AT527858A1 - Gleisfahrbare Baumaschine - Google Patents

Gleisfahrbare Baumaschine

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AT527858A1
AT527858A1 ATA51058/2023A AT510582023A AT527858A1 AT 527858 A1 AT527858 A1 AT 527858A1 AT 510582023 A AT510582023 A AT 510582023A AT 527858 A1 AT527858 A1 AT 527858A1
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AT
Austria
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clutch
track
electric
machine
internal combustion
Prior art date
Application number
ATA51058/2023A
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English (en)
Inventor
Lichtberger Dr Bernhard
Original Assignee
Hp3 Real Gmbh
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Publication date
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    • B61C7/04—Locomotives or motor railcars with two or more different kinds or types of engines, e.g. steam and IC engines
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Abstract

Es wird eine gleisfahrbare Baumaschine (1, 40), umfassend einen auf Schienenfahrwerken (8) mit elektrischen Fahrantrieben (27) verfahrbaren Maschinenrahmen (23), ein Stromabnehmersystem (38, 37, 42, 36, 35) zur Abnahme von Strom aus einem Oberleitungsnetz (39) und gegebenenfalls einen Gleichstromzwischenkreis (48) beschrieben. Um vorteilhafte Konstruktions- und Betriebsverhältnisse zu schaffen, wird vorgeschlagen, dass eine sowohl als Elektromotor wie auch als Elektrogenerator betreibbare elektrische Maschine (30) vorgesehen ist, die einerseits über eine erste Schaltkupplung (K1) mit einer Verbrennungskraftmaschine (10) antriebsverbunden ist und die anderseits über eine zweite Schaltkupplung (K2) mit wenigstens einer Hydraulikpumpe (20) zum Betreiben hydraulisch angetriebener Arbeitsaggregate (2, 4, 41) antriebsverbunden ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine gleisfahrbare Baumaschine, umfassend einen auf Schienenfahrwerken mit elektrischen Fahrantrieben verfahrbaren Maschinenrahmen, gegebenenfalls einen Führerstand, ein Stromabnehmersystem zur Abnahme von Strom aus einem Oberleitungsnetz und gegebenenfalls einen
Gleichstromzwischenkreis.
Bahnbaumaschinen werden zum Neubau, Umbau und zur Instandhaltung der Gleise, des Planums und der Oberleitung gebaut und eingesetzt. Überwiegend werden die Oberbaumaschinen mit einem dieselhydraulischen oder dieselmechanischem Antriebskonzept gebaut. Ein Dieselmotor treibt ein hydrodynamisches Getriebe mit mehreren Abgängen an. Einerseits werden über Kardanwellen vom Getriebe aus direkt die Achsgetriebe angetrieben, andererseits werden an den Abgängen des Getriebes Hydraulikopumpen angeschlossen die einen Hydraulikkreis betreiben. Durch diesen Hydraulikkreis werden zusätzlich hydrostatische Achsantriebe zum Fahren der Maschine eingesetzt und die Arbeitsaggregate versorgt. Arbeitsaggregate können Stopfaggregate, HebeRichtaggregate, Antriebsmotoren für Reinigungsketten, Hydraulikzylinder zur Positionierung der Förderketten, Antriebe für Förderbänder oder Hebebühnen,
Spanntrommeln für ab- oder aufzuwickelnde Fahrdrähte, Pflüge und andere sein.
Im Zuge der Bekämpfung des Klimawandels unternimmt die internationale Staatengemeinschaft und insbesondere die europäische Union große Anstrengungen im Kampf gegen den Klimawandel, um die CO2-Emissionen einzuschränken. Eine nachhaltige Lösung einer umweltfreundlichen und CO2-
armen Energiebereitstellung für neu zu bauende ist daher äußerst wünschenswert.
Klimaanlagen, Beleuchtung, Ventile, Steuerungen etc. erzeugt werden.
Für nicht elektrifizierte Strecken oder Baustellen, bei denen eine Abschaltung der Oberleitung notwendig ist, reicht die Energieversorgung der Bahnbaumaschinen so nicht aus. Zusätzlich aufgebaute elektrische Akkumulatoren und Superkondensatoren (Supercaps) könnten für diese Phasen kurzfristig die Energie bereitstellen. Ihr Einsatz ist generell günstig, weil sie bei starken Leistungsschwankungen, wie zum Beispiel bei Stopfmaschinen die zyklisch von Schwelle zu Schwelle vorfahren, die Spannungsspitzen ausgleichen. Allerdings dauern Schichten von Oberbaumaschinen in der Regel acht Stunden. Oft, bei größeren Baustellen werden mehrere Schichten durchgehend hintereinandergefahren. Batterien können bei Bahnbaumaschinen daher allenfalls für kürzere Zeit Energie zur Verfügung stellen, dienen also nur einer kurzzeitigen Überbrückung eines Energieausfalls. Auf nicht elektrifizierten Strecken kommen daher als Ergänzung zur Energieversorgung über Oberleitung Dieselmotoren mit
nachgeschalteten Elektrogeneratoren, also dieselelektrische Antriebe in Frage.
