SI20370A - Zveza vozil - Google Patents

Abstract

Izum se nanaša na zvezo vozil, sestoječo iz najmanj dveh vozil, pri čemer je prvo vozilo opremljeno z mestom za voznika, pogonom z motorjem z notranjim zgorevanjem, voznim ustrojem za posebno vrsto prometne poti in veznimi ter komandnimi in krmilnimi napravami za vsaj eno nadaljnje vozilo z vgrajenim motorjem, pri čemer je prvo vozilo v vsakem primeru opremljeno z najmanj enim dodatnim voznim ustrojem, ki se ga aktivira po izbiri, za drugo vrsto vozne poti ali je vozni ustroj prvega vozila snemljiv in so predvidena ležišča za najmanj en nadaljnji vozni ustroj za drugo vrsto vozne poti. Da je omogočena enostavna in hitra pogosta menjava pogonskih sistemov in sistemov voznih ustrojev, posebno za intermodalno obratovanje javnih prometnih sistemov v mestnih območjih, je najmenj eno nadaljnje vozilo zveze vozil izvedeno kot eksterna pogonska enota (5, 9, 11) brez mesta za voznika, z najmanj eno pogonske in zavorne sile prenašajočo vezno napravo (4, 12), 17) in najmanj enim vmesnikom (18) do komandnih in krmilnih naprav na prvem vozilu (1, 10).ŕ

Description

Zveza vozil

Izum se nanaša na zvezo vozil, sestoječo iz najmanj dveh vozil, pri čemer je prvo vozilo opremljeno z mestom za voznika, pogonom z motorjem z notranjim zgorevanjem, voznim ustrojem za posebno vrsto prometne poti in veznimi ter komandnimi in krmilnimi napravami za vsaj eno nadaljnje vozilo z vgrajenim motorjem, pri čemer je prvo vozilo v vsakem primeru opremljeno z najmanj enim dodatnim voznim ustrojem, ki se ga aktivira po izbiri, za drugo vrsto vozne poti ali je vozni ustroj prvega vozila snemljiv in so predvidena ležišča za najmanj en nadaljnji vozni ustroj za drugo vrsto vozne poti.

V stanju tehnike so že opisane razne konstrukcije vozil, ki so pretvorljiva za uporabo bodisi kot tirnično kot tudi kot cestno vozilo. Tako naprimer WO95/29822 kaže cestno vozilo z dodatnimi tirničnimi tekalnimi ustroji, od katerih eden nosi pogonsko enoto. V WO93/24339 je opisano pretvorljivo vozilo, pri katerem se cestno vlečno vozilo po potrebi zapelje na posebno tirnično vozilo, se ga z njim poveže in nato cestno vlečno vozilo začasno vleče priklopnik, ki se ga da opremiti s tirničnimi tekalnimi ustroji. Razen tega je pretvorba priklopnikov cestnih vozil v tirnične vagone oz. obratno predmet mnogo prijav, denimo že omenjene WO93/24339, EP-0 323 933 ali EP-0 487 427. Ti sistemi so pogosto zasnovani za izmenično obratovanje, ki tedaj traja dlje, v vsakokrat enem od načinov uporabe - tirnica ali cesta zaradi česar tudi daljše oz. zahtevnejše predelave ali spreminjanje opremljenosti ne predstavlja resnega problema. Za pogoste in druga drugi naglo sledeče si menjave načinov obratovanja so ti sistemi preveč nefleksibilni in zapleteni.

Obstaja tudi mnogo objav na temo hibridni pogon, pri čemer se v vozilu za vožnjo uporabita menjaje se motor z notranjim zgorevanjem in elektromotor oz. drug pogon. Tudi v teh primerih so hibridni pogoni pogosto serijsko predvideni in imajo za povrh pomanjkljivost, da mora vozilo v vsakem načinu obratovanja s seboj nositi odvečno maso vsakokrat neaktivnega pogonskega sistema. Električni pogoni so pri tem zaradi baterij ali akumulatorjev zelo težki in imajo le omejeni razsežnost dosega in sposobnost vzpenjanja.

