AT502756B1 - Schienentriebfahrzeug mit einem einbauraum - Google Patents

Description

österreichisches Patentamt AT502 756B1 2012-01-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Schienentriebfahrzeug mit einem Einbauraum, in dem eine zu kühlende Triebfahrzeugkomponente, beispielsweise ein Transformator oder ein Umrichter, enthalten ist.

[0002] Aus der DE 198 11 719 A1 ist eine Kühleinrichtung zum Kühlen von Schaltschränken oder Bauteilen in Schienenfahrzeugen bekannt. Um eine ausreichende Kühlung eines Schaltschrankes oder wärmeempfindlicher Bauteile nach dem Verschließen der äußeren Zu- und Fortluftöffnungen im Fahrzeug oder im Fahrzeugverband (Druckschutzbetrieb) oder bei Ausfall der fahrzeugseitigen Luftbehandlungseinrichtung sicherzustellen, ist innerhalb der Kühleinrichtung ein Wärmetauscher angeordnet, der bei Druckschutzbetrieb und/oder Ausfall der Luftbehandlungseinrichtung Kühlleistung zur Verfügung stellt.

[0003] Die US 6,378,442 beschreibt die Montage eines Containers auf dem Dach eines Schienenfahrzeuges, welcher der Aufnahme elektrischer Komponenten eines Eisenbahnfahrzeuges oder Busses dient.

[0004] Aus der EP 0178 465 ist ein Einschubkühlgerät für Schaltschränke bekannt.

[0005] Die DE 42 23 647 beschreibt eine Vorrichtung zur Kühlung von elektronischen Einheiten einer Energieversorgungsanlage für Reisezugwagen, wobei die Energieversorgungsanlage als Unterflurgerät unter dem Wagenboden angebracht ist und die elektronischen Einheiten mit einem Kühlkörper ausgestattet sind, deren Kühlrippen aus der Rahmenkonstruktion des Unterflurgerätes herausragen.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schienentriebfahrzeug der eingangs genannten Art derart auszugestalten, dass eine möglichst einfache und kostengünstige Montage der Triebfahrzeugkomponente im Schienentriebfahrzeug möglich ist.

[0007] Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Schienentriebfahrzeug der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Schienentriebfahrzeugs sind in Unteransprüchen angegeben.

[0008] Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Einbauraum innerhalb des Wagenkastens liegt und von der äußeren Umgebungsluft des Schienentriebfahrzeugs luftstrommäßig abgetrennt ist. Außerdem weist der Einbauraum eine Kühleinrichtung auf, die mit der zu kühlenden Triebfahrzeugkomponente in Verbindung steht und die derart ausgestaltet ist, dass sie während ihres Kühlbetriebs die äußere Umgebungsluft des Schienentriebfahrzeuges als Kühlluft ansaugt, mit dieser die Triebfahrzeugkomponente unmittelbar oder mittelbar kühlt und die erwärmte Kühlluft unmittelbar aus dem Einbauraum herausleitet, beispielsweise nach außen in die Umgebung bläst. Die angesaugte und nach Kühlung ausgeblasene Kühlluft bleibt dabei von der Luft innerhalb des Einbauraums getrennt, da die Kühlluft die Kühleinrichtung bzw. das von der Kühleinrichtung gebildete, luftdicht geschlossene Kühlsystem nicht verlässt.

[0009] Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Schienentriebfahrzeugs ist darin zu sehen, dass bei diesem auch vergleichsweise leichte Triebfahrzeugkomponenten eingesetzt werden können, die eine offene Gerüstbauweise aufweisen und bei denen ein geschlossenes, schützendes Gehäuse fehlt; denn aufgrund der erfindungsgemäß vorgesehenen Abtrennung des Einbauraumes von der Umgebung kann die Umgebungsluft des Schienenfahrzeuges nicht in den Einbauraum eindringen und die Triebfahrzeugkomponente verschmutzen. Triebfahrzeugkomponenten mit offener Gerüstbauweise sind deutlich leichter als Triebfahrzeugkomponenten mit einem geschlossenen Gehäuse und ermöglichen eine einfachere und damit kostengünstigere Montage. Trotz der Isolation des Einbauraumes ist bei dem erfindungsgemäßen Schienentriebfahrzeug durch die im Einbauraum vorhandene Kühleinrichtung dennoch für eine ausreichende Kühlung der Triebfahrzeugkomponente gesorgt.

