EP4033031A1

EP4033031A1 - Track working vehicle and method for operating a track working vehicle

Info

Publication number: EP4033031A1
Application number: EP22152154.5A
Authority: EP
Inventors: Jaques Emmerich; Frank Blumenthal; Andreas Hellweg; Andreas König
Original assignee: Windhoff Bahn und Anlagentechnik GmbH
Current assignee: Windhoff Bahn und Anlagentechnik GmbH
Priority date: 2021-01-21
Filing date: 2022-01-19
Publication date: 2022-07-27
Also published as: DE102021101280A1

Abstract

Die Erfindung schlägt ein Verfahren zum Betreiben eines Gleisarbeitsfahrzeugs vor, mit einem Werkzeug und einer Leistungsverteilungsschaltung, die bei eingeschaltetem Werkzeug die vom Antriebsmotor bereitgestellte Antriebsleistung automatisch als Arbeitsenergie für das Werkzeug und als Fahrenergie für den Fahrantrieb des Gleisarbeitsfahrzeugs verteilt, wobei der Anteil der Fahrenergie automatisch verringert wird, wenn die Leistungsaufnahme des Werkzeugs einen bestimmten Sollwert erreicht oder überschreitet, und automatisch die Getriebeuntersetzung des Getriebes geändert und die Fahrgeschwindigkeit des Gleisarbeitsfahrzeugs erhöht wird, wenn die Leistungsaufnahme des Werkzeugs den Sollwert um ein bestimmtes Maß unterschreitet. Weiterhin schlägt die Erfindung ein Gleisarbeitsfahrzeug vor, das eine Leistungsverteilungsschaltung aufweist, die nach diesem Verfahren arbeitet.

The invention proposes a method for operating a track work vehicle, with a tool and a power distribution circuit which, when the tool is switched on, automatically distributes the drive power provided by the drive motor as working energy for the tool and as driving energy for the traction drive of the track work vehicle, with the proportion of driving energy being automatically reduced when the power consumption of the tool reaches or exceeds a certain target value, and automatically changes the gear ratio of the transmission and increases the running speed of the track work vehicle when the power consumption of the tool falls below the target value by a certain amount. Furthermore, the invention proposes a track work vehicle that has a power distribution circuit that works according to this method.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Gleisarbeitsfahrzeugs, sowie ein Gleisarbeitsfahrzeug.The invention relates to a method for operating a track work vehicle and a track work vehicle.

Aus der Praxis sind gattungsgemäße Gleisarbeitsfahrzeuge bekannt, die für Arbeiten im Bereich des Gleises verwendet werden. Beispielsweise kann ein Gleisarbeitsfahrzeug als Schienenräumfahrzeug ausgestaltet sein, um die Schienen von Schnee zu befreien, oder es kann zum Böschungsmulchen dienen. Nachfolgend wird lediglich beispielhaft und stellvertretend auch für andere Arbeiten der typische Anwendungsfall des Schneeräumens erwähnt und die Erfindung am Beispiel eines Schienenräumfahrzeugs erläutert, wobei abweichend davon ein vorschlagsgemäßes Gleisarbeitsfahrzeug nicht nur als Schienenräumfahrzeug, sondern auch anderweitig ausgestaltet sein kann und andere Werkzeuge - beispielsweise Schneidwerkzeuge - für dementsprechend andere Arbeiten aufweisen kann.Generic track work vehicles are known from practice, which are used for work in the area of the track. For example, a track work vehicle can be designed as a rail clearing vehicle in order to remove snow from the rails, or it can be used for mulching slopes. In the following, the typical application of snow clearing is mentioned only as an example and representative of other work and the invention is explained using the example of a rail clearing vehicle, whereby a proposed track working vehicle can be designed not only as a rail clearing vehicle but also in other ways and other tools - for example cutting tools - for accordingly may have other works.

Gattungsgemäße Gleisarbeitsfahrzeuge weisen ein Werkzeug auf, das im Falle eines Schienenräumfahrzeugs beispielsweise als Schneefräse oder als rotierende Bürste ausgestaltet sein kann und motorisch angetrieben ist. Die Antriebsenergie für das Werkzeug, die auch als Arbeitsenergie bezeichnet wird, wird von einem Antriebsmotor des Schienenräumfahrzeugs bereitgestellt, der beispielsweise als Dieselmotor ausgestaltet ist. Der Antriebsmotor stellt auch die Antriebsenergie für die Fortbewegung des Schienenräumfahrzeugs selbst bereit, die als Fahrenergie bezeichnet wird. Wenn das Schienenräumfahrzeug auf freier Strecke fährt, beispielsweise zu einem Einsatzort oder auf der Rückfahrt, nachdem die Strecke geräumt worden ist, kann die vom Antriebsmotor bereitgestellte Antriebsenergie praktisch vollständig als Fahrenergie genutzt werden, mit Ausnahme davon, dass gewisse Nebenaggregate angetrieben werden, die im Rahmen des vorliegenden Vorschlags aus Gründen der Vereinfachung nicht weiter beachtet werden.Generic track maintenance vehicles have a tool which, in the case of a rail clearing vehicle, can be designed, for example, as a snow blower or as a rotating brush and is motor-driven. The drive energy for the tool, which is also referred to as working energy, is provided by a drive motor of the rail clearing vehicle, which is designed, for example, as a diesel engine. The drive motor also provides the drive energy for moving the rail clearing vehicle itself, which is referred to as driving energy. If the rail clearing vehicle is driving on an open route, for example to a site or on the return journey after the route has been cleared, the drive energy provided by the drive motor can be used almost completely as driving energy, with the exception that certain ancillary units are driven, which are in the frame of the present proposal are not further considered for reasons of simplification.

