DE10118219A1

DE10118219A1 - Schienentriebfahrzeug mit einer Antriebsvorrichtung und geräuschdämmenden Mitteln

Info

Publication number: DE10118219A1
Application number: DE10118219A
Authority: DE
Inventors: Juergen Becker
Original assignee: DaimlerChrysler Rail Systems GmbH
Current assignee: Bombardier Transportation GmbH
Priority date: 2001-04-12
Filing date: 2001-04-12
Publication date: 2002-10-17
Also published as: CZ20032761A3; EP1377488A1; EP1377488B1; CN100377946C; CN1498176A; DE50213364D1; WO2002090165A1; HUP0303912A2; ATE425903T1

Abstract

Ein Schienentriebfahrzeug weist einen Wagenkasten 1 mit einer unterflurig angeordneten Antriebseinheit auf, die in Antriebsverbindung mit wenigstens einem den Wagenkasten 1 tragenden Fahrwerk 2 steht. Um bei umweltgerechter Geräuschdämmung der Antriebseinheit eine zuverlässige Kühlung der Antriebseinheit zu ermöglichen, ist zumindest ein Lüfter 24 vorgesehen, der Kühlluft über einen geräuschgedämmten Ansaugkanal 18 in der Kapselung 5 fördert und durch einen geräuschgedämmten Ausblaskanal 23 aus dem Maschinenraum 6 nach außen durch eine Ausblasöffnung 22 drückt. Sowohl die Ansaugöffnung 16 wie die Ausblasöffnung 22 sind dabei quer zur Wagenkastenlängsachse gerichtet, um eine fahrtrichtungsunabhängige Kühlung sicherzustellen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schienentriebfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.

Ein bekanntes Schienentriebfahrzeug dieser Art (DE G 85 21 737.9 U1) weist einen auf einem Fahrwerk abgestützten Wagenkasten auf, der unterflurig mit einer Antriebseinrichtung aus einem Verbrennungsmotor mit zugeordnetem Getriebe besteht. das Getriebe steht in Antriebsverbindung mit dem Fahrwerk. Die Antriebseinrichtung ist an der Unterseite des Untergestells am Wagenkasten festgesetzt. Die Antriebseinrichtung ist durch nach unten gezogene Schürzen der Wagenkastenseitenwände seitlich abgedeckt und von unten her frei zugänglich. Zur Dämpfung der von der Antriebseinrichtung erzeugten Schwingungen und Geräusche sind in den Wagenkasten im Bereich des Verbrennungsmotors geräuschdämmende Wandungselemente eingebaut, die den benachbarten Fahrgastraum schützen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Schienentriebfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs Maßnahmen zu treffen, durch welche eine Verminderung der Geräuschabstrahlung in die freie Atmosphäre erreicht wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in zusätzlichen Ansprüchen angegeben.

Bei einem Aufbau eines Schienentriebfahrzeugs gemäß der Erfindung wird der die Antriebseinrichtung aufnehmende Maschinenraum geräuschdämmend gekapselt, so daß eine Geräuschabstrahlung in die Umwelt wesentlich vermindert wird. Um dennoch eine sonst durch Konvexion und Fahrtwind erzielte Kühlung der Antriebseinrichtung zu erreichen, ist eine Zwangsbelüftung des Maschinenraumes vorgesehen. Hierzu ist in der Außenwandung der Kapselung jeweils eine Ansaug- und eine Ausblasöffnung vorgesehen, die zur Vermeidung von fahrtrichtungsabhängiger Kühlwirkung quer zur Wagenkastenlängsachse weisen. Darüber hinaus ist der Ansaug- wie der Ausblasöffnung ein geräuschgedämmter Luftführungskanal zugeordnet, so daß im Maschinenraum erzeugte Geräusche auch nicht über die Luftführungskanäle mit unzulässigen Geräuschpegeln nach außen gelangen können. Dabei wirkt die Verkapselung auch einer Verschmutzung der Antriebseinheit und der zugeordneten Steuereinheit entgegen, zudem schützt sie gegen heraufwirbelnde Fremdkörper wie z. B. Gleisbettschotter. Um auch über die Ansaugöffnung nur ein Minimum an Schmutzpartikeln anzusaugen, ist die Ansaugöffnung in einer Seitenwand vorgesehen. Dabei kann die Ansaugöffnung in einer Seitenwand der Verkapselung oder gegebenenfalls auch nach oben in die Seitenwand des Wagenkastens verlagert sein. Die Ansaugöffnung findet sich dann in einem Bereich, in dem vom Boden aufgewirbelte Schmutzpartikel nunmehr in wesentlich verminderter Konzentration auftreten. Die Ausblasöffnung kann dagegen in der Bodenwand der Kapselung angeordnet werden, so daß sie nach unten zum Gleiskörper weist. In Folge des durch die Lüftung erzeugten Überdrucks im Maschinenraum können Schmutzpartikel durch die Ausblasöffnung nicht in die Kapselung eindringen. Zugleich wird vermieden, daß Warmluft unmittelbar in den Bereich geblasen wird, in dem sich Personen, z. B. auf Bahnsteigen befinden können. Dabei sind bei dieser Anordnung die äußeren An- und Abströmverhältnisse an diesen Öffnungen in beiden Fahrtrichtungen gleich, so daß eine fahrtrichtungsunabhängige Lüftung der Antriebseinrichtung und ihrer Hilfsaggregate erzielt wird.

