WO2017028942A1 - Gleisbaumaschine - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a track construction machine having a machine frame that can be moved on a track by railroad tracks and an energy supply system connected to a number of drives, which is composed of an internal combustion engine and a hydraulic drive system having at least one hydraulic pump.
  • the internal combustion engine of a track construction machine runs in many cases, even during a longer interruption of a labor input at full power. This leads to high fuel consumption and increased maintenance.
  • FIG. 1 shows a side view of a track construction machine designed for plugging a track
  • FIG. 2 shows a schematic view of a rail drive, a drive unit and an energy supply system in plan view.
  • a track construction machine 1 is equipped with a machine frame 4 movable by track gears 2 on a track 3 and an energy supply system 6 connected to a number of different drives 5. This is made up of an internal combustion engine 7, a hydraulic pump 8 having hydraulic drive system 9 and two generator / motor units 10 together.
  • Stopfaggregat 13 and an adjustable by hydraulic drives 5 track lift unit 14 are provided for the track position correction.
  • Various other electric drives 5 for an air compressor 15, an air conditioner 16 are given here by way of example only.
  • the internal combustion engine 7 is mechanically connected to two electric generator / motor units 10 through a drive shaft 17 and via a drive device 19 designed here as the transfer case 18.
  • Each generator / motor unit 10 is connected to the hydraulic pumps 8 via the drive device 19.
  • a power storage 20 is connected by an electrical supply line 21 with the generator / motor units 10, with power converters 12 and with the electrically actuated drives 5.
  • the Schienenfahrtechnik 2 is associated with the power storage 20 in conjunction generator / motor unit 10 is assigned as a drive.
  • the internal combustion engine 7 drives, via the transfer case 18, both motor / generator units 10, each with a rated power of 150 KW.
  • the internal combustion engine 7 is equipped with a freewheel (or clutch) 22, so that the Gleisba machine 1 can work without an internal combustion engine 7.
  • the generator / motor units 10 as generators that charge the power storage device 20 with 300 kW charging power and / or provide the required power for the two serving as a drive generator / motor units 10 in the transfer or working mode.
  • a maintenance of the hydraulic system pressure is ensured with the engine 7 off by a hydraulic pump 8 is driven by a generator / motor unit 10.
  • their power supply is provided by the hydraulic pumps 8.
  • the lithium-ion polymer battery has an example of a performance of
  • the system is designed so that the various electric drives 5 of ancillaries can be supplied by means of high voltage.
  • a supply of the drives 5 is possible for a long time without the need to start the engine 7.
  • the use of the internal combustion engine 7 during load operation can advantageously be limited to the labor input.
  • the power storage device 20 When the power storage device 20 is full, it can also take over the power supply in some cases during work.

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Abstract

Gleisbaumaschine mit einem Verbrennungsmotor (7), der durch eine Antriebswelle (17) mechanisch mit einer elektrischen Generator/Motoreinheit (10) verbunden ist. Diese ist durch eine mechanische Antriebsvorrichtung (19) an eine Hydraulikpumpe (8) angeschlossen. Ein Stromspeicher (20) ist durch eine elektrische Versorgungsleitung (21) mit der Generator/Motoreinheit (10) sowie mit den elektrisch beaufschlagbaren Antrieben (5) verbunden.