Eine Bahnbaumaschine mit dieselelektrischem Antriebskonzept ist aus der AT517558 bekannt, bei der ein Verbrennungsmotor mit einer Antriebswelle mechanisch über ein Getriebe gleichermaßen mit elektrischen Generatoren und Hydraulikopumpen verbunden ist. Dies ermöglicht die elektrische Versorgung der Antriebe. Im Dieselmotorbetrieb ergibt sich eine geringe Einsparung an fossiler Energie, die sich vorwiegend aus den besseren Wirkungsgraden elektrischer
Antriebe ergibt.
benötigte Bauraum und das Mehrgewicht zu nennen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine besonders kompakt bauende, mit wenigen Komponenten auskommende, Vorrichtung der eingangs geschilderten Art zu schaffen, welche die Möglichkeiten eines rein kraftstoffelektrischen Antriebs, eines oberleitungsgestützten Antriebs oder einer Kombination aus kraftstoffelektrischer Energie und oberleitungsgestützten Antrieb sowohl für reinen
Fahrbetrieb als auch für den Arbeitsbetrieb bietet.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass eine sowohl als Elektromotor wie auch als Elektrogenerator betreibbare elektrische Maschine vorgesehen ist, die einerseits über eine erste Schaltkupplung mit einer Verbrennungskraftmaschine antriebsverbunden ist und die anderseits über eine zweite Schaltkupplung mit wenigstens einer Hydraulikopumpe zum Betreiben hydraulisch angetriebener Arbeitsaggregate antriebsverbunden ist. Die sowohl als Elektromotor wie auch als Elektrogenerator betreibbare elektrische Maschine weist eine durchgehende Welle auf, an deren erstes Ende die erste Schaltkupplung und an deren zweites Ende die zweite Schaltkupplung angeschlossen ist. Die elektrische Maschine ist also ein Eletromotor/Generator mit einer Ankerwelle, die beiderends, also an
gegenüberliegenden Enden mit einer Schaltkupplung ausgestattet ist.
Die Elektrische Maschine weist eine durchgehende mechanische Welle auf, die auf beiden Seiten über mechanische Kupplungen verfügt. Eine der Kupplungen ist mit
dem Dieselmotor, insbesondere zwischengetriebefrei, verbunden, die andere
Hydraulikpumpe(n). An das Verteilgetriebe können mehrere Hydraulikbumpen angeflanscht sein, welche die Arbeitsaggregate der Baumaschine mit Energie versorgen. Je nach Stellung der Kupplungen (ein- oder ausgekuppelt) können
verschiedenste Betriebsarten eingestellt werden.
Damit wird ein hybrider Antrieb aus Verbrennungskraftmaschine, insbesondere einem Dieselmotor, einem Stromabnehmersystem und einer sowohl als Elektromotor wie auch als Elektrogenerator betreibbaren elektrischen Maschine geschaffen. Das Stromabnehmersystem bezieht Strom aus der Oberleitung. Ein Gleichstromzwischenkreis kann über einen Trafo und Umrichter aus der Oberleitung und/oder von der von der Verbrennungskraftmaschine angetriebenen elektrischen Maschine versorgt werden. An den Gleichstromzwischenkreis kann ein Energiespeicher in Form von Akkumulatoren und/oder Superkondensatoren
angeschlossen sein.
Die elektrischen Fahrantriebe sind vorzugsweise mittels Traktionsumrichter an den Gleichstromzwischenkreis angeschlossen. Zur Ansteuerung der Traktionsumrichter
können entsprechende Fahrregler vorgesehen sein.
Die Trennung des reinen Fahrbetriebes, beispielsweise für eine Überstellung der Baumaschine zum Einsatzort, vom Arbeitsbetrieb, der Fahrbetrieb und den Betrieb von Arbeitsaggregaten umfasst, ist für die gegenständliche Baumaschine zur Wirkungsgradsteigerung wesentlich. Der Antriebsstrang für den reinen Fahrbetrieb umfasst kein Verteilgetriebe, ist also verteilergetriebefrei. Das vermeidet
Leistungsverluste, die im Verteilgetriebe auftreten.
Die verschiedenen, mit der gleisfahrbaren Baumaschine realisierbaren
Betriebsarten sind in der Figurenbeschreibung beispielhaft dargestellt.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es
zeigen
Fig. 3 ein Schaltschema einer erfindungsgemäßen Baumaschine,
Fig. 4 einen ersten Teil einer erfindungsgemäßen Baumaschine in schematischer Seitenansicht und
Fig. 5 einen zweiten Teil der erfindungsgemäßen Baumaschine aus Fig. 4 in
schematischer Seitenansicht.