Tudi so že predlagali, naprimer v US 3,709,153 B in US 3,638,579 B, vlečne stroje za premikanje za železniške vagone s tirničnim in cestnim voznim ustrojem, ki se pri premikanju železniških vagonov vozijo na tirnicah in s premikalnega prostora ter k njemu lahko pridejo na cestnem voznem ustroju. Ti vlečni stroji za premikanje so predvideni samo za kratke proge in vozila brez vozniške kabine in brez lastnega pogona, saj jih v sestavljeni obliki na daljše razdalje vleče običajna lokomotiva.

Zveza vozil uvodoma definirane vrste je razkrita v DE 43 05 862 Al, po katerem sta dve normalno povsem avtonomni in enakovrstni vozili sklopljeni za začasno tandemsko obratovanje za dosego večje zmogljivosti. Pri tem sta obe vozili polno opremljeni, dasiravno se uporablja ena sama voznikova kabina in en sam stavek krmilnih elementov. Priprava tovrstnih vozil za samo začasno rabo z drugimi enakovrstnimi vozili je skrajno negospodarna.

Tako je naloga predloženega izuma ustvariti zvezo vozil, ki je primerna za enostavno in hitro pogosto potrebno menjavo pogonskih sistemov in sistemov voznih ustrojev za različne vrste pogonov in voznih poti in pride zato v poštev posebno za intermodalno obratovanje javnih prometnih sistemov v mestnih območjih. Posebno naj bi šlo za vozilo s pogonom izmenično z motorjem z notranjim zgorevanjem in elektromotorjem, ki je specialno primerno za uporabo v javnih prometnih sistemih, zlasti v mestnih območjih.

Za rešitev te naloge je po izumu predvideno, da je nadaljnje vozilo v zadevni zvezi vozil izvedeno kot eksterna pogonska enota brez mesta za voznika z najmanj eno pogonske in zavorne sile prenašajočo vezno napravo in najmanj enim vmesnikom do komandnih in krmilnih naprav prvega vozila. Ločeno eksterno pogonsko enoto oziroma vsekakor tudi, če je potrebno, več pogonskih enot - vsakokrat za določeno vozno pot, tako naprimer za obratovanje znotraj mest okolju prijazen električni pogon in za siceršnje obratovanje izven naselij pogon z motorjem z notranjim zgorevanjem - je moč dati na voljo sicer avtonomnemu vozilu in jo je samo za te potrebe treba sklopiti z od nje sicer neodvisno gnanim vozilom. Ker se pogonsko enoto po priklopu upravlja in se jo krmili z vozila, je le-ta lahko zelo enostavna in gospodarna in jih imamo zato na določenih mejnih mestih za motorno ali električno obratovanje, posebno za javni prometni sistem, na voljo tudi v večjem številu primerkov. Tako bi lahko denimo v redkeje poseljenih področjih obratujoče avtobuse z motorji z notranjim zgorevanjem v gosteje poseljenih področjih, denimo v mestnem središču, po menjavi voznega ustroja vodili s tirnicami in jih sklopili z električnimi pogonskimi enotami. Dalo bi se jih voditi celo na način podzemske železnice po pod zemljo speljanih tirničnih poteh. Tudi glede sposobnosti vzpenjanja bi bila možna optimalna prilagoditev, saj bi v primeru bolj strmih prometnih poti prišlo v poštev obratovanje kot cestno vozilo in v ravnih področjih obratovanje kot tirnično vozilo.

Kot je že bilo nakazano, je v eksterno pogonsko enoto integrirani motor smotrno elektromotor, tako da je posebno v urbanih središčih, ko tudi oskrba z elektriko oz. ponovno polnjenje ne povzroča problemov, na emisijsko stanje moč pozitivno vplivati.