[0010] Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass die Triebfahr- österreichisches Patentamt AT502 756B1 2012-01-15 zeugkomponente und der Einbauraum innerhalb des Wagenkastens, also „oberflur" (d. h. auf oder oberhalb des Bodens des Wagenkastens), angeordnet sind; eine „Oberflur'-Montage ist insbesondere bei Doppelstocktriebfahrzeuge deutlich einfacher als eine „Unterflur'-Montage. Vorzugsweise werden demgemäß Doppelstocktriebfahrzeuge in der beschriebenen Weise ausgestaltet.

[0011] Um eine Verschmutzung der Triebfahrzeugkomponente besonders zuverlässig zu vermeiden, ist der Einbauraum vorzugsweise luftdicht, also hermetisch, abgeschlossen.

[0012] Wie bereits erwähnt, wird es aus Gewichtsgründen als vorteilhaft angesehen, wenn die Triebfahrzeugkomponente in offener Gerüstbauweise aufgebaut ist.

[0013] Im Hinblick auf eine einfache Wartung der Kühleinrichtung wird es als vorteilhaft angesehen, wenn in einer Wagenkastenseitenwand des Schienentriebfahrzeugs eine Öffnung vorhanden ist, durch die die Kühleinrichtung von außen zugänglich ist. Die Öffnung wird während des Betriebes des Schienentriebfahrzeuges bevorzugt durch eine Abdeckeinrichtung verschlossen; diese Abdeckeinrichtung ist zu Wartungszwecken vorzugsweise abnehmbar, aufschiebbar oder aufklappbar ausgestaltet.

[0014] Beispielsweise weist die Kühleinrichtung einen Lüfter auf, der bei geöffneter Abdeckeinrichtung ebenfalls von außen zugänglich ist.

[0015] Zum Ansaugen der Umgebungsluft weist die Kühleinrichtung bevorzugt einen Ansaugkanal auf, der mit einer einbauraumseitigen Lufteinlassöffnung in Verbindung steht; über die Lufteinlassöffnung saugt die Kühleinrichtung während ihres Betriebs von außen die Umgebungsluft an. Zum Herausblasen der erwärmten Kühlluft ist die Kühleinrichtung vorzugsweise außerdem mit einem Abluftkanal ausgestattet, der mit einer einbauraumseitigen Luftauslassöffnung in Verbindung steht und über den die Kühleinrichtung während ihres Betriebs die erwärmte Kühlluft aus dem Einbauraum heraus bläst.

[0016] Die Lufteinlassöffnung und/oderdie Luftauslassöffnung sind bevorzugt in der Abdeckeinrichtung integriert, um bei einem Öffnen der Abdeckeinrichtung einen einfachen Zugriff auf alle kühlerrelevanten Komponenten zu ermöglichen. Außerdem gewährleistet die Anordnung der Lufteinlassöffnung und der Luftauslassöffnung an der Abdeckeinrichtung relativ kurze Luftstromwege, wodurch ein insgesamt geringes Gesamtgewicht erreicht wird. Darüber hinaus wird auch Platz im Einbauraum eingespart, so dass dieser sehr klein ausgeführt werden kann; dies ermöglicht wiederum mehr Platz für einen an den Einbauraum angrenzenden Passagierraum.

[0017] Vorzugsweise ist die Lufteinlassöffnung unterhalb der Luftauslassöffnung angeordnet, um zu vermeiden, dass ausgeblasene erwärmte Kühlluft als Umgebungsluft wieder in die Kühleinrichtung eingesaugt wird.

[0018] Beispielsweise werden die fahrzeugseitige Lufteinlassöffnung und/oder die fahrzeugseitige Luftauslassöffnung durch ein Gitter gebildet.

[0019] Die Abdeckeinrichtung wird vorzugsweise durch eine in der Ebene der Wagenkastenseitenwand liegende bzw. mit dieser fluchtende, abnehmbare und elektrisch leitfähige, beispielsweise metallische, Platte oder Tür, z. B. Schwenk- oder Schiebetür, gebildet.