Fig. 1 zeigt beispielhaft für bekannte Bahnbaumaschinen eine gleisfahrbare Stopfmaschine 1, umfassend einen auf Schienenfahrwerken 8 mit elektrischen Fahrantrieben verfahrbaren Maschinenrahmen 23 und zwei Führerstände 51 sowie eine Arbeitskabine 21. Die Arbeitsrichtung ist mit C angegeben. Über eine Verbrennungskraftmaschine 10, insbesondere einen Dieselmotor, wird ein hydrodynamisches Getriebe 9 mit einer Pumpe 20 angetrieben. Die Pumpe 20 erzeugt einen Hydraulikkreis an den diverse Aktoren wie der Hebe-Senkzylinder 18 des Stopfaggregates, vollhydraulische Stopfantriebe des Stopfaggregates 4, Hebezylinder 5 eines Hebe-Richt-Aggregates 2 und ein Längs-Verschiebezylinder des Aggregates 19 angeschlossen sind. Die Maschine ist mit Drehgestellen und Eisenbahnradsätzen 25 ausgestattet. Zur Erhöhung der Antriebskraft ist eine der Achsen mit einem hydrostatischen Fahrmotor 16 der auf das Achsgetriebe 15 wirkt ausgestattet. Vom hydrodynamischen Schaltgetriebe werden die Achsgetriebe 13 von zwei Radsätzen direkt mit dem Schaltgetriebe mechanisch verbundenen Kardanwellen 26 angetrieben. Über eine Lichtmaschine 12, die an den Dieselmotor 10 angeflanscht ist, wird die Bordgleichspannung von 24VDC erzeugt. Parallel zur Lichtmaschine ist eine Batterie 11 geschaltet. Über einen DC/AC Wandler 17 werden 380/220VAC erzeugt, die verschiedene Geräte, wie z. B. Computer, Bildschirme oder Klimaanlagen versorgt. Über einen Steuerungscomputer 46 werden sowohl Fahrantriebe, Bremsen und die Arbeitselektronik angesteuert und geregelt. Das Antriebsprinzip ist für Schotterplaniermaschine, Oberleitungsfahrzeuge, Gleismesswagen, Schleitmaschinen, Dynamische
Gleisstabilisatoren, Material-Förder-Siloeinheiten häufig das gleiche.
Mengen bedeutet.
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Die Verbrennungskraftmaschine 10 ist einerseits über eine mechanische/elektrische Schaltkupplung K1 mit der elektrischen Maschine 30 verbunden. Die elektrische Maschine 30 weist eine durchgehende Welle (strichliert angedeutet) auf und ist anderseits mit einer mechanischen Schaltkupplung K2 verbunden. An die Schaltkupplung K2 ist ein mechanisches Getriebe, gegebenenfalls ein Verteilergetriebe 29 angeschlossen, welches an den Abgängen Hydraulikopumpen 20 antreibt. Diese Hydraulikpbumpen versorgen über Hydraulikleitungen 47 Arbeitsaggregate wie Stopfaggregate 4, Hebe-Richt-Aggregate 2 oder andere hydraulische Einrichtungen 41.
Mittels eines Schalters S1 kann die elektrische Maschine 30 entweder über einen Wechselrichter 43 den Gleichstromzwischenkreis 48 mit Energie versorgen, oder
aber vom Gleichstromzwischenkreis 48 über einen Gleichrichter 44 mit Energie
Maschine 30 vom Gleichstromzwischenkreis 48 ist mit dem Schalter S1 möglich.
Es ergeben sich die folgenden wichtigen Betriebsmodi:
Generator/ | Kupplun Kupplun Oberleitung Dieselmotor PPINO PPPUNO Betriebsart Motor K1 K2
0 0 0 0 0 1. Stillstand
2. FAHRANTRIEB über Oberleitung
3. ARBEITSBETRIEB DIESELMOTOR: E-Generator versorgt
0 1 1 1 1 Gleichstromzwischenkreis (Arbeitsfahren) und Durchtrieb versorgt Hydraulikpumpen
(Arbeitsaggregate-versorgung)
4. KOMBI-FAHRT: Gleichstromzwischenkreis über E-Generator und Oberleitung
versorgt (Steilstreckenfahrt)
5. KOMBI-ARBEITSBETRIEB:
Antriebsleistung von Dieselmotor und E-Motor überlagern sich
(Steilstreckenarbeit)
6. FAHRANTRIEB über
Dieselmotor
7. ARBEITSBETRIEB OBERLEITUNG: E-Motor treibt Getriebe (Arbeitsaggregateversorgung) und Gleichstromzwischenkreis das
Arbeitsfahren
Oberleitung: 0... stromlos 1... stromführend
1... eingekuppelt (Arbeitsbetrieb)
Die elektrischen Fahrantriebe 27 sind mittels Traktionsumrichter 28 an den
Gleichstromzwischenkreis 48 angeschlossen.