Posebno prednostna je izvedbena oblika eksternih pogonskih enot, po kateri je predvideno najmanj eno tokovno odjemalo za elektroprevodno zvezo s tokovno tirnico ali tokovnim vodnikom, prednostno nadvodom. S tem odpade potreba po težkih in prostorsko zahtevnih baterijah oz. akumulatorjih in za povrh obstaja možnost uporabiti že obstoječe napeljave za preskrbo s tokom, kot so nadvodi železniških oz. cestnih prog ali trolejbusov kot tudi tokovne tirnice v območju podzemskih prog.

Za področja brez tokovnooskrbovalne infrastrukture obstaja samoumevno možnost, da sta na voljo vsaj ena z elektromotorjem povezljiva baterija oz. akumulator, da lahko tudi na teh področjih izkoriščamo prednosti električnega pogona.

Po nadaljnji značilnosti izuma je vozni ustroj eksterne pogonske enote zasnovan za drugo vrsto vozne poti kot vozni ustroj prvega vozila. S tem se da na problematičnih progah pri določeni vrsti vozne poti, naprimer tirnični progi s posebno velikim vzponom, te probleme premostiti s priklopom pogonske enote z boljšim ali drugim načinom prenosa moči na drugo vozno pot, naprimer cestni vozni ustroj z večjo prenosljivo pogonsko in zavorno silo. Zatem lahko vozilo pogonsko enoto spet odklopi in pelje avtonomno naprej, medtem ko je pogonska enota na voljo za naslednje vozilo na problematični progi.

Če je po nadaljnji prednostni izvedbeni obliki izuma tudi pogonska enota opremljena z vsaj enim dodatnim voznim ustrojem, ki ga je moč aktivirati izbirno, za drugi, drugačen način vozne poti, je s tem možno neovirano in kompletno intermodalno obratovanje. Sočasno tudi eksterna pogonska enota lahko pri tem smotrno tudi pri kratkotrajni menjavi načina obratovanja vozila izvede to menjavo, tako da je moč kljub razični prometni poti nadalje izkoristiti prednosti vsakokratne pogonske različice. Tako naprimer lahko pri prekinitvi tirnične mreže vozila nadaljujejo pot v cestnem režimu, pri čemer pa okolju prijazni električni pogon lahko ostane še naprej priklopljen in deluje.

Za razliko od različice po predhodnem odstavku, toda z istimi prednostmi, je lahko tudi predvideno, da je vozni ustroj snemljiv in so predvidena ležišča za najmanj en nadaljnji vozni ustroj za drugo, drugačno vrsto prometne poti. Medtem ko je potrebnega nekaj časa za preureditev, lahko to pogostokrat odtehta prednost lažje izvedbe, saj ni treba s seboj voditi dveh voznih ustrojev.

Po nadaljnji značilnosti izuma se eksterna pogonska enota lahko odlikuje tudi po vsaj enem integriranem motorju, ki je povezan s pogonske in zavorne sile na prometno pot prenašajočim voznim ustrojem, po ležiščni oz. nakladalni ploskvi za sprejem vozila in najmanj eni vezni napravi za vozilo in najmanj enem vmesniku do komandnih in krmilnih naprav na vozilu. Tudi tu odpadejo sleherne predelave na vozilu samem in eksterno pogonsko enoto, ki skoraj domala - vse do krmilnih in komandnih naprav - ustreza samostojnemu vozilu, se da optimalno prirediti vozilu, za katero je predvidena.

Če je dodatno k prvi vezni napravi do nadaljnjega vozila in/ali do nadaljnje eksterne pogonske enote na voljo najmanj ena nadaljnja vezna naprava, pri čemer se smotrno razpolaga tudi z vmesniki za komandne in krmilne naprave nadaljnjega vozila in/ali nadaljnje eksterne pogonske enote, lahko na določenih progah tvorimo neke vrste vlak iz po sebi avtonomnih vozil, ki ga prek vodenja vzdolž trase ali posebne vrste vozne poti mora ali more voditi en sam voznik, še posebno z za okolje prijaznejšim pogonskim sistemom eksternih pogonskih enot kot je v vozilih motor z notranjim zgorevanjem.