[0020] Um zu verhindern, dass elektromagnetische Strahlung und/oder Magnetfelder aus dem Einbauraum herausdringen und beispielsweise in den Passagierraum gelangen können, verschließt die Abdeckeinrichtung die Öffnung der Wagenkastenseitenwand vorzugsweise luft- und EMV(EMV: elektromagnetische Verträglichkeit)-dicht. Eine EMV-dichte Abdichtung kann beispielsweise durch elektrisch leitende Feder- oder Kontaktleisten oder durch eine Gummidichtung, in denen ein leitfähiges Metallgewebe integriert ist, bewirkt werden.

[0021] Im Hinblick auf eine einfache Montage, eine einfache Wartung und einen einfachen Komponentenaustausch bildet die Triebfahrzeugkomponente und die Kühleinrichtung bevorzugt eine bauliche Einheit. Eine bauliche Einheit ermöglicht es nämlich, die Triebfahrzeugkomponente und die Kühleinrichtung sehr einfach gemeinsam in das Triebfahrzeug einzusetzen bzw. aus diesem zu Reparatur- oder Austauschzwecken wieder zu entnehmen. Alternativ ist selbstver- 2/6 österreichisches Patentamt AT502 756 B1 2012-01-15 ständlich auch eine abgesetzte Bauweise möglich.

[0022] Die Triebfahrzeugkomponente kann beispielsweise einen Transformator - z. B. einen Haupttransformator - oder einen Umrichter oder dergleichen umfassen oder bilden.

[0023] Um eine optimale wärmetechnische, akustische sowie elektromagnetische Abschirmung des Passagierraumes von dem Einbauraum zu erreichen, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn der Einbauraum von dem Passagierraum durch eine geeignete Trennwand getrennt wird. Zur magnetischen und zur elektromagnetischen Abschirmung kann die Trennwand beispielsweise magnetische Trennbleche aufweisen; derartige Trennbleche bieten in vorteilhafter Weise gleichzeitig auch einen effizienten Brandschutz.

[0024] Die Kühlung der Triebfahrzeugkomponente kann beispielsweise unmittelbar oder mittelbar mittels eines Wärmetauschers durchgeführt werden.

[0025] Um eine Abfuhr von Kondenswasser und Niederschlag zu ermöglichen, die von der angesaugten Umgebungsluft in die Kühleinrichtung eingeführt werden, sind in der Kühleinrichtung und/oder im Einbauraum vorzugsweise Entwässerungslöcher vorgesehen; die Entwässerungslöcher befinden sich bevorzugt im Boden des Einbauraums.

[0026] Zur Erläuterung der Erfindung ist in der Figur 1 ein Ausführungsbeispiel dargestellt.

[0027] Man erkennt in der Figur 1 ein Schienentriebfahrzeug 10, das einen Einbauraum 20 sowie einen Passagierraum 30 umfasst. Der Passagierraum 30 ist von dem Einbauraum 20 durch eine Trennwand 40 getrennt. Bei dem Schienentriebfahrzeug kann es sich beispielsweise um ein Doppelstock-Triebfahrzeug handeln.

[0028] Wie sich in der Figur 1 erkennen lässt, sind der Einbauraum 20 sowie der Passagierraum 30 innerhalb des Wagenkastens 45 des Schienentriebfahrzeugs 10 angeordnet.

[0029] Innerhalb des Einbauraumes 20 ist eine Triebfahrzeugkomponente 50 installiert, die mittels eines mit dem Bezugszeichen 60 gekennzeichneten Wärmetauschers mit einer Kühleinrichtung 70 verbunden ist. Der Wärmetauscher 60 kann beispielsweise einen Bestandteil der Kühleinrichtung 70 oder einen Bestandteil eines durch die Kühleinrichtung gebildeten, geschlossenen Kühlsystems bilden, das luftdicht von der Luft des Einbauraums getrennt ist.

[0030] Eine Seitenwand 80 des Einbauraums 20 ist mit einer Lufteinlassöffnung 90 in Form eines Gitters ausgestattet. Durch diese Lufteinlassöffnung 90 saugt die Kühleinrichtung 70 Umgebungsluft von außen - also von außerhalb des Schienentriebfahrzeugs - an, so dass die Umgebungsluft als Kühlluft in die Kühleinrichtung 70 gelangt. Von der Lufteinlassöffnung 90 wird die angesaugte Kühlluft über einen Ansaugkanal 95 der Kühleinrichtung 70 zum Wärmetauscher 60 geleitet. Pfeile 97 visualisieren den Luftstrom. Der Luftstrom wird innerhalb des Ansaugkanals 95 beispielsweise durch die Triebfahrzeugkomponente 50 hindurch oder außen an dieser vorbei geleitet.