Wenn das Schienenräumfahrzeug jedoch zum Freiräumen der Strecke genutzt wird, um ein vorgegebenes Lichtraumprofil freizuhalten und beispielsweise die Gleise, Weichen, Tunnelein- und Ausgänge und dergleichen von Laub oder Schnee zu befreien, wird das Schienenräumfahrzeug zunächst angehalten und im Stand mittels einer Klauenkupplung das Werkzeug zugeschaltet.However, if the rail clearing vehicle is used to clear the route in order to keep a specified clearance profile free and, for example, to clear leaves or snow from the tracks, switches, tunnel entrances and exits and the like, the rail clearing vehicle is first stopped and the tool is switched on when stationary by means of a claw coupling .

Leistungsstarke Werkzeuge können beispielsweise eine Leistungsaufnahme von etwa 450 kW aufweisen, und in der Praxis verwendete Antriebsmotoren können beispielsweise eine Antriebsleistung von etwa 500 kW erbringen. Dementsprechend steht nach dem Einschalten des Werkzeugs ein vergleichsweise geringer Anteil der vom Antriebsmotor erbrachten Antriebsenergie als Fahrenergie zur Verfügung. Das Räumen des Lichtraumprofils erfolgt daher mit geringer Geschwindigkeit, beispielsweise mit annähernder Schrittgeschwindigkeit. Aus dieser Geschwindigkeit resultiert der Zeitbedarf, der für das Räumen einer bestimmten Streckenlänge erforderlich ist.Powerful tools can have a power consumption of about 450 kW, for example, and drive motors used in practice can provide a drive power of about 500 kW, for example. Accordingly, after the tool is switched on, a comparatively small proportion of the drive energy provided by the drive motor is available as driving energy. The clearing of the structure gauge therefore takes place at low speed, for example at approximately walking speed. This speed results in the time required to clear a certain distance.

Aus der DE 40 19 827 A1 ist ein schienengebundenes Schneeräumfahrzeug mit eigenem Fahrantrieb bekannt, bei dem zwei im Leistungsverbund stehende Antriebsmotoren zum Antrieb zweier Schneeaggregate und zum Antrieb des Fahrantriebes vorgesehen sind. Der Fahrantrieb erfolgt über ein Hydrostatgetriebe. Ein Pumpenverteilergetriebe ist in dem Leistungsverbund noch vor einer Getriebeeinrichtung zum drehzahländernden Antrieb der Schneeräumaggregate eingebaut. Diese Leistungskopplung ist den Getriebeanordnungen zur Veränderung der Antriebsdrehzahl der Schneeschleudern nicht wie einem älteren Stand der Technik nachgeordnet, sondern diesen Getriebeanordnungen vorgeordnet. Den Schneeschleudern kann daher nur die Antriebsleistung zugeführt werden, die nicht für den Fahrantrieb des Schneeräumfahrzeugs verbraucht wird.From the DE 40 19 827 A1 is a rail-mounted snow clearing vehicle with its own drive system, in which two drive motors that are connected to one another are used to drive two snow aggregates and to drive the drive system are provided. The travel drive takes place via a hydrostatic transmission. A pump transfer case is installed in the power system before a transmission device for speed-changing drive of the snow-removing units. This power coupling is not subordinate to the gear arrangements for changing the drive speed of the snow blowers, as in an older prior art, but rather precedes these gear arrangements. The snow throwers can therefore only be supplied with the drive power that is not consumed for driving the snow clearing vehicle.

Aus der JP 2017-186822 A ist ein schienengebundenes Schneeräumfahrzeug mit eigenem Fahrantrieb bekannt, bei dem zusätzlich zu einem Hauptantrieb ein Umschaltgetriebe und ein elektrischer Hilfsmotor vorgesehen sind. Der Hauptantrieb dient grundsätzlich als Fahrantrieb für die Fahrt des Schneeräumfahrzeugs auf den Schienen. Im Falle des Schneeräumens kann über das Umschaltgetriebe die Verbindung vom Hauptantrieb zum Fahrwerk des Schneeräumfahrzeugs getrennt werden und der Hauptmotor zum Antrieb des Schneeräumgeräts genutzt werden. Der elektrische Hilfsmotor kann in diesem Fall als Fahrantrieb genutzt werden, indem über das Umschaltgetriebe die Verbindung vom Hilfsmotor zum Fahrwerk des Schneeräumfahrzeugs geschaffen wird. So wird eine Fahrt des Schneeräumfahrzeugs mit konstanter Geschwindigkeit während des Schneeräumens ermöglicht.From the JP 2017-186822 A a rail-mounted snow clearing vehicle with its own drive is known, in which, in addition to a main drive, a change-over gear and an electric auxiliary motor are provided. The main drive basically serves as a traction drive for driving the snow clearing vehicle on the rails. In the case of snow clearing, the connection from the main drive to the chassis of the snow clearing vehicle can be separated via the change-over gear and the main engine can be used to drive the snow clearing device. In this case, the electric auxiliary motor can be used as a traction drive by creating the connection from the auxiliary motor to the chassis of the snow clearing vehicle via the change-over gearbox. This allows the snow clearing vehicle to travel at a constant speed during snow clearing.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren dahingehend zu verbessern, dass der Zeitaufwand, den ein Gleisarbeitsfahrzeug für das Räumen einer bestimmten Streckenlänge erfordert, verringert werden kann. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Gleisarbeitsfahrzeug anzugeben, welches das Räumen einer bestimmten Streckenlänge in einer optimal kurzen Zeit ermöglicht.The invention is based on the object of improving a generic method in such a way that the time required by a track maintenance vehicle to clear a certain length of track can be reduced. Furthermore, the invention is based on the object of specifying a track maintenance vehicle which enables clearing of a certain length of track in an optimally short time.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und durch ein Gleisarbeitsfahrzeug nach Anspruch 5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.This object is achieved by a method according to claim 1 and by a track work vehicle according to claim 5. Advantageous configurations of the invention are described in the dependent claims.

