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公開番号2025105494
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-10
出願番号2024212002
出願日2024-12-05
発明の名称軌道走行可能な鉄道工事機械
出願人ハーペードライ・レアール・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング
代理人個人,個人,個人,個人
主分類B61D 15/00 20060101AFI20250703BHJP(鉄道)
要約【課題】純粋な燃料電気式駆動、架線によりサポートされた駆動、又は燃料電気的エネルギと架線によりサポートされた駆動とからなる鉄道工事機械を提供する。
【解決手段】走行駆動部27を有するレール走行装置8上にあって走行可能な機械フレーム23と、架線網39から電流を集電する集電器システム38,37,42,36,35と、場合によっては直流中間回路48と、を備える鉄道工事機械40について説明する。有利な設計及び運転上の関係を提供すべく、電気モータとしても発電機としても運転可能な電気機械30が設けられており、電気機械30は、一方では第1の切り換えクラッチK1を介して、内燃機関10に駆動結合されており、他方では第2の切り換えクラッチK2を介して、液圧式に駆動される作業ユニットを運転する少なくとも1つの液圧ポンプ20に駆動結合されている。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
軌道走行可能な鉄道工事機械（１，４０）であって、
電気式の走行駆動部（２７）を有するレール走行装置（８）上にあって走行可能な機械フレーム（２３）と、
場合によっては運転室（５１）と、
架線網（３９）から電流を集電する集電器システム（３８，３７，４２，３６，３５）と、
場合によっては直流中間回路（４８）と、
液圧式に駆動される作業ユニット（２，４，４１）を運転する少なくとも１つの液圧ポンプ（２０）と、
を備える、
鉄道工事機械（１，４０）において、
電気モータとしても発電機としても運転可能な電気機械（３０）を備え、
前記電気機械（３０）は、一方では第１の切り換えクラッチ（Ｋ１）を介して、内燃機関（１０）に駆動結合されており、他方では第２の切り換えクラッチ（Ｋ２）を介して、液圧式に駆動される前記作業ユニット（２，４，４１）を運転する少なくとも１つの前記液圧ポンプ（２０）に駆動結合されている、
ことを特徴とする、軌道走行可能な鉄道工事機械（１，４０）。
続きを表示（約 2,100 文字）【請求項２】
電気モータとしても発電機としても運転可能な前記電気機械（３０）は、貫通した軸を有し、前記軸の第１の端部には、前記第１の切り換えクラッチ（Ｋ１）が接続され、前記軸の第２の端部には、前記第２の切り換えクラッチ（Ｋ２）が接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の軌道走行可能な工事機械（１，４０）。
【請求項３】
前記電気式の走行駆動部（２７）は、トラクションインバータ（２８）により前記直流中間回路（４８）に接続されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の軌道走行可能な工事機械（１，４０）。
【請求項４】
架線網（３９）に接続可能な前記集電器システム（３８，３７，４２，３６，３５）は、前記軌道（３）上での純粋な電気式の走行運転のために前記直流中間回路（４８）に接続されており、前記内燃機関（１０）及び前記電気機械（３０）は、オフにされ、前記切り換えクラッチ（Ｋ１，Ｋ２）は、好ましくは、遮断されていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の軌道走行可能な工事機械（１，４０）。
【請求項５】
前記軌道（３）上での、純粋に前記内燃機関（１０）の駆動出力による、純粋な走行運転のために、前記切り換えクラッチ（Ｋ１）は接続され、前記切り換えクラッチ（Ｋ２）は遮断され、発電のためにジェネレータ運転で動作する前記電気機械（３０）は、コンバータ（４３）を介して前記直流中間回路（４８）に接続されていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の軌道走行可能な工事機械（１，４０）。
【請求項６】