[0031] In dem Wärmetauscher 60 wird die von der Triebfahrzeugkomponente 50 erzeugte Abwärme in die Umgebungsluft eingeleitet, so dass sich die Kühlluft erwärmt. Die erwärmte Kühlluft gelangt anschließend über einen Abluftkanal 98 zu einer Luftauslassöffnung 100 der Kühleinrichtung 70.

[0032] Die Luftauslassöffnung 100 ist wie auch die Lufteinlassöffnung 90 an der Seitenwand 80 des Einbauraums 20 angeordnet. Aus der Luftauslassöffnung 100 wird die erwärmte Kühlluft aus dem Schienenfahrzeug 10 heraus geblasen.

[0033] Um zu vermeiden, dass Schmutz oder Staub in den Einbauraum 20 gelangen kann, ist dieser von der äußeren Umgebungsluft des Schienentriebfahrzeuges luftstrommäßig abgetrennt und vorzugsweise vollständig luftdicht verschlossen. Die Umgebungsluft gelangt lediglich als Kühlluft durch die Lufteinlassöffnung 90 in die Kühleinrichtung 70; ein unmittelbarer Kontakt der Kühlluft mit der Triebfahrzeugkomponente 50 tritt nicht auf. Aufgrund der luftdichten Abtrennung des Einbauraumes 20 ist es möglich, die Triebfahrzeugkomponente 50 in einer offenen Gerüstbauweise, also gehäusefrei herzustellen; denn eine Verschmutzung der Triebfahrzeug- 3/6 österreichisches Patentamt AT502 756 B1 2012-01-15 komponente 50 ist ausgeschlossen.

[0034] Um einen Zugang von außen zur Kühleinrichtung 70 zu ermöglichen, ist die Wagenkastenseitenwand 80 mit einer Öffnung 120 versehen, durch die beispielsweise auf einen Lüfter oder andere Module der Kühleinrichtung 70 zugegriffen werden kann.

[0035] Wie sich in der Figur 1 erkennen lässt, ist die Öffnung 120 durch eine Abdeckeinrichtung 130 abgedeckt und verschlossen; diese Abdeckeinrichtung 130 ist abnehmbar, auf-schiebbar oder aufklappbar ausgestaltet, so dass diese ohne weiteres entfernt werden kann, wenn auf die Kühleinrichtung 70 beispielsweise zu Wartungszwecken zugegriffen werden soll. Die Abdeckeinrichtung 130 ist beispielsweise durch eine in der Ebene der Wagenkastenseitenwand 80 liegende abnehmbare (z. B. angeschraubte) Metallplatte gebildet.

[0036] Die Metallplatte ist randseitig luft- und EMV-dicht in bzw. auf die Öffnung 120 in der Seitenwand 80 aufgesetzt, um eine randseitige Abdichtung zu erreichen. Als randseitige Dichtung kann beispielsweise eine Gummidichtung 14 0 mit darin enthaltenem leitfähigen Metallgewebe verwendet werden.

[0037] Um einen unmittelbaren Zugriff auf alle relevanten Teile der Kühleinrichtung 70 zu ermöglichen, sind die Lufteinlassöffnung 90 und die Luftauslassöffnung 100 in der Metallplatte 130 integriert. Die beiden Luftöffnungen 90, 100 werden beispielsweise jeweils durch ein Gitter oder ein Metall-Netz gebildet.

[0038] Aufgrund der bereits beschriebenen randseitigen Abdichtung der Metallplatte 130 kann Luft nur durch die Lufteinlassöffnung 90 in die Kühleinrichtung 70 und durch die Luftauslassöffnung 100 aus der Kühleinrichtung 70 heraus gelangen; ein Eindringen in den Einbauraum 20 als solchen ist nicht möglich.

[0039] Wie sich in der Figur 1 erkennen lässt, ist die Lufteinlassöffnung 90 unterhalb der Luftauslassöffnung 100 angeordnet; dadurch wird eine thermische Kopplung zwischen der erwärmten Kühlluft und der angesaugten Umgebungsluft bzw. eine Durchmischung der beiden Luftströme zuverlässig vermieden.