Ist eine Energieversorgung der Baumaschine über eine Oberleitung 39 möglich und ist das Stromabnehmersystem 38, 37, 42, 36, 35 an die Oberleitung angeschlossen, dann wird der Gleichstromzwischenkreis 48 von der Oberleitung her mit Energie versorgt. Die Verbrennungskraftmaschine 10 und die elektrische Maschine 30 sind ausgeschaltet und die Schaltkupplungen K1, K2 ausgekuppelt. Der Schalter S1 befindet sich in einer Nullstellung. Kurzfristig, z.B. in Steigungen, kann Energie auch über an den Gleichstromzwischenkreis 48 angeschlossene Stromspeichers 33, 34 zur Verfügung gestellt werden. Es liegt reiner elektrischer Fahrbetrieb über
Oberleitung vor.
Falls keine Oberleitung 39 vorhanden ist, dann läuft im reinen kraftstoffelektrischen Fahrbetrieb die Verbrennungskraftmaschine 10, die Schaltkupplung K1 ist eingekuppelt und die elektrische Maschine 30 ist im Generatorbetrieb. Der Gleichstromzwischenkreis 48 wird über die elektrische Maschine 30, den Schalter S1 und den Wechselrichter 43 mit Energie versorgt. Damit können die elektrischen Fahrantriebe 27 versorgt werden. Es liegt reines dieselelektrisches Fahren vor. Die
Schaltkupplung K2 ist ausgekuppelt.
Für einen rein elektrischen Arbeitsbetrieb ist das Oberleitungsnetz 39 über das Stromabnehmersystem 38, 37, 42, 36, 35 an den Gleichstromzwischenkreis 48 angeschlossen, wobei die Schaltkupplung K1 bei ausgeschalteter Verbrennungskraftmaschine 10 ausgekuppelt ist, wobei die im Motorbetrieb arbeitende Elektrische Maschine 30 über einen Wechselrichter 44 an den
Gleichstromzwischenkreis 48 angeschlossen ist und wobei die elektrische Maschine
30 bei eingekuppelter Schaltkupplung K2 die mindestens eine Hydraulikpumpe 20 zum Betreiben hydraulisch angetriebener Arbeitsaggregate 2, 4, 41 antreibt. Es liegt rein elektrisch über Oberleitung 39 (und/oder stromspeicherunterstütztes)
versorgtes Arbeiten vor.
Für einen Arbeitsbetrieb rein mit der Antriebsleistung der Verbrennungskraftmaschine 10 ist die Schaltkupplung K1 eingekuppelt und ist die zur Stromerzeugung im Generatorbetrieb arbeitende Elektrische Maschine 30 über den Schalter S1 und einen Wechselrichter 43 an den Gleichstromzwischenkreis 48 angeschlossen. Die Verbrennungskraftmaschine 10 treibt bei eingekuppelter Schaltkupplung K2 zudem die mindestens eine Hydraulikpumpe 20 zum Betreiben
hydraulisch angetriebener Arbeitsaggregate.
Die Baumaschine 1, 40 bietet bei der erfindungsgemäßen Ausführung auch die Möglichkeit als Zugfahrzeug Arbeitswaggons auch in steileren Steigungen mitzuziehen. Üblicherweise werden auf Verladewaggons Geräte und Materialien mitgeführt, Schotterwaggons oder Mannschaftswagen angehängt etc. die für
Gleisbauarbeiten an der Baustelle benötigt werden.
Größere Steigungen benötigen mehr Leistung. Zu diesem Zweck kann die Zugkraft durch eine Kombination der Leistungszufuhr aus Oberleitung 39 und Verbrennungskraftmaschine 10 über die im Generatorbetrieb arbeitende elektrische
Maschine 30 erhöht werden.
Dazu kann Leistungszufuhr zum Gleichstromzwischenkreis 48 für einen kombinierten Fahrbetrieb auf dem Gleis 3 zum einen vom Stromabnehmersystem 38, 37, 42, 36, 35 und zum Anderen von der Verbrennungskraftmaschine 10 her erfolgen, wobei die Schaltkupplung K1 eingekuppelt und die zur Stromerzeugung im Generatorbetrieb arbeitende Elektrische Maschine 30 über einen Wechselrichter 43 an den Gleichstromzwischenkreis 48 angeschlossen ist und die Schaltkupplung K2
ausgekuppelt ist.
Bei diesem kombiniert versorgten Fahrbetrieb wird der Gleichstromzwischenkreis einerseits über die Oberleitungsanlage — Pantograph 38, Leistungsschalter 37 Trafo 36 und 4-Quadrantensteller 35 — versorgt und zusätzlich über die Verbrennungskraftmaschine, Schaltkupplung K1 ein- und Schaltkupplung K2 ausgekuppelt, E-Generator 30, Schalter S$1 und Wechselrichter 43 — versorgt.