Die Erfindung schlägt mit anderen Worten vor, die Antriebsleistung, die von dem Antriebsmotor bereitgestellt wird, automatisch und bedarfsgerecht aufzuteilen. Zu diesem Zweck wird eine Leistungsverteilungsschaltung verwendet. Dieser Leistungsverteilungsschaltung wird signalisiert, ob das Werkzeug eingeschaltet ist oder nicht. Wenn das Werkzeug ohnehin nicht eingeschaltet ist, kann die vom Antriebsmotor bereitgestellte Energie praktisch vollständig als Fahrenergie bereitgestellt werden, so dass das Gleisarbeitsfahrzeug mit möglichst hoher Geschwindigkeit zu einem Einsatzort oder über eine geräumte Strecke zurückfahren kann. Wenn jedoch das Werkzeug eingeschaltet ist, kommt die Leistungsverteilungsschaltung zum Einsatz.In other words, the invention proposes dividing the drive power provided by the drive motor automatically and as required. A power distribution circuit is used for this purpose. This power distribution circuit is signaled whether the tool is on or not. If the tool is not switched on anyway, the energy provided by the drive motor can be provided almost entirely as driving energy, so that the track maintenance vehicle can drive back to a place of use or over a cleared route at the highest possible speed. However, when the tool is on, the power sharing circuitry comes into play.

Dabei ist die führende bzw. bestimmende Größe der Leistungsbedarf des Werkzeugs, so dass der Betrieb des Werkzeugs und damit die Qualität Arbeit, z. B. der Räumarbeit bei einem Schienenräumfahrzeug, ohne Einschränkungen im Vergleich zur gattungsgemäßen Verfahrensweise sichergestellt werden kann. Erfindungsgemäß wird eine Bezugsgröße überwacht, welche die Leistungsaufnahme des Werkzeugs anzeigt. Es kann sich dabei beispielsweise um das an das Werkzeug übertragene Drehmoment handeln, welches mittels eines in einer Kupplung angeordneten Drehmomentsensors erfasst werden kann. Oder es kann sich bei dieser Bezugsgröße um die Drehzahl handeln, die das Werkzeug selbst oder ein Element in seinem Antriebsstrang aufweist, und die beispielsweise unmittelbar mittels eines Drehzahlsensors, oder mittelbar durch beispielsweise Schwenkwinkel-Sensoren an hydraulischen Verstellpumpen erfasst werden kann, oder als Bezugsgröße kann der Druck erfasst werden, der in einem hydraulischen Antrieb des Werkzeugs herrscht.The leading or determining variable is the power requirement of the tool, so that the operation of the tool and thus the quality of the work, e.g. B. the clearing work in a rail clearing vehicle, can be ensured without restrictions compared to the generic procedure. According to the invention, a reference variable is monitored which indicates the power consumption of the tool. This can be, for example, the torque transmitted to the tool, which can be detected by means of a torque sensor arranged in a clutch. Or this reference value can be the speed that the tool itself or an element in its drive train has, and which can be detected, for example, directly by means of a speed sensor, or indirectly by, for example, swivel angle sensors on hydraulic variable displacement pumps, or can be used as a reference value the pressure can be recorded, which prevails in a hydraulic drive of the tool.

Wenn bestimmte Streckenabschnitte das Werkzeug geringer belasten, z. B. weil sie weniger Räumarbeit erfordern als andere Streckenabschnitte, so kann in diesen freieren Streckenabschnitten von der erzeugten Antriebsenergie ein größerer Anteil in Form der Fahrenergie bereitgestellt werden. Die Leistungsverteilungsschaltung regelt automatisch die Aufteilung der Antriebsleistung in Arbeitsenergie und in Fahrenergie, so dass auf freieren Streckenabschnitten das Schienenräumfahrzeug mit einer möglichst hohen Geschwindigkeit fahren kann und auf Streckenabschnitten, die mehr Räumarbeit erfordern, für den Fahrantrieb des Schienenräumfahrzeugs dementsprechend weniger Fahrenergie und dem Werkzeug mehr Arbeitsenergie zur Verfügung gestellt wird. Hierdurch wird einerseits die zuverlässige Funktion des Werkzeugs sichergestellt, und durch die verringerte Fahrgeschwindigkeit wird gleichzeitig auch eine gründliche Räumung der Schienen bzw. innerhalb des Lichtraumprofils ermöglicht.If certain sections of the route put less strain on the tool, e.g. B. because they require less clearing work than other route sections, a larger proportion of the drive energy generated can be provided in the form of driving energy in these freer route sections. The power distribution circuit automatically regulates the division of the drive power into working energy and driving energy, so that the rail clearing vehicle can travel at the highest possible speed on free sections of track and on sections that require more clearing work, less driving energy for the driving drive of the rail clearing vehicle and more working energy for the tool is made available. On the one hand, this ensures the reliable functioning of the tool and, at the same time, the reduced driving speed also enables thorough clearing of the rails or within the clearance gauge.