[0040] Die Trennwand 40 ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass sie ebenfalls eine thermische Isolation zwischen dem Einbauraum 20 und dem Passagierraum 30 bewirkt. Außerdem ist die Trennwand 40 vorzugsweise auch akustisch dämmend, um einen maximalen Komfort für im Passagierraum befindliche Fahrzeuginsassen zu gewährleisten. Zusätzlich kann die Trennwand 40 mit magnetischen Trennblechen ausgestattet sein, um eine magnetische und auch elektromagnetische Abschirmung der im Einbauraum 20 triebfahrzeugkomponentenseitig erzeugten Magnetfelder zu bewirken. Derartige magnetische Trennbleche gewährleisten zugleich auch einen sehr effektiven Brandschutz.

[0041] Um ein Abführen von Feuchtigkeit zu ermöglichen, sind am Boden des Einbauraums 20 Entwässerungslöcher 210 vorhanden, die mit der Kühleinrichtung 70 in Verbindung stehen. 4/6

Claims (10)

1. österreichisches Patentamt AT502 756 B1 2012-01-15 Patentansprüche 1. Schienentriebfahrzeug (10) mit einem innerhalb des Wagenkastens (45) liegenden Einbauraum (20), in dem eine zu kühlende Triebfahrzeugkomponente (50) enthalten ist, wobei der Einbauraum (20) eine Kühleinrichtung (70) aufweist, die mit der zu kühlenden Triebfahrzeugkomponente (50) in Verbindung steht und die derart ausgestaltet ist, dass sie während ihres Kühlbetriebs die äußere Umgebungsluft des Schienentriebfahrzeuges (10) als Kühlluft über eine Lufteinlassöffnung (90) ansaugt, mit dieser die Triebfahrzeugkomponente (50) unmittelbar oder mittelbar kühlt und die erwärmte Kühlluft unmittelbar aus dem Einbauraum (20) über eine Luftauslassöffnung (100) herausleitet, dadurch gekennzeichnet, dass der Einbauraum (20) von der äußeren Umgebungsluft des Schienentriebfahrzeuges (10) luftstrommäßig abgetrennt ist und dass die Lufteinlassöffnung (90) und die Luftauslassöffnung (100) in einer Abdeckeinrichtung (130) integriert sind, wodurch die Kühlluft und die Luft im Einbauraum (20) voneinander getrennt bleiben, und dass die Abdeckeinrichtung (130) randseitig luftdicht eine Öffnung (120) in einer Seitenwand (80) des Wagenkastens (45) abdeckt.
2. 2. Schienentriebfahrzeug (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Triebfahrzeugkomponente (50) in offener Gerüstbauweise aufgebaut ist.
3. 3. Schienentriebfahrzeug (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (70) durch die Öffnung (120) in der Wagenkastenseitenwand (80) des Schienentriebfahrzeugs (10) von außen zugänglich ist.
4. 4. Schienentriebfahrzeug (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckeinrichtung (130) abnehmbar, aufschiebbar oder aufklappbar ausgestaltet ist.
5. 5. Schienentriebfahrzeug (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckeinrichtung (130) durch eine in der Ebene der Wagenkastenseitenwand (80) liegende, abnehmbare Platte oder Tür, insbesondere Schwenktür, gebildet ist.
6. 6. Schienentriebfahrzeug (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckeinrichtung (130) die Öffnung (120) der Wagenkastenseitenwand (80) luft-und EMV-dicht verschließt.
7. 7. Schienentriebfahrzeug (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckeinrichtung (130) eine randseitige Abdichtung (140) aufweist, die eine elektrisch leitende Feder- oder Kontaktleiste oder eine Gummidichtung mit leitfähigem Metallgewebe umfasst.
8. 8. Schienentriebfahrzeug (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lufteinlassöffnung (90) unterhalb der Luftauslassöffnung (100) angeordnet ist.
9. 9. Schienentriebfahrzeug (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Triebfahrzeugkomponente (50) und die Kühleinrichtung (70) eine bauliche Einheit bilden.
10. 10. Schienentriebfahrzeug (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass am Boden des Einbauraums (20) Entwässerungslöcher (210) vorhanden sind. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 5/6