V opisu, ki sledi, se želi izum na osnovi nekaj izvedbenih primerov, ki so predstavljeni v priloženih listih s skicami, pobliže obrazložiti.

Pri tem kaže sl. 1 vozilo s priklopljenima eksternima pogonskima enotama, sl. 2 na kot posebno vozilo izvedeno pogonsko enoto naloženo vozilo, sl. 3 shematično predstavljeno sklopitev vozila z eksterno pogonsko enoto in sl. 4 iz dveh vozil z dvema eksternima pogonskima enotama sestavljen vlak.

V sl. 1 označuje sklicevalna številka 1 vozilo z motorjem z notranjim zgorevanjem, tu naprimer tovornjak. Posebno prednosten pa je predmetni izum tudi pri avtobusih za prevoz potnikov, zlasti v javnem prometnem sistemu. Vozilo 1 je opremljeno z voznim ustrojem 2 za prometno pot 3, smotrno cesto. Smotrno pa je opremljeno z drugim voznim ustrojem za drugo prometno pot, naprimer tirnice, ali zasnovano za menjanje svojih voznih poti, da lahko obratuje na različnih prometnih poteh.

Prek najmanj ene vezne naprave 4 lahko vozilo 1 priklopimo na eksterno pogonsko enoto 5, ki prednostno temelji na drugem pogonskem sistemu kot vozilo 1, v danem primeru prednostno na električnem pogonu. Ta električni pogon lahko napajamo prek vsaj ene baterije, akumulatorja ali prednostno prek najmanj enega tokovnega odjemala 6 iz tokovne mreže - vsekakor iz že za obratovanje železnic, cestnih železnic ali podzemskih železnic napeljane mreže. Eksterna pogonska enota 5 je pri tem lahko opremljena z enakim voznim ustrojem 7 kot vozilo 1, tudi je prednostno pretvorljiva ali opremljena z menjalnim voznim ustrojem. Druga različica predvideva obstoj eksterne pogonske enote 5 z voznim ustrojem za drugo vrsto prometne poti kot ga normalno ima vozilo 1 in sklopitev vozila 1 in pogonske enote 5 tudi samo tedaj, ko naj vozilo 1 obratuje na drugi prometni poti.

Kot primer lahko cestni tovornjak v določenih področjih ali za določene proge predelamo na tirnično obratovanje, pri čemer je tedaj njegov motor z notranjim zgorevanjem ugasnjen, tovornjak pa tedaj vleče samo za tirnično obratovanje namenjena eksterna pogonska enota z elektromotorjem, prednostno s prek tokovne mreže napajanim elektromotorjem. Omenjeno pogonsko enoto pa še naprej krmilimo z vozila samega prek v ta namen predvidenih vmesnikov. Da se olajša priklop in izboljša delo z eksternimi pogonskimi enotami 5, so le-te lahko opremljene z vsaj enim opornim kolesom 8.

Eksterna pogonska enota 5 je na vozilo 1 lahko priklopljena bodisi spredaj ali zadaj in vsekakor je moč predvideti tudi dve - ali več - pogonski enoti, kot je to na skici sl. 1 ponazorjeno z drugo, zadaj nahajajočo se pogonsko enoto 9. V slednjeomenjenem primeru bi se dalo na vozilu 1 večinoma predvideno sklopko za priklopnik smotrno izkoristiti za priklop vezne naprave 4.