Der Fahrzeugführer des Schienenräumfahrzeugs kann manuell die Geschwindigkeit des Schienenräumfahrzeugs drosseln, beispielsweise wenn sich das Schienenräumfahrzeug einem größeren Laub- oder Schneehaufen nähert, so dass ein regelrechter Anprall des Werkzeugs auf das Hindernis vermieden wird. Sobald das Werkzeug mit dem Räumen des Hindernisses beginnt und beispielsweise das Material des Hindernisses aus dem Lichtraumprofil heraus oder in einen Sammelbehälter fördert, steigt die Leistungsaufnahme des Werkzeugs, was durch die erfasste Bezugsgröße automatisch bewirkt, dass die Leistungsverteilungsschaltung dem Werkzeug ausreichend Arbeitsenergie zuweist und die dem Fahrantrieb des Schienenräumfahrzeugs zugewiesene Fahrenergie verringert.The driver of the rail clearing vehicle can throttle the speed of the rail clearing vehicle manually, for example when the rail clearing vehicle is approaching a large pile of leaves or snow, so that the tool does not actually hit the obstacle. As soon as the tool starts to clear the obstacle and, for example, conveys the material of the obstacle out of the clearance gauge or into a collection container, the power consumption of the tool increases, which automatically causes the power distribution circuit to assign sufficient working energy to the tool and the Travel power allocated to rail clearance vehicle traction drive reduced.

Wenn ein Streckenabschnitt grundsätzlich geräumt werden muss, bedeutet dies eine vergleichsweise langsame Fahrt des Schienenräumfahrzeugs. Wenn jedoch ein bereits vor einiger Zeit geräumter Streckenabschnitt kontrolliert werden soll und lediglich bei Bedarf stellenweise nachgeräumt werden muss, kann dies in einer vorteilhaft kurzen Zeit erfolgen, da innerhalb dieses Streckenabschnitts völlig freie Anteile oder auch Anteile mit nur geringem Räumbedarf, z. B. einer lediglich dünnen Schneedecke, mit einer höheren Geschwindigkeit durchfahren werden können als mit der im Stand der Technik üblichen Arbeitsgeschwindigkeit, da auf diesen Streckenabschnitten die Leistungsaufnahme des Werkzeugs aufgrund des geringen oder gänzlich entfallenden Arbeitswiderstandes eine geringe Leistungsaufnahme hat und ein dementsprechend hoher Anteil der Antriebsenergie als Fahrenergie bereitgestellt werden kann. Auch in diesem Fall kann der Fahrzeugführer manuell die Geschwindigkeit des Schienenräumfahrzeugs begrenzen, beispielsweise aus Sicherheitsgründen, so dass die verfügbare Fahrenergie nicht notwendigerweise und automatisch zum Erreichen der jeweils maximal möglichen Geschwindigkeit führen muss.If a section of track has to be cleared, this means that the rail clearing vehicle travels comparatively slowly. However, if a section of track that was cleared some time ago is to be checked and only needs to be cleared in places if necessary, this can be done This can be done in an advantageously short time, since within this section of the route there are completely free shares or shares with little need for clearance, e.g. B. a thin layer of snow, can be driven through at a higher speed than with the usual working speed in the prior art, since on these stretches of road the power consumption of the tool has a low power consumption due to the low or no working resistance and a correspondingly high proportion of the drive energy can be provided as driving energy. In this case, too, the vehicle driver can manually limit the speed of the rail clearing vehicle, for example for safety reasons, so that the driving energy available does not necessarily and automatically have to lead to the maximum possible speed being reached in each case.

In einer praktischen Ausgestaltung kann die Erfindung beispielsweise wie folgt verwirklicht werden: der Antriebsmotor treibt einerseits ein Wechselgetriebe an, welches mehrere Untersetzungsverhältnisse aufweist und in den Antriebsstrang, also den Fahrantrieb des Schienenräumfahrzeugs eingebunden ist. Weiterhin treibt der Antriebsmotor eine Gelenkwelle oder dergleichen an, die zum Antrieb des Werkzeugs dient. Wenn das Werkzeug eingeschaltet ist, wird dessen Leistungsaufnahme überwacht, beispielsweise die Drehzahl eines rotierenden Werkzeugs selbst oder eines Bauteils im Antriebsstrang des Werkzeugs.In a practical embodiment, the invention can be realized, for example, as follows: the drive motor drives a change gear which has several reduction ratios and is integrated into the drive train, ie the traction drive of the rail clearing vehicle. Furthermore, the drive motor drives a cardan shaft or the like, which is used to drive the tool. When the tool is switched on, its power consumption is monitored, for example the speed of a rotating tool itself or a component in the tool's drive train.