純粋な電気式の作業運転のために、架線網（３９）に接続可能な前記集電器システム（３８，３７，４２，３６，３５）は、前記直流中間回路（４８）に接続されており、前記切り換えクラッチ（Ｋ１）は、内燃機関（１０）がオフにされているとき、遮断されており、モータ運転で動作する前記電気機械（３０）は、インバータを介して前記直流中間回路（４８）に接続されており、前記電気機械（３０）は、切り換えクラッチ（Ｋ２）が接続されているとき、液圧式に駆動される作業ユニット（２，４，４１）を運転する少なくとも１つの前記液圧ポンプ（２０）を駆動することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の軌道走行可能な工事機械（１，４０）。
【請求項７】
純粋に前記内燃機関（１０）の駆動出力による作業運転のために、前記切り換えクラッチ（Ｋ１）は、接続され、発電のためにジェネレータ運転で動作する前記電気機械（３０）は、コンバータ（４３）を介して前記直流中間回路（４８）に接続されており、前記内燃機関（１０）は、切り換えクラッチ（Ｋ２）が接続されているとき、液圧式に駆動される作業ユニット（２，４，４１）を運転する少なくとも１つの前記液圧ポンプ（２０）を駆動することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の軌道走行可能な工事機械（１，４０）。
【請求項８】
前記直流中間回路（４８）への電力供給が、前記軌道（３）上での組み合わされた走行運転のために、一方では前記集電器システム（３８，３７，４２，３６，３５）から、他方では前記内燃機関（１０）から実施され、前記切り換えクラッチ（Ｋ１）は、接続され、発電のためにジェネレータ運転で動作する前記電気機械（３０）は、コンバータ（４３）を介して前記直流中間回路（４８）に接続されており、前記切り換えクラッチ（Ｋ２）は、遮断されていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の軌道走行可能な工事機械（１，４０）。
【請求項９】
前記直流中間回路（４８）への電力供給が、前記軌道（３）上での組み合わされた作業運転のために、一方では前記集電器システム（３８，３７，４２，３６，３５）から、他方では前記内燃機関（１０）から実施され、前記切り換えクラッチ（Ｋ１）は、接続され、モータ運転で動作する前記電気機械（３０）は、インバータを介して前記直流中間回路（４８）に接続されており、前記内燃機関（１９）及び前記電気機械（３０）は、切り換えクラッチ（Ｋ２）が接続されているとき、一緒に、液圧式に駆動される作業ユニット（２，４，４１）を運転する少なくとも１つの前記液圧ポンプ（２０）を駆動することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の軌道走行可能な工事機械（１，４０）。
【請求項１０】
前記直流中間回路（４８）には、少なくとも１つの電流アキュムレータ（３３，３４）が接続されており、前記軌道（３）上での、純粋に前記電流アキュムレータ（３３，３４）の駆動出力による走行運転のために、前記内燃機関（１０）及び前記電気機械（３０）は、オフにされ、前記切り換えクラッチ（Ｋ１，Ｋ２）は、好ましくは、遮断されていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の軌道走行可能な工事機械（１，４０）。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、軌道走行可能な鉄道工事機械であって、電気式走行駆動部を有するレール走行装置上にあって走行可能な機械フレームと、場合によっては運転室と、架線網から電流を集電する集電器システムと、場合によっては直流中間回路と、液圧式に駆動される作業ユニットを運転する少なくとも１つの液圧ポンプと、を備える鉄道工事機械に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
この種の軌道走行可能な鉄道工事機械は、例えば特許文献１に開示されている。鉄道工事機械は、軌道、路床及び架線の新設、改修及び保線用に構成され、使用される。主に上部構造用機械は、ディーゼル液圧式又はディーゼル機械式の駆動コンセプトでもって構成される。ディーゼルエンジンは、複数の出力部を有する流体力学式の伝動機構を駆動する。一方では、カルダン軸を介して、伝動機構から直接、車軸伝動機構が駆動され、他方では、伝動機構の出力部に液圧ポンプが接続され、液圧ポンプは、液圧回路を運転する。この液圧回路により、付加的にハイドロスタティック式の車軸駆動部が、機械を走行させるために使用され、かつ作業ユニットへの供給が行われる。作業ユニットは、タンピングユニット、リフティング・ライニングユニット、クリーニングチェーン用の駆動モータ、搬送チェーンのポジショニング用の液圧シリンダ、搬送ベルト又はリフト台用の駆動部、繰り出したり巻き取ったりすべきトロリ線用のテンションドラム、プラウその他のものであり得る。