Description

Gleisbaumaschine
[01] Die Erfindung betrifft eine Gleisbaumaschine mit einem durch Schienen- fahrwerke auf einem Gleis verfahrbaren Maschinenrahmen und einem mit einer Anzahl von Antrieben verbundenen Energieversorgungssystem, das sich aus einem Verbrennungsmotor und einem wenigstens eine Hydraulikpumpe aufweisenden Hydraulikantriebsystem zusammensetzt.
[02] Der Verbrennungsmotor einer Gleisbaumaschine läuft in vielen Fällen auch während einer längeren Unterbrechung eines Arbeitseinsatzes bei voller Leistung. Dies führt zu hohem Kraftstoffverbrauch sowie zu einem erhöhten Wartungsaufwand.
[03] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt nun in der Schaffung einer
Gleisbaumaschine der eingangs genannten Art, mit der eine Verbesserung der für den Maschinenbetrieb erforderlichen Energiebilanz möglich ist.
[04] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer.Gleisbaumaschine der eingangs genannten Art durch folgende Merkmale gelöst:
[05] a) der Verbrennungsmotor ist durch eine Antriebswelle mechanisch mit einer elektrischen Generator/Motoreinheit verbunden,
[06] b) die Generator/Motoreinheit ist durch eine Antriebsvorrichtung mit der Hydraulikpumpe verbunden, [07] c) ein Stromspeicher ist durch eine elektrische Versorgungsleitung mit der Generator/Motoreinheit sowie mit den elektrisch beaufschlagbaren Antrieben verbunden.
[08] Durch diese Merkmalskombination ist es möglich, diverse Antriebe auf der Gleisbaumaschine hauptsächlich elektrisch zu versorgen. Soweit hydraulische Antriebe erforderlich sind, können die notwendigen Hydraulikpumpen über die vom Stromspeicher gespeiste Generator/Motoreinheit angetrieben werden. Dadurch kann unter Vermeidung der zum Stand der Technik bereits angeführten Nachteile auch mit einem leistungsmäßig reduzierten Verbrennungsmotor das Auslangen gefunden werden.
[09] Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Unteranspruch und der Zeichnungsbeschreibung.
[10] Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben.
[11] In Fig. 1 ist eine zum Unterstopfen eines Gleises ausgebildete Gleisbaumaschine in Seitenansicht, in Fig. 2 schematisch ein Schienenfahrwerk, eine Antriebseinheit und ein Energieversorgungssystem in Draufsicht dargestellt.
[12] Eine Gleisbaumaschine 1 ist mit einem durch Schienenfahrwerke 2 auf einem Gleis 3 verfahrbaren Maschinenrahmen 4 und einem mit einer Anzahl von verschiedenen Antrieben 5 verbundenen Energieversorgungssystem 6 ausgestattet. Dieses setzt sich aus einem Verbrennungsmotor 7, einem Hydraulikpumpen 8 aufweisenden Hydraulikantriebsystem 9 sowie zwei Generator/Motoreinheiten 10 zusammen.
[ 3] Ein mit zahlreichen Antrieben 5 ausgestattetes Stopfaggregat 13 sowie ein durch hydraulische Antriebe 5 verstellbares Gleishebeaggregat 14 sind für die Gleislagekorrektur vorgesehen. Verschiedene weitere elektrische Antriebe 5 für einen Luftkompressor 15, eine Klimaanlage 16 sind hier nur beispielhaft angeführt.
[14] Der Verbrennungsmotor 7 ist durch eine Antriebswelle 17 und über eine hier als das Verteilergetriebe 18 ausgebildete Antriebsvorrichtung 19 mechanisch mit zwei elektrischen Generator/Motoreinheiten 10 verbunden.
[15] Jede Generator/Motoreinheit 10 ist über die Antriebsvorrichtung 19 mit den Hydraulikpumpen 8 verbunden.
[16] Ein Stromspeicher 20 ist durch eine elektrische Versorgungsleitung 21 mit den Generator/Motoreinheiten 10, mit Stromrichtern 12 sowie mit den elektrisch beaufschlagbaren Antrieben 5 verbunden. Dem Schienenfahr- werk 2 ist eine mit dem Stromspeicher 20 in Verbindung stehende Generator/Motoreinheit 10 als Fahrantrieb zugeordnet.
[17] Im Arbeitseinsatz treibt der Verbrennungsmotor 7 über das Verteilergetriebe 18 beide Motor/Generatoreinheiten 10 mit jeweils 150 KW Nennleistung an. Der Verbrennungsmotor 7 ist mit einem Freilauf (oder Kupplung) 22 ausgestattet, damit die Gleisba maschine 1 auch ohne Verbrennungsmotor 7 arbeiten kann. Bei gestartetem Verbrennungsmotor 7 wir- ken die Generator/Motoreinheiten 10 als Generatoren, die mit 300 kW Ladeleistung den Stromspeicher 20 aufladen und/oder den benötigten Strom für die beiden als Fahrantrieb dienenden Generator/Motoreinheiten 10 im Überstell- bzw. Arbeitsmodus liefern. Außerdem wird eine Aufrechterhaltung des hydraulischen Systemdruckes bei abgestelltem Verbrennungsmotor 7 gewährleistet, indem eine Hydraulikpumpe 8 durch eine Generator/Motoreinheit 10 angetrieben wird. Bei Aktivierung von hydraulischen Antrieben 5 erfolgt deren Energieversorgung durch die Hydraulikpumpen 8.
[ 8] Der Lithium-Ionen-Polymer-Akku hat hier als Beispiel eine Leistung von
200 kW/h und lässt sich durch die vom Verbrennungsmotor 7 betriebenen Generator/Motoreinheiten 10 bereits innerhalb von etwa 25 Minuten auf 80% der Speicherkapazität aufladen. Das System ist so ausgelegt dass auch die diversen elektrischen Antriebe 5 von Nebenaggregaten mittels Hochspannung versorgbar sind. Damit ist für längere Zeit eine Versorgung der Antriebe 5 möglich, ohne dass dazu der Verbrennungsmotor 7 gestartet werden muss. Die Verwendung des Verbrennungsmotor 7 im Lastbetrieb kann in vorteilhafter Weise auf den Arbeitseinsatz beschränkt werden. Bei vollem Stromspeicher 20 kann dieser auch im Arbeitseinsatz streckenweise die Energieversorgung übernehmen.
[19] Alternativ zum hier aufgezeigten Beispiel einer Stopfmaschine können natürlich alle anderen bekannten Gleisbaumaschinen, wie beispielsweise ei- ne Schweißmaschine, durch das erfindungsgemäße Energieversorgungssystem betrieben werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Gleisbaumaschine mit einem durch Schienenfahrwerke (2) auf einem Gleis verfahrbaren Maschinenrahmen (4) und einem mit einer Anzahl von Antrieben (5) verbundenen Energieversorgungssystem (6), das sich aus einem Verbrennungsmotor (7) und einem wenigstens eine Hydraulikpumpe (8) aufweisenden Hydraulikantriebsystem (9) zusammensetzt, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
a) der Verbrennungsmotor (7) ist durch eine Antriebswelle (17) mechanisch mit einer elektrischen Generator/Motoreinheit (10) verbunden, b) die Generator/Motoreinheit (10) ist durch eine mechanische Antriebsvorrichtung (19) mit der Hydraulikpumpe (8) verbunden,
c) ein Stromspeicher (20) ist durch eine elektrische Versorgungsleitung (21 ) mit der Generator/Motoreinheit (10) sowie mit den elektrisch beaufschlagbaren Antrieben (5) verbunden.
2. Gleisbaumaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass dem Schienenfahrwerk (2) eine mit dem Stromspeicher (20) in Verbindung stehende Generator/Motoreinheit (10) als Fahrantrieb zugeordnet ist.
PCT/EP2016/001260 2015-08-14 2016-07-19 Gleisbaumaschine WO2017028942A1 (de)

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