Sinkt die Drehzahl aufgrund der Leistungsaufnahme des Werkzeugs bei diesem Beispiel unter einen vorgegebenen Sollwert ab, wird mittels der Leistungsverteilungsschaltung automatisch das Wechselgetriebe angesteuert und die Untersetzung so geändert, dass die Geschwindigkeit des Schienenräumfahrzeugs reduziert wird. Bei einem automatisch schaltbaren Wechselgetriebe mit einer Wandlerautomatik ("Wandler-Automatikgetriebe") kann dies bei einer hohen Arbeitslast des Werkzeugs dazu führen, dass automatisch über mehrere Gänge hinuntergeschaltet wird bis in einen Bereich, in welchem das Getriebe keine starre Überbrückung des Wandlers mehr aufweist, sondern vielmehr im Wandlerbereich betrieben wird, so dass das Schienenräumfahrzeug mit einer niedrigen Geschwindigkeit fährt, die bei eingelegtem ersten Gang des Getriebes niedriger ist, als der Drehzahl des Antriebsmotors entspricht. Durch die automatischen Schaltvorgänge wird stets eine möglichst schnelle Fahrt des Schienenräumfahrzeugs erreicht, wobei aber stets die Fahrgeschwindigkeit dem optimalen Räumergebnis untergeordnet ist und sichergestellt ist, dass das Werkzeug mit der situationsgerechten Leistung betrieben werden kann, um die Schienen bzw. Hindernisse innerhalb des Lichtraumprofils zuverlässig zu räumen.If, in this example, the speed falls below a specified target value due to the power consumption of the tool, the change-speed gear is automatically activated by means of the power distribution circuit and the reduction ratio is changed in such a way that the speed of the rail clearing vehicle is reduced. In the case of an automatically shiftable transmission with an automatic converter ("converter automatic transmission"), this can lead to a high workload of the tool, that it is automatically shifted down over several gears to a range in which the transmission no longer has a rigid lockup of the converter, but rather is operated in the converter range, so that the rail clearing vehicle travels at a low speed, which is lower when the transmission is in first gear , than the speed of the drive motor corresponds. The automatic switching processes always ensure that the rail clearing vehicle travels as quickly as possible, although the driving speed is always subordinate to the optimum clearing result and it is ensured that the tool can be operated with the power appropriate to the situation in order to reliably clear the rails or obstacles within the clearance gauge clear.

Wenn nach der Räumung dieses Anteils des Streckenabschnitts der Arbeitswiderstand und dementsprechend die Leistungsaufnahme des Werkzeugs bei diesem Beispiel absinkt und in Folge die Drehzahl ansteigt, wird mittels der Leistungsverteilungsschaltung automatisch das Wechselgetriebe angesteuert und die Untersetzung so geändert, dass die Geschwindigkeit des Schienenräumfahrzeugs erhöht wird. Damit geht einher, dass die Fahrwiderstände, die zu überwinden sind, ebenfalls erhöht werden, so dass auf diese Weise ein größerer Anteil der Antriebsenergie als Fahrenergie genutzt wird.If, after clearing this part of the track section, the working resistance and, accordingly, the power consumption of the tool in this example decreases and the speed increases as a result, the change gear is automatically controlled by means of the power distribution circuit and the reduction is changed so that the speed of the rail clearing vehicle is increased. This is accompanied by the fact that the driving resistances that have to be overcome are also increased, so that in this way a larger proportion of the drive energy is used as driving energy.

Um ein Hin- und Herschalten um den Sollwert herum zu vermeiden, kann vorteilhaft nach der Reduzierung der Leistungsaufnahme des Werkzeugs erst dann dem Fahrantrieb des Schienenräumfahrzeugs mehr Antriebsleistung zugewiesen werden, wenn die Reduzierung der Leistungsaufnahme nicht nur einen gewissen Wert erreicht hat, der mit dem erwähnten Sollwert korreliert, sondern diesen Wert um ein gewisses Maß unterschreitet.In order to avoid switching back and forth around the setpoint value, after the power consumption of the tool has been reduced, more drive power can advantageously only be assigned to the traction drive of the rail clearing vehicle if the reduction in power consumption has not only reached a certain value, which is compatible with the mentioned Setpoint correlates, but falls below this value by a certain amount.

Bezogen auf das obige Beispiel einer praktischen Ausgestaltung und das erwähnte Automatikgetriebe bedeutet dies, dass dasBased on the above example of a practical design and the automatic transmission mentioned, this means that the

Getriebe erst dann automatisch hochgeschaltet wird, wenn nicht nur der überwachte Drehzahl-Sollwert des Werkzeugs wieder erreicht bzw. überschritten ist, sondern wenn dieser um ein gewisses Maß überschritten ist.Transmission is only automatically shifted up when not only the monitored speed target value of the tool is reached or exceeded again, but when this is exceeded by a certain amount.

Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass nach Einschalten des Werkzeugs die Drehzahl des Antriebsmotors mittels einer automatischen Motorsteuerung auf einer Mindestdrehzahl gehalten wird, die oberhalb der Leerlaufdrehzahl des Antriebsmotors liegt. Auf diese Weise ist die Wirksamkeit des Werkzeugs sichergestellt, da zu seinem Antrieb ein ausreichendes Maß an Antriebsenergie als Arbeitsenergie bereitgestellt werden kann, und weiterhin ist sichergestellt, dass zumindest so viel Antriebsenergie verfügbar bleibt, um als Fahrenergie eine Langsamfahrt des Gleisarbeitsfahrzeugs zu ermöglichen.Provision can advantageously be made for the speed of the drive motor to be kept at a minimum speed, which is above the idling speed of the drive motor, by means of an automatic motor control after the tool has been switched on. In this way, the effectiveness of the tool is ensured, since a sufficient amount of drive energy can be made available as working energy to drive it, and it is also ensured that at least enough drive energy remains available to allow the track work vehicle to travel slowly as driving energy.

Ein erfindungsgemäßes Gleisarbeitsfahrzeug weist dementsprechend die beschriebene Leistungsverteilungsschaltung auf.A track work vehicle according to the invention accordingly has the described power distribution circuit.

In einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das Gleisarbeitsfahrzeug zusätzlich zu dem Antriebsmotor auch noch einen Hilfsantrieb aufweist, der ebenfalls als Dieselmotor ausgestaltet sein kann. Im Vergleich zu dem Antriebsmotor mit der oben rein beispielhaft erwähnten Antriebsleistung von 500 kW ist ein solcher Hilfsantrieb kleiner dimensioniert und stellt beispielsweise eine Leistung von 110 kW bereit. Während der Antriebsmotor beispielsweise ausschließlich auf zwei von vier Radsätzen des Gleisarbeitsfahrzeugs einwirkt, beispielsweise die beiden Achsen des hinteren Drehgestells antreibt, kann der Hilfsantrieb dazu dienen, einen anderen Radsatz anzutreiben, beispielsweise eine von zwei Achsen des vorderen Drehgestells des Gleisarbeitsfahrzeugs. Hierdurch kann einerseits eine höhere Fahrgeschwindigkeit erreicht werden, auch wenn das Werkzeug mit maximaler Arbeitsenergie betrieben wird, beispielsweise wenn es die beispielhaft erwähnten 450 kW aufnimmt. Außerdem wird ein sicherer Antrieb des Gleisarbeitsfahrzeugs ohne durchrutschende Laufräder auch auf rutschigen Schienen unterstützt.In one embodiment, it can be provided that the track maintenance vehicle also has an auxiliary drive in addition to the drive motor, which can also be designed as a diesel engine. In comparison to the drive motor with the drive power of 500 kW mentioned above purely as an example, such an auxiliary drive is dimensioned smaller and provides, for example, a power of 110 kW. For example, while the drive motor acts exclusively on two of the four wheel sets of the track work vehicle, for example driving the two axles of the rear bogie, the auxiliary drive can serve to drive another wheel set, for example one of two axles of the front bogie of the track work vehicle. As a result, on the one hand, a higher driving speed can be achieved, even when the tool is operated with maximum working energy, for example when it consumes the 450 kW mentioned as an example. Also will a safe drive of the track work vehicle without slipping wheels supported even on slippery rails.

Durch zusätzliche Energie, die mittels des Hilfsantriebs für das Fahren zur Verfügung gestellt wird, wird bei einer vorgegebenen Geschwindigkeit, mit der das Gleisarbeitsfahrzeug zunächst fährt, die Überwindung der Fahrwiderständeunterstützt, die mittels des Antriebsmotors zu überwinden sind. Erfindungsgemäß ergibt sich stets eine Art "Kräftegleichgewicht" aus den Fahrwiderständen und dem als Fahrenergie verfügbaren Anteil der gesamten Antriebsleistung. Bezogen auf das weiter oben erwähnte Beispiel einer praktischen Ausgestaltung bedeutet dies, dass für das Werkzeug ausreichend Antriebsleistung zur Verfügung steht und zudem das dem Antriebsmotor nachgeschaltete Getriebe im Fahrantrieb des Schienenräumfahrzeugs in einen höheren Gang geschaltet werden kann. Im Ergebnis ermöglicht der zugeschaltete Hilfsantrieb eine höhere Fahrgeschwindigkeit.Additional energy, which is made available by means of the auxiliary drive for driving, is at a predetermined speed at which the track maintenance vehicle initially drives, supporting the overcoming of the driving resistances that have to be overcome by means of the drive motor. According to the invention, there is always a kind of "balance of power" from the driving resistances and the proportion of the total drive power available as driving energy. Based on the above-mentioned example of a practical embodiment, this means that sufficient drive power is available for the tool and that the drive motor downstream transmission can be switched to a higher gear in the traction drive of the rail clearing vehicle. As a result, the activated auxiliary drive enables a higher driving speed.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der rein schematischen Darstellungen nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1: ein schematisches Schaltbild der Leistungsverzweigung in einem Schienenräumfahrzeug, wobei von einem Antriebsmotor ausschließlich Fahrenergie bereitgestellt wird,
Fig. 2: das gleiche Schaltbild, wobei sowohl Fahr- als auch Arbeitsenergie bereitgestellt wird, und
Fig. 3: das gleiche Schaltbild, mit einer Leistungsverzweigung gemäß Fig. 2, wobei zusätzlich ein Hilfsantrieb eingeschaltet ist.

An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below on the basis of the purely schematic illustrations. while showing

1: a schematic circuit diagram of the power split in a rail clearing vehicle, wherein only driving energy is provided by a drive motor,
2: the same circuit diagram, with both driving and working energy being provided, and
3: the same circuit diagram, with a power split according to 2 , whereby an auxiliary drive is also switched on.

In den Zeichnungen ist jeweils ein Antriebsmotor 1 des Schienenräumfahrzeugs dargestellt, an den einerseits ein Getriebe 2 angeschlossen ist, von dem aus eine als Kardanwelle ausgestaltete Antriebswelle 3 zu einem Zwischengetriebe 4 verläuft. Von Zwischengetriebe 4 aus verläuft eine weitere Antriebswelle 5 zu zwei hinteren Radsätzen, die gemeinsam in Fig. 1 mit 6 gekennzeichnet sind. Über eine Kupplung 7 kann den hinteren Radsätzen 6 Fahrenergie auch von einem Hilfsantrieb 8 zugeführt werden, wobei dieser Hilfsantrieb 8 in dem Fig. 1 dargestellten Betriebszustand ausgeschaltet ist. Das Schienenräumfahrzeug verfügt über insgesamt vier Achsen, und von den beiden vorderen Achsen kann ein vorderer Radsatz 9, nämlich die zweite Achse des Schienenräumfahrzeugs, ebenfalls mittels des Hilfsantriebs 8 angetrieben werden. Fig. 1 zeigt einen Schaltzustand der gesamten Antriebsanordnung, bei dem eine Leistungsverteilungsschaltung sämtliche vom Antriebsmotor 1 erzeugte Antriebsenergie dem Getriebe 2 und damit als Fahrenergie für die dritte und vierte Achse, also die beiden hinteren Radsätze 6 bereitstellt, so dass das Schienenräumfahrzeug mit einer hohen Fahrgeschwindigkeit bewegt werden kann.The drawings each show a drive motor 1 of the rail clearing vehicle, to which a gear 2 is connected on the one hand, from which a drive shaft 3 designed as a cardan shaft runs to an intermediate gear 4 . Of Between transmission 4, another drive shaft 5 runs to two rear wheel sets, which are jointly 1 are marked with 6. Via a clutch 7, the rear wheel sets 6 driving energy can also be supplied by an auxiliary drive 8, with this auxiliary drive 8 in the 1 the operating state shown is switched off. The rail clearing vehicle has a total of four axles, and a front wheel set 9, namely the second axle of the rail clearing vehicle, can also be driven by the auxiliary drive 8 from the two front axles. 1 shows a switching state of the entire drive arrangement, in which a power distribution circuit provides all the drive energy generated by the drive motor 1 to the transmission 2 and thus as driving energy for the third and fourth axles, i.e. the two rear wheel sets 6, so that the rail clearing vehicle can be moved at a high driving speed .