Aber auch im Arbeitsbetrieb kann auf Steilstrecken bergauf mehr Leistung verlangt werden. Die Leistungszufuhr zum Gleichstromzwischenkreis 48 kann für einen kombinierten Arbeitsbetrieb auf dem Gleis 3 zum einen vom Stromabnehmersystem 38, 37, 42, 36, 35 und zum anderen von der Verbrennungskraftmaschine 10 her erfolgen, wobei die Schaltkupplung K1 eingekuppelt, die im Motorbetrieb arbeitende elektrische Maschine 30 über einen Wechselrichter an den Gleichstromzwischenkreis 48 angeschlossen ist und wobei die Verbrennungskraftmaschine 19 und die Elektrische Maschine 30 bei eingekuppelter Schaltkupplung K2 gemeinsam die mindestens eine Hydraulikpumpe 20 zum Betreiben hydraulisch angetriebener Arbeitsaggregate 2, 4, 41 antreiben. Auch in diesem Falle können die Leistung der Verbrennungskraftmaschine 10 mit Energie
aus der Oberleitung 39 ergänzt werden.
Über eigene AC/DC-Umformer 45 können verschiedene Hilfsspannungen VDCi (wie z.B. die Bordspannung 24VDC) erzeugt werden. Am Drehstromnetz 380/220VAC können typische Verbraucher 52 wie Klimaanlagen, Computer angeschlossen und betrieben werden. Die Maschinensteuerungen 32, 46 kommunizieren über eigene Steuerleitungen. Mit diesen kommunizieren auch die Führerstände, zudem werden
die Antriebe abgestimmt.
Die Systemgrenze 50 zwischen Anhänger 40 und Hauptmaschine 1 ist in Fig. 3
durch eine Strichpunktierte Linie dargestellt.
Fig. 4 zeigt schematisch den Anhänger 40 der die Leistungsversorgung trägt der mit der Hauptmaschine 1 (Arbeitsmaschine) gekuppelt ist. Der Anhänger 40 umfasst eine Fahrkabine 51 mit Außentür 22, eine Maschinensteuerung 32 und fährt auf
Schienenfahrwerken 8. Die Schienenfahrwerke 8 werden mittels elektrischen
Fahrantrieben 27 und Achsgetrieben 13 angetrieben. Der Anhänger 40 ruht über den Fahrzeugrahmen 23 auf den Schienenfahrwerken 8 die auf den Eisenbahnschienen 3 laufen. Über den Pantorgraphen 38, den Leistungsschalter 37, den Hochspannungstransformator 36 und den 4-Quadrantensteller 35 wird der Gleichstromzwischenkreis 48 versorgt. Die Spannung der Gleichstromschiene 48 wird zudem über Energiespeicher 34 und/oder Superkondensatoren 33 gepuffert. Über Traktionsumrichter 28 werden die Fahrantriebe 27 versorgt und angesteuert. Das Fahrzeug 40 trägt neben der Verbrennungskraftmaschien10 eine sowohl als Elektromotor wie auch als Elektrogenerator betreibbare elektrische Maschine 30. Die Elektrische Maschine 30 hat eine durchgehende Welle. An beiden Seiten der Welle befinden sich Schaltkupplungen K1 und K2. Diese verbinden die elektrische Maschine 30 einerseits mit der Verbrennungskraftmaschine 10 und andererseits mit dem Verteilgetriebe 29, an das Hydraulikpumpen 20 angeflanscht sind, die über Hydraulikleitungen 47 die Arbeitsaggregate der Maschine im Arbeitsbetrieb versorgen. Über einen Wechselrichter 31 wird 380/220VAC zur Versorgung verschiedener Geräte wie Heizungen, Lüfter oder Klimaanlagen erzeugt. Die Gleichstromschiene 48, die Hydraulikleitungen 47 und die Wechselstromschiene 49
werden vom Anhänger 40 auf die Hauptmaschine 1 geführt.
Fig. 5 zeigt schematisch die Kopplung Anhänger 40 mit Hauptmaschine 1. Zur Hauptmaschine 1 führen vom Anhänger 40 her der Gleichstromzwischenkreis 48, die Wechselstromschiene 49 und die Hydraulikleitungen 47. Der Rahmen 23 der Maschine ruht auf Schienenfahrwerken 8. Das vordere Schienenfahrwerk 8 ist mit elektrischen Fahrantrieben 27 angetrieben. Die elektrischen Fahrantriebe 27 treiben die Achsen über Achsgetriebe 13 an. Als Beispiel für eine Oberbaumaschine 1 wird eine Stopfmaschine gezeigt. Diese verfügt über Stopfaggregate 4 und ein HebeRicht-Aggregat 2. Diese Aggregate sind über die Hydraulikversorgung 47 hydraulisch angetrieben. Das Stopfaggregat 4 verfügt über vollhydraulische Stopfantriebe und einen Hebe-Senk-Zylinder 18. Das Hebe-Richt-Aggregat 2 verfügt über Hebezylinder 5 oder einen Längs-Verschubzylinder 19. Außerdem verfügt das Hebe-Richt-Aggregat 2 über eine Rollenzange 6, einen Hebehaken 7
und eine Richtrolle 14. Die Maschine 1 verfügt über einen elektronische Steuerung
46 die die Arbeitsabläufe aber auch die Koordination mit dem Anhänger 40 regelt und steuert. Über einen Umrichter 45 werden verschiedene benötigte Gleichspannungen VDCi erzeugt. Die Traktionsumrichter 28 steuern die Fahrantriebe 27. Die Maschine 1 verfügt über eine Fahrkabine 51. Zum Arbeiten verfügt die Maschine über eine Stopfkabine 21. Die Maschine arbeitet in
Arbeitsrichtung C.