Nadaljnja smotrna izvedbena oblika je predstavljena na sl. 2, kjer vozilo 10, tu denimo avtobus za prevoz potnikov, zapelje na nakladalno ploskev eksterne pogonske enote 11 in se ga tam pritrdi. Pogonska enota 11 je pri tem zasnovana kot domala samostojno vozilo, le krmiljenje in upravljanje potekata spet z vozila 10, ki je prek najmanj ene vezne naprave 12 in vmesnika povezano s pogonsko enoto. Smotrno sta vozilo 10 in pogonska enota 11 spet prirejena za različne vozne poti, prednostno je vozilo 10 opremljeno s kolesi 13 za vožnjo po cesti, medtem ko je pogonska enota 11 opremljena s tirničnimi kolesi 14 za prednostno običajne tirnice 15 in ustreznimi tekalnimi ustroji. Tudi pogonska sistema sta smotrno različno zgrajena, pri čemer ima cestno vozilo 10 večinoma motor z notranjim zgorevanjem in eksterna pogonska enota 11 električni pogon. Samo primeroma je eksterna pogonska enota 11 predstavljena brez tokovnega odjemala, da predstavimo tudi možnost obratovanja z napajanjem iz najmanj ene baterije ali akumulatorja. Višina nakladalne ploskve pogonske enote 11 je smiselno tako odmerjena, da se razlika višin vstopne stopnice vozila vzdolž vozne poti vozila eksterne pogonske enote 11, naprimer peronov za proge podzemske železnice, in naloženega cestnega vozila 10 izravna in tako omogoča neovirano menjavanje potnikov na istem nivoju.

Izvedben primer zveze med vozilom 1, 10 in pogonsko enoto 5, 9 ali 11, ki je seveda uporabljiv za vse vrste vozil in pogonskih enot, kaže skica sl. 3. Pogonska enota 5, 9 ali 11 je pri tem opremljena z električno gnanim voznim ustrojem z odgonskima kolesoma 7 in z vsakokrat pripadajočim elektromotorjem 16, ki svojo energijo lahko prejema iz baterije, akumulatorja ali prek tokovnega odjemala iz tokovne mreže. Za prenašanje pogonskih in zavornih sil sta bočno in v vzdolžni smeri predvideni togi sklopki 17, ki pa dopuščata zavihtitev okoli v bistvu vodoravne in prečno na smer vožnje ležeče osi. Pogonsko enoto 5, 9 ali 11 se krmili iz mesta za voznika vozila 1,10 s pomočjo prednostno posebnih komandnih elementov, pri čemer se da prenos signalov vzpostaviti načeloma prek poljubnih poti, naprimer prek signalnega avtobusa, prek optičnih ali akustičnih spreg, naprimer prek infrardečega daljinskega krmiljenja, prek radia, itd. V ta namen sta na vozilu 1,10 in pogonski enoti 5, 8 ali 11 predvidena ustrezna vmesnika 18.

Slednjič je na skici sl. 4 predstavljena še ena smotrna različica izuma, pri kateri so dve vozili 1 in dve pogonski enoti 5 med seboj tako povezani, da tvorijo vlak, ki ga je moč v odvisnosti od voznega ustroja vozil 1 in pogonskih enot poganjati bodisi na tirnico ali cesto. Pri tem je iz razloga enakomerne porazdelitve pogonskih in zavornih sil pa tudi mase prednostno, če si sledita izmenično vozilo 1 in pogonska enota 5.

Ob tem naj bo omenjena tudi še možnost, da pogonska enota in priklopljeno vozilo pri vseh doslej opisanih različicah lahko obratujeta tudi na različnih prometnih poteh, pri čemer je tedaj lahko odveč tudi toga sklopitev. Tako naprimer bi se lahko pred cestno vozilo brez menjave voznega ustroja za določena področja ali proge lahko vpreglo električni pogon, ki teče po tirnicah poleg ceste ali na njej. Zlasti za avtobuse v javnem prometu je ta možnost smotrna, če le-ti na progah, na katerih potekajo ali so potekale tudi cestnoželezniške proge, lahko temeljijo na okolju prijaznem električnem pogonu na teh tirnicah vodenih priklopljivih in odklopljivih električnih pogonskih enot.

Pri vseh omenjenih različicah bi se dalo namesto krmiljenja iz mesta za voznika vozila uporabiti tudi obratovanje brez voznika s krmiljenjem eksterne pogonske enote od zunaj, naprimer prek indukcijskih zank v območju vozne poti, prek dajalcev signala ob robu vozne proge, itd. To eksterno vplivanje je lahko vzpostavljeno tudi dodatno h krmiljenju prek voznika in se ga vključi po potrebi. Tudi so lahko, če je potrebno, eksterne pogonske enote vseh izvedbenih oblik opremljene z najmanj eno osjo, ki se jo da voditi, oz. s kolesoma, ki ju je moč voditi.