In Fig. 2 ist dargestellt, dass vom Antriebsmotor 1 auf der dem Getriebe 2 gegenüberliegenden Seite über eine als Hydraulikwelle 10 bezeichnete Antriebswelle ein Pumpenantrieb 11 angetrieben ist, der zum Antrieb von Räumwerkzeugen 12 genutzt wird, die vorne und hinten am Schienenräumfahrzeug angeordnet sind. Die Räumwerkzeuge 12 werden durch Hydraulikpumpen 14 angetrieben, die ihrerseits von dem Pumpenantrieb 11 angetrieben sind. Zwei Pfeile, die in Fig. 2 oberhalb des Antriebsmotors 1 dargestellt sind, verdeutlichen die Leistungsverzweigung, in dem sowohl Antriebsleistung des Antriebsmotors 1 als Fahrenergie für die beiden hinteren Radsätze 6 als auch Antriebsleistung als Arbeitsenergie für die beiden Werkzeuge 12 zur Verfügung gestellt wird. Das Verhältnis zwischen Fahr- und Arbeitsenergie wird automatisch mittels der Leistungsverteilungsschaltung bestimmt.In 2 It is shown that the drive motor 1 on the side opposite the transmission 2 drives a pump drive 11 via a drive shaft referred to as a hydraulic shaft 10, which is used to drive clearing tools 12 that are arranged at the front and rear of the rail clearing vehicle. The broaching tools 12 are driven by hydraulic pumps 14 which in turn are driven by the pump drive 11 . Two arrows going in 2 are shown above the drive motor 1, illustrate the power split, in which both drive power of the drive motor 1 as driving energy for the two rear wheel sets 6 and drive power as working energy for the two tools 12 is provided. The ratio between driving and working energy is determined automatically by means of the power distribution circuit.

Die Verringerung der als Fahrenergie verfügbaren Antriebsleistung des Antriebsmotors 1 kann dazu führen, dass die Fahrwiderstände, die das Schienenräumfahrzeug zu überwinden hat, nicht überwunden werden können. Wenn dadurch die Drehzahl des Antriebsmotors 1 und in Folge auch die Drehzahl der Räumwerkzeuge 12 absinkt, löst die vorschlagsgemäße Leistungsverteilungsschaltung automatisch einen Schaltbefehl aus, so dass das Getriebe 2 in eine kleinere Fahrstufe heruntergeschaltet wird. Dieser Schaltvorgang wird je nach Arbeitswiderstand, den die Räumwerkzeuge 12 überwinden müssen - und der dementsprechend zur Verfügung stehenden Fahrenergie, ggf. wiederholt, bis die Fahrgeschwindigkeit des Schienenräumfahrzeugs so gering ist, dass zur Überwindung der damit verbundenen verringerten Fahrwiderstände der als Fahrenergie verfügbare Anteil der Antriebsleistung des Antriebsmotors 1 ausreicht. Das Getriebe 2 kann als automatisiertes mechanisches Schaltgetriebe ausgestaltet sein. Wenn das Getriebe 2 als Wandler-Automatikgetriebe ausgestaltet ist, kann die Geschwindigkeit sogar so weit absinken, dass das Getriebe 2 mit erhöhtem Schlupf im Wandlerbereich betrieben wird, also noch unterhalb der ersten Fahrstufe, was sie Drehzahl des Antriebsmotors 1 in Bezug auf die Fahrgeschwindigkeit des Schienenräumfahrzeugs und in Bezug auf die momentan gewählte Getriebeüber- bzw. -untersetzung betrifft.The reduction in the drive power of the drive motor 1 available as driving energy can result in the driving resistance that the rail clearing vehicle has to overcome cannot be overcome. If this causes the speed of the drive motor 1 and consequently also the speed of the broaching tools 12 to drop, the proposed power distribution circuit automatically triggers a shift command so that the transmission 2 is downshifted to a lower gear. Depending on the working resistance that the broaching tools 12 have to overcome - and the correspondingly available driving energy, this switching process is repeated if necessary until the driving speed of the rail clearing vehicle is so low that the proportion of the drive power available as driving energy is used to overcome the associated reduced driving resistance of the drive motor 1 is sufficient. The transmission 2 can be designed as an automated mechanical manual transmission. If the transmission 2 is designed as a converter automatic transmission, the speed can even drop so far that the transmission 2 is operated with increased slip in the converter range, i.e. still below the first gear, which means the speed of the drive motor 1 in relation to the driving speed of the Rail clearing vehicle and in relation to the currently selected gear ratio or reduction.