Natürlich kann der gesamte Versorgungsteil (Kraftstoff- und Oberleitungsversorgung betreffend) auch auf einer einteiligen Baumaschine aufgebaut werden, wenn es
Gewicht und Raumbedarf erlauben.
(345383.9) HEL
Patentansprüche
1. Gleisfahrbare Baumaschine (1, 40), umfassend einen auf Schienenfahrwerken (8) mit elektrischen Fahrantrieben (27) verfahrbaren Maschinenrahmen (23), gegebenenfalls einen Führerstand (51), ein Stromabnehmersystem (38, 37, 42, 36, 35) zur Abnahme von Strom aus einem Oberleitungsnetz (39) und gegebenenfalls einen Gleichstromzwischenkreis (48), gekennzeichnet dadurch, dass eine sowohl als Elektromotor wie auch als Elektrogenerator betreibbare elektrische Maschine (30) vorgesehen ist, die einerseits über eine erste Schaltkupplung (K1) mit einer Verbrennungskraftmaschine (10) antriebsverbunden ist und die anderseits über eine zweite Schaltkupplung (K2) mit wenigstens einer Hydraulikpumpe (20) zum Betreiben hydraulisch angetriebener Arbeitsaggregate (2, 4, 41) antriebsverbunden
ist.
2. Gleisfahrbare Baumaschine (1, 40) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die sowohl als Elektromotor wie auch als Elektrogenerator betreibbare elektrische Maschine (30) eine durchgehende Welle aufweist, an deren erstes Ende die erste Schaltkupplung (K1) und an deren zweites Ende die zweite
Schaltkupplung (K2) angeschlossen ist.
3. Gleisfahrbare Baumaschine (1, 40) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Fahrantriebe (27) mittels Traktionsumrichter
(28) an den Gleichstromzwischenkreis (48) angeschlossen sind.
4. Gleisfahrbare Baumaschine (1, 40) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das an ein Oberleitungsnetz (39) anschließbare
Stromabnehmersystem (38, 37, 42, 36, 35) für einen rein elektrischen Fahrbetrieb
ausgeschaltet und die Schaltkupplungen (K1, K2) vorzugsweise ausgekuppelt sind.
5. Gleisfahrbare Baumaschine (1, 40) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für einen reinen Fahrbetrieb auf dem Gleis (3) rein mit der Antriebsleistung der Verbrennungskraftmaschine (10) die Schaltkupplung (K1) eingekuppelt, die Schaltkupplung (K2) ausgekuppelt, die zur Stromerzeugung im Generatorbetrieb arbeitende Elektrische Maschine (30) über einen
Wechselrichter (43) an den Gleichstromzwischenkreis (48) angeschlossen ist.
6. Gleisfahrbare Baumaschine (1, 40) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für einen rein elektrischen Arbeitsbetrieb das an ein Oberleitungsnetz (39) anschließbare Stromabnehmersystem (38, 37, 42, 36, 35) an den Gleichstromzwischenkreis (48) angeschlossen ist, wobei die Schaltkupplung (K1) bei ausgeschalteter Verbrennungskraftmaschine (10) ausgekuppelt ist, wobei die im Motorbetrieb arbeitende Elektrische Maschine (30) über einen Wechselrichter an den Gleichstromzwischenkreis (48) angeschlossen ist und wobei die Elektrische Maschine (30) bei eingekuppelter Schaltkupplung (K2) die mindestens eine Hydraulikpumpe (20) zum Betreiben hydraulisch angetriebener Arbeitsaggregate (2, 4, 41) antreibt.
7. Gleisfahrbare Baumaschine (1, 40) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für einen Arbeitsbetrieb rein mit der Antriebsleistung der Verbrennungskraftmaschine (10) die Schaltkupplung (K1) eingekuppelt die zur Stromerzeugung im Generatorbetrieb arbeitende Elektrische Maschine (30) über einen Wechselrichter (43) an den Gleichstromzwischenkreis (48) angeschlossen ist und dass die Verbrennungskraftmaschine (10) bei eingekuppelter Schaltkupplung (K2) die mindestens eine Hydraulikpumpe (20) zum Betreiben hydraulisch
angetriebener Arbeitsaggregate (2, 4, 41) antreibt.
8. Gleisfahrbare Baumaschine (1, 40) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungszufuhr zum Gleichstromzwischenkreis
ausgekuppelt ist.
