antrieb und die Energieversorgung des Wagenpaars hinreichend ist.
- Schienenfahrzeugverbund nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die elektrischen Komponenten ausgewählt sind aus Traktionsstromrichter (STR), Traktionsmotor (M), Energiespeicher (ES), Stromabnehmer (SA), Batterie, Batterielader, Hilfsbetriebeversorgungseinrichtung, wie Druckluftkompressor, Hilfsbetriebeumrichter (AUX), und Transformator.
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