Po pooblastilu: Patentna pisarna, d.o.o. Zanjo: Vinko Skubic

Claims (8)

Patentni zahtevki

1. Zveza vozil, sestoječa iz najmanj dveh vozil, pri čemer je prvo vozilo opremljeno z mestom za voznika, pogonom z motorjem z notranjim zgorevanjem, voznim ustrojem za posebno vrsto prometne poti in veznimi ter komandnimi in krmilnimi napravami za vsaj eno nadaljnje vozilo z vgrajenim motorjem, pri čemer je prvo vozilo v vsakem primeru opremljeno z najmanj enim dodatnim voznim ustrojem, ki se ga aktivira po izbiri, za drugo vrsto vozne poti ali je vozni ustroj prvega vozila snemljiv in so predvidena ležišča za najmanj en nadaljnji vozni ustroj za drugo vrsto vozne poti, značilna po tem, da je najmanj eno nadaljnje vozilo zveze vozil izvedeno kot eksterna pogonska enota (5, 9,11) brez mesta za voznika z najmanj eno pogonske in zavorne sile prenašajočo vezno napravo (4, 12, 17) in najmanj enim vmesnikom (18) do komandnih in krmilnih naprav na prvem vozilu (1,10).

2. Zveza vozil po zahtevku 1, značilna po tem, da je eksterna pogonska enota (5, 9,11) opremljena z elektromotorjem (16).

3. Zveza vozil po zahtevku 2, značilna po tem, da je predvidena eksterna pogonska enota (5, 9, 11) z najmanj enim tokovnim odjemalom (6) za elektroprevodno zvezo elektromotorja (16) s tokovno tirnico ali tokovnim vodnikom, prednostno nadvodom.

4. Zveza vozil po zahtevku 2 ali 3, značilna po tem, da sta v eksterni pogonski enoti (5, 9, 11) na voljo najmanj ena z elektromotorjem (16) povezljiva baterija oz. akumulator.

5. Zveza vozil po najmanj enem od predhodnih zahtevkov, značilna po tem, da je vozni ustroj (7, 14) eksterne pogonske enote (5, 9, 11) zasnovan za drugo vrsto vozne poti kot vozni ustroj (2,13) prvega vozila (1,10).

6. Zveza vozil po zahtevku 5, značilna po tem, da je eksterna pogonska enota (5, 9, 11) opremljena z vsaj enim dodatnim voznim ustrojem, ki ga je moč aktivirati izbirno, za drugi, drugačen način vozne poti.

7. Zveza vozil po zahtevku 5, značilna po tem, da je vozni ustroj eksterne

8.

8.

pogonske enote (5, 9, 11) snemljiv in so predvidena ležišča za najmanj en nadaljnji vozni ustroj za drugo, drugačno vrsto prometne poti.

Zveza vozil po najmanj enem od predhodnih zahtevkov, značilna po tem, da ima eksterna pogonska enota (11) vsaj en integriran motor, ki je povezan s pogonske in zavorne sile na prometno pot prenašajočim voznim ustrojem (14), da so predvideni ležiščna oz. nakladalna ploskev za sprejem najmanj enega nadaljnjega vozila (10) zveze vozil, najmanj ena vezna naprava (12) za to prenašano vozilo (10) in najmanj en vmesnik do komandnih in krmilnih naprav na tem vozilu (10) (sl. 2).

Zveza vozil po najmanj enem od predhodnih zahtevkov, značilna po tem, da je dodatno k prvi vezni napravi na voljo najmanj ena nadaljnja vezna naprava k nadaljnjemu vozilu in/ali nadaljnji eksterni pogonski enoti, pri čemer se smotrno razpolaga tudi z vmesniki za komandne in krmilne naprave nadaljnjega vozila in/ali nadaljnje eksterne pogonske enote.