9. Gleisfahrbare Baumaschine (1, 40) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungszufuhr zum Gleichstromzwischenkreis (48) für einen kombinierten Arbeitsbetrieb auf dem Gleis (3) zum Einen vom Stromabnehmersystem (38, 37, 42, 36, 35) und zum Anderen von der Verbrennungskraftmaschine (10) her erfolgt, wobei die Schaltkupplung (K1) eingekuppelt, die im Motorbetrieb arbeitende Elektrische Maschine (30) über einen Wechselrichter an den Gleichstromzwischenkreis (48) angeschlossen ist und wobei die Verbrennungskraftmaschine (19) und die Elektrische Maschine (30) bei eingekuppelter Schaltkupplung (K2) gemeinsam die mindestens eine Hydraulikpumpe (20) zum Betreiben hydraulisch angetriebener Arbeitsaggregate (2, 4, 41) antreiben.
10. Gleisfahrbare Baumaschine (1, 40) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an den Gleichstromzwischenkreis (48) wenigstens ein Stromspeicher (33, 34) angeschlossen ist und dass für einen Fahrbetrieb auf dem Gleis (3) rein mit der Antriebsleistung des Stromspeichers (33, 34) die Verbrennungskraftmaschine (10) und die Elektrische Maschine (30) ausgeschaltet
und die Schaltkupplungen (K1, K2) vorzugsweise ausgekuppelt sind.
11. Gleisfahrbare Baumaschine (1, 40) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass für einen Arbeitsbetrieb rein mit der Antriebsleistung eines an den Gleichstromzwischenkreis (48) angeschlossenen Stromspeichers (33, 34) die Verbrennungskraftmaschine (10) ausgeschaltet ist, die Schaltkupplung (K1) ausgekuppelt, die zur Stromerzeugung im Generatorbetrieb arbeitende Elektrische
Maschine (30) über einen Wechselrichter (43) an den Gleichstromzwischenkreis
angetriebener Arbeitsaggregate (2, 4, 41) antreibt.
12. Gleisfahrbare Baumaschine (1, 40) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Laden eines an den Gleichstromzwischenkreis (48) angeschlossenen Stromspeichers (33, 34) mittels des Stromabnehmersystem (38, 37, 42, 36, 35) die Verbrennungskraftmaschine (10) und die Elektrische Maschine ausgeschaltet sind und die Schaltkupplungen (K1, K2) vorzugsweise
ausgekuppelt sind.
13. Gleisfahrbare Baumaschine (1, 40) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Laden eines an den Gleichstromzwischenkreis (48) angeschlossenen Stromspeichers (33, 34) mit der Verbrennungskraftmaschine (10) über den Gleichstromzwischenkreis (48) die Schaltkupplung (K1) eingekuppelt, die Schaltkupplung (K2) ausgekuppelt und die zur Stromerzeugung im Generatorbetrieb arbeitende Elektrische Maschine (30) über einen Wechselrichter
(43) an den Gleichstromzwischenkreis (48) angeschlossen ist.

Claims (1)

  1. 2A A51058/2023 (345383.9) HEL Neue Patentansprüche
    Patentansprüche
    1. Gleisfahrbare Bahnbaumaschine (1, 40), umfassend einen auf Schienenfahrwerken (8) mit elektrischen Fahrantrieben (27) verfahrbaren Maschinenrahmen (23), gegebenenfalls einen Führerstand (51), ein Stromabnehmersystem (38, 37, 42, 36, 35) zur Abnahme von Strom aus einem Oberleitungsnetz (39) und gegebenenfalls einen Gleichstromzwischenkreis (48) und wenigstens eine Hydraulikopumpe (20) zum Betreiben hydraulisch angetriebener Arbeitsaggregate (2, 4, 41), dadurch gekennzeichnet, dass eine sowohl als Elektromotor wie auch als Elektrogenerator betreibbare elektrische Maschine (30) vorgesehen ist, die einerseits über eine erste Schaltkupplung (K1) mit einer Verbrennungskraftmaschine (10) antriebsverbunden ist und die anderseits über eine zweite Schaltkupplung (K2) mit der wenigstens einen Hydraulikopumpe (20) zum Betreiben der hydraulisch angetriebenen Arbeitsaggregate (2, 4, 41)
    antriebsverbunden ist.
    2. Gleisfahrbare Baumaschine (1, 40) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die sowohl als Elektromotor wie auch als Elektrogenerator betreibbare elektrische Maschine (30) eine durchgehende Welle aufweist, an deren erstes Ende die erste Schaltkupplung (K1) und an deren zweites Ende die zweite
    Schaltkupplung (K2) angeschlossen ist.
    3. Gleisfahrbare Baumaschine (1, 40) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Fahrantriebe (27) mittels Traktionsumrichter
    (28) an den Gleichstromzwischenkreis (48) angeschlossen sind.
    ZULETZT VORGELEGTE ANSPRÜCHE
    ausgeschaltet und die Schaltkupplungen (K1, K2) vorzugsweise ausgekuppelt sind.