Fig. 3 zeigt grundsätzlich die Situation von Fig. 2, indem nämlich die Antriebsleistung des Antriebsmotors 1 in Fahr- und Antriebsenergie aufgeteilt wird. Der Hilfsantrieb 8 ist in diesem Betriebszustand allerdings ebenfalls eingeschaltet und treibt ebenfalls einen Pumpenantrieb 11 an, der wiederum eine Hydraulikpumpe 15 antreibt. Mittels der Hydraulikpumpe 15 ist der vordere Radsatz 9 über einen hydrostatischen Antrieb 16 angetrieben. 3 basically shows the situation of 2 , namely by the drive power of the drive motor 1 is divided into driving and driving energy. However, the auxiliary drive 8 is also switched on in this operating state and also drives a pump drive 11 which in turn drives a hydraulic pump 15 . The front wheel set 9 is driven by the hydraulic pump 15 via a hydrostatic drive 16 .

In den Zeichnungen ist jeweils eine Anzahl von Nebenaggregaten dargestellt, die für die Erläuterung der vorliegenden Erfindung unabhängig von ihrer Bedeutung außer Betracht gelassen werden, und die beispielsweise als die Fahrzeugbremsen, Generatoren, Gebläse, ein Kran oder dergleichen ausgestaltet sein können.A number of ancillary units are shown in each of the drawings, which are not considered for the explanation of the present invention, regardless of their importance, and which can be designed, for example, as vehicle brakes, generators, fans, a crane or the like.

Bezugszeichen:

1: Antriebsmotor
2: Getriebe
3: Antriebswelle
4: Zwischengetriebe
5: Weitere Antriebswelle
6: Hintere Radsätze
7: Kupplung
8: Hilfsantrieb
9: Vorderer Radsatz
10: Hydraulikwelle
11: Pumpenantrieb
12: Werkzeug
14: Hydraulikpumpe
15: Hydraulikpumpe
16: Hydrostatischen Antrieb

References:

1: drive motor
2: transmission
3: drive shaft
4: intermediate gear
5: Another drive shaft
6: Rear wheelsets
7: coupling
8th: auxiliary drive
9: Front wheelset
10: hydraulic shaft
11: pump drive
12: Tool
14: hydraulic pump
15: hydraulic pump
16: Hydrostatic drive

Claims

Method for operating a track work vehicle, which • has a drive motor (1) which generates drive power,

• has a traction drive, by means of which the track maintenance vehicle is set in motion and driven in motion,

• and has a driven tool (12), which is intended to carry out work in the area of a track on which the track maintenance vehicle travels, part of the drive power being provided as driving energy for the drive,
and wherein part of the drive power is provided as working energy, by means of which the tool (12) is driven,
characterized,
that a power distribution circuit is provided and the power distribution circuit is signaled on the input side as to whether the tool (12) is switched on or not,
and which, when the tool (12) is switched on, automatically distributes the drive power provided by the drive motor (1) as follows:

• on the input side, the power distribution circuit detects a reference variable that indicates the power consumption of the tool (12),

• and on the output side, the drive power delivered by the drive motor (1) is automatically assigned to the tool (12) as working energy and to the traction drive of the track work vehicle as driving energy,
wherein the portion of the driving energy is automatically reduced when the reference variable indicates that the power consumption of the tool (12) reaches or exceeds a specific target value in such a way that in sections of the route that put less strain on the tool than other sections of the route, a larger proportion of the drive energy generated is made available in the form of driving energy,
and on freer stretches of track the rail clearing vehicle can travel at the highest possible speed and on stretches that require more clearing work, correspondingly less driving energy is made available for the traction drive of the rail clearing vehicle and more working energy is made available to the tool.

Method according to claim 1,
characterized,
that a speed of the tool (12) or in the drive train of the tool (12) is used as a reference.

Method according to claim 1,
characterized,
that a torque in the drive train of the tool (12) is used as a reference.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that
that when the tool (12) is switched on, the speed of the drive motor (1) is kept above a minimum speed by means of an automatic motor control, which is above the idling speed of the drive motor (1).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that
that by means of the power distribution circuit, the gear reduction of a change-speed gear with variable reduction arranged in the traction drive is changed automatically,
in such a way that the driving speed of the track work vehicle is reduced,
if the power consumption of the tool (12) reaches or exceeds the specified target value,
and that the gear ratio of the gearbox is automatically changed by means of the power distribution circuit,
in such a way that the driving speed of the track work vehicle is increased,
when the power consumption of the tool (12) falls below the target value by a certain amount.

track work vehicle,
with a drive motor (1) which generates drive power,
and a travel drive acting on the running wheels of the track work vehicle,
a driven tool (12) which is intended to carry out work in the area of a track on which the track work vehicle travels, characterized in that
in that the track working vehicle has a power distribution circuit which operates according to a method of the preceding claims.

Track work vehicle according to claim 6,
marked by
an auxiliary drive (8) which acts on wheels of the track work vehicle other than the drive motor (1) and which can be switched on as required.

Track work vehicle according to claim 6 or 7,
marked by
a gearbox, which is designed as a change-speed gearbox with variable reduction and is arranged in the travel drive,
and which can be controlled by means of the power distribution circuit,
in such a way that depending on the driving energy available, the respective highest gear can be engaged.

Track work vehicle according to one of Claims 6 to 8, characterized in that
that the transmission is designed as a converter automatic transmission.

Track work vehicle according to one of Claims 6 to 8, characterized in that
that the transmission is designed as an automated mechanical manual transmission.

Track work vehicle according to one of Claims 6 to 10, characterized in that
that the track work vehicle is designed as a rail clearing vehicle and has a driven tool (12) which is intended to clear the rails in the area of a predetermined clearance profile.