【０００３】
気候変動に抗う風潮の中、国際的な国家連合、特に欧州連合は、ＣＯ２・エミッションを制限するために、気候変動との闘い中で大変な努力を払っている。新しく創出するものについて、環境親和性かつ低ＣＯ２のエネルギ提供のサステナブルな解決手段は、それゆえ極めて望ましい。
【０００４】
このために、従来技術として以下の可能性がある。ある国が高い割合の電化区間を有しているとき、機械の運転のためのエネルギは、架線を介して供給され得る。このためには、集電器、すなわち、例えば４象限変換器を介して交流電圧を整流する高電圧変圧器の構造が必要である。生成された直流電圧を介して、その後、トラクションインバータにより、電気モータを運転する三相交流電圧が生成され得る。インバータを介して、その他の機器、例えばコンピュータ、空気コンプレッサ、空調装置、照明、弁、制御部等の運転のための補助電圧も発生され得る。
【０００５】
非電化区間、又は架線の送電停止が必要な工事現場であると、鉄道工事機械のエネルギ供給は、十分ではなくなってしまう。付加的に構成される蓄電池及びスーパーキャパシタ（Ｓｕｐｅｒｃａｐｓ）は、これらのフェーズの間、短期的にエネルギを提供することができる。蓄電池及びスーパーキャパシタの使用は、蓄電池及びスーパーキャパシタが、強い出力変動時、例えば、周期的にまくらぎからまくらぎへ前進するタンピング機械において、電圧ピークを均等化するので、概して有利である。しかし、上部構造用機械の作業シフトは、通例、８時間に及ぶ。より大規模な工事現場ともなれば、しばしば、複数の作業シフトにまたがって連続して稼働される。バッテリは、鉄道工事機械の場合、それゆえ、精々のところ比較的短い時間の間、エネルギを提供することができ、つまり、エネルギの欠乏を短時間橋渡しするために用いられるにすぎない。非電化区間では、それゆえ、架線を介したエネルギ供給に対する補足として、下流に発電機が接続されたディーゼルエンジン、つまり、ディーゼル電気式の駆動部が考慮の対象となってくる。
【０００６】
ディーゼル電気式の駆動コンセプトを有する鉄道工事機械は、特許文献２において公知であり、駆動軸を有する内燃機関が、機械的に伝動機構を介して同じように発電機と液圧ポンプとに接続されている。このことは、駆動部への給電を可能にする。ディーゼルエンジン運転中、主として電気式駆動部の比較的良好な効率から得られる、化石エネルギの僅かな節約が生じる。
【０００７】
特許文献３は、ディーゼルエンジンを備える類似の機械を開示しており、ディーゼルエンジンは、クラッチを介して分配伝動機構に接続され、結合されることができ、分配伝動機構には、液圧システムに供給を行う液圧ポンプ、電気モータ及び発電機が接続されている。架線からのエネルギ提供時、ディーゼルエンジンは、クラッチを介して分配伝動機構から遮断され、発電機を有する電気モータが、クラッチを介して分配伝動機構に繋がれる。この解決手段の欠点は、電気モータと発電機の両方が必要であることである。コストに加え、必要とされる大きな組み付けスペース及びより多くの重量も、欠点として挙げざるを得ない。
【０００８】
レール車両のための軽量かつコンパクトなハイブリッド走行駆動部は、特許文献４において公知である。この走行駆動部は、変速伝動機構及び発進クラッチを、発進には使用されない２つのクラッチにより置換することを可能とし、これにより、大幅により簡単かつよりコンパクトに形成されていることができる。これにより、内燃機関においてこれまで必要と見なされてきた変速伝動機構と、発進クラッチとは、省略され得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
欧州特許出願公開第４２３０４６３号明細書
ＡＴ５１７５５８
国際公開第２０１７／０５０４１４号
独国特許出願公開第１０２０１８１２４８８７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の根底にある課題は、純粋な燃料電気式駆動、架線によりサポートされた駆動、又は燃料電気的エネルギと架線によりサポートされた駆動とからなる組み合わせの可能性を、純粋な走行運転のためにも、作業ユニットの作業運転のためにも提供する、特にコンパクトに建造され、少数のコンポーネントで済む、冒頭で説明した形態の装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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