    5. Gleisfahrbare Baumaschine (1, 40) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für einen reinen Fahrbetrieb auf dem Gleis (3) rein mit der Antriebsleistung der Verbrennungskraftmaschine (10) die Schaltkupplung (K1) eingekuppelt, die Schaltkupplung (K2) ausgekuppelt, die zur Stromerzeugung im Generatorbetrieb arbeitende Elektrische Maschine (30) über einen
    Wechselrichter (43) an den Gleichstromzwischenkreis (48) angeschlossen ist.
    6. Gleisfahrbare Baumaschine (1, 40) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für einen rein elektrischen Arbeitsbetrieb das an ein Oberleitungsnetz (39) anschließbare Stromabnehmersystem (38, 37, 42, 36, 35) an den Gleichstromzwischenkreis (48) angeschlossen ist, wobei die Schaltkupplung (K1) bei ausgeschalteter Verbrennungskraftmaschine (10) ausgekuppelt ist, wobei die im Motorbetrieb arbeitende Elektrische Maschine (30) über einen Wechselrichter an den Gleichstromzwischenkreis (48) angeschlossen ist und wobei die Elektrische Maschine (30) bei eingekuppelter Schaltkupplung (K2) die mindestens eine Hydraulikpumpe (20) zum Betreiben hydraulisch angetriebener Arbeitsaggregate (2, 4, 41) antreibt.
    7. Gleisfahrbare Baumaschine (1, 40) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für einen Arbeitsbetrieb rein mit der Antriebsleistung der Verbrennungskraftmaschine (10) die Schaltkupplung (K1) eingekuppelt die zur Stromerzeugung im Generatorbetrieb arbeitende Elektrische Maschine (30) über einen Wechselrichter (43) an den Gleichstromzwischenkreis (48) angeschlossen ist und dass die Verbrennungskraftmaschine (10) bei eingekuppelter Schaltkupplung (K2) die mindestens eine Hydraulikpumpe (20) zum Betreiben hydraulisch
    angetriebener Arbeitsaggregate (2, 4, 41) antreibt.
    ZULETZT VORGELEGTE ANSPRÜCHE
    ausgekuppelt ist.
    9. Gleisfahrbare Baumaschine (1, 40) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungszufuhr zum Gleichstromzwischenkreis (48) für einen kombinierten Arbeitsbetrieb auf dem Gleis (3) zum Einen vom Stromabnehmersystem (38, 37, 42, 36, 35) und zum Anderen von der Verbrennungskraftmaschine (10) her erfolgt, wobei die Schaltkupplung (K1) eingekuppelt, die im Motorbetrieb arbeitende Elektrische Maschine (30) über einen Wechselrichter an den Gleichstromzwischenkreis (48) angeschlossen ist und wobei die Verbrennungskraftmaschine (19) und die Elektrische Maschine (30) bei eingekuppelter Schaltkupplung (K2) gemeinsam die mindestens eine Hydraulikpumpe (20) zum Betreiben hydraulisch angetriebener Arbeitsaggregate (2, 4, 41) antreiben.
    10. Gleisfahrbare Baumaschine (1, 40) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an den Gleichstromzwischenkreis (48) wenigstens ein Stromspeicher (33, 34) angeschlossen ist und dass für einen Fahrbetrieb auf dem Gleis (3) rein mit der Antriebsleistung des Stromspeichers (33, 34) die Verbrennungskraftmaschine (10) und die Elektrische Maschine (30) ausgeschaltet
    und die Schaltkupplungen (K1, K2) vorzugsweise ausgekuppelt sind.
    11. Gleisfahrbare Baumaschine (1, 40) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für einen Arbeitsbetrieb rein mit der Antriebsleistung eines an den Gleichstromzwischenkreis (48) angeschlossenen Stromspeichers (33,
    34) die Verbrennungskraftmaschine (10) ausgeschaltet ist, die Schaltkupplung (K1)
    ZULETZT VORGELEGTE ANSPRÜCHE
    angetriebener Arbeitsaggregate (2, 4, 41) antreibt.
    12. Gleisfahrbare Baumaschine (1, 40) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Laden eines an den Gleichstromzwischenkreis (48) angeschlossenen Stromspeichers (33, 34) mittels des Stromabnehmersystem (38, 37, 42, 36, 35) die Verbrennungskraftmaschine (10) und die Elektrische Maschine ausgeschaltet sind und die Schaltkupplungen (K1, K2) vorzugsweise
    ausgekuppelt sind.
    13. Gleisfahrbare Baumaschine (1, 40) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Laden eines an den Gleichstromzwischenkreis (48) angeschlossenen Stromspeichers (33, 34) mit der Verbrennungskraftmaschine (10) über den Gleichstromzwischenkreis (48) die Schaltkupplung (K1) eingekuppelt, die Schaltkupplung (K2) ausgekuppelt und die zur Stromerzeugung im Generatorbetrieb arbeitende Elektrische Maschine (30) über einen Wechselrichter
    (43) an den Gleichstromzwischenkreis (48) angeschlossen ist.
    ZULETZT VORGELEGTE ANSPRÜCHE
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