Wenn die Antriebseinrichtung einen Verbrennungsmotor, insbesondere einen Dieselmotor aufweist, ist mit demselben in der Regel ein Elektrogenerator gekuppelt. Solange dabei der Antriebsmotor läuft, dreht auch der Elektrogenerator mit. Dabei ist der Elektrogenerator mit einem Kühllüfter verbunden, der saugseitig mit dem Ansaugkanal kommuniziert und andererseits ausblasseitig die geförderte Kühlluft über den Elektrogenerator zum Antriebsmotor und anderen im Maschinenraum angeordneten Einrichtung fördert. Dadurch ist eine Grundkühlung der Aggregate im Maschinenraum sichergestellt. Um im Bedarfsfall bei erhöhter Wärmeentwicklung die Wärmeabfuhr aus dem Maschinenraum verbessern zu können, ist vorzugsweise an den Ansaugkanal zusätzlich ein Hauptlüfter angeschlossen, der ausblasseitig ebenfalls in den Maschinenraum ausmündet. Dabei können dem Hauptlüfter zur gezielten Zuführung von Kühlluft zu bestimmten Aggregaten der Antriebseinrichtung Luftleiteinrichtungen nachgeordnet sein, die eine gezielte Kühlung von besonderen Wärmequellen bewirken. Dieser Hauptlüfter wird dabei zweckmäßig mittels eines im Maschinenraum angeordneten Temperatur-Schaltelements gesteuerte, das bei Überschreiten eines Grenzwertes der erfaßten Temperatur den Hauptlüfter selbsttätig in Gang setzt.

Der Ausblaskanal zur Abführung der erwärmten Luft aus dem Maschinenraum reicht von seiner im Boden der Kapselung angeordneten Ausblasöffnung nach oben in den oberen Bereich des Maschinenraumes, so daß gezielt aus dem Bereich, in dem sich die höher erwärmte Luft befindet, Wärmeenergie abgeführt wird.

Wenn die Antriebseinrichtung ein Getriebe mit einer hydraulischen Getriebesteuerung aufweist, die erfahrungsgemäß unter bestimmten Bedingungen eine erhöhte Wärmeabfuhr erfordert, dann ist es zweckmäßig, an die Getriebesteuerung einen Nebenluftkanal heranzuführen, der mit Kühlluft gespeist wird. Dabei kann der Nebenluftkanal z. B. vom Generatorlüfter oder vom Hauptlüfter her mit Kühlluft versorgt werden. Vorzugsweise ist jedoch ein eigner Kühllüfter vorgesehen, der Kühlluft über einen weiteren separaten geräuschgedämmten Kanal aus der Außenatmosphäre ansaugt, wobei auch die zugehörige Ansaugöffnung in einer Seitenwand der Kapselung bzw. des Wagenkastens angeordnet sein soll, um ebenfalls eine fahrtrichtungsunabhängige Kühlwirkung bei geringem Schmutzpartikeleintrag zu erzielen. Möglichst weit nach oben gelegte Ansaugöffnungen vermindern zudem die Gefahr, daß sie durch Verunreinigungen wie z. B. Schnee zugesetzt werden.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Prinzipskizzen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Teilansicht eines Schienenfahrzeugs im Bereich einer gekapselten Antriebseinheit und

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine gekapselte Antriebseinheit in einer horizontalen Schnittansicht.

Ein in Fig. 1 nur teilweise dargestelltes Schienenfahrzeug weist einen bei 1 angedeuteten Wagenkasten auf, an den der auf einem Drehgestell gelagert ist. Der Wagenkasten 1 weist ein Untergestell 4 auf, an das in unterfluriger Bauweise eine Kapselung 5 angesetzt ist. Die Kapselung 5 ist geräuschdämmend ausgebildet und umschließt einen Maschinenraum 6, in dem eine Antriebseinrichtung untergebracht ist. Die Antriebseinrichtung umfaßt neben sonstigen Hilfs- und Steuereinrichtungen einen Antriebsmotor 7, der vorzugsweise als Verbrennungsmotor und insbesondere als Dieselmotor ausgebildet ist. Mit dem Antriebsmotor 7 ist einerseits ein Elektrogenerator 8 über eine Antriebswelle 9 gekuppelt, während andererseits ein hydraulisches oder mechanisches Getriebe 10 mit einer elektronischen Steuereinrichtung 1 l an den Antriebsmotor 7 angeschlossen ist. Das Getriebe 10 steht über eine Antriebswelle 12 mit einem außerhalb der Kapselung 5 angeordneten Achsgetriebe 13 in Antriebsverbindung, wobei über das Achsgetriebe 13 ein Radsatz mit Schienenrädern 14 des Fahrwerks 2 gekuppelt ist.

Die geräuschdämmend aufgebaute Kapselung 5, die den Maschinenraum 6 allseitig schalldämmend umschließt, kann aus metallischen Wandungsteilen aufgebaut sein, die mit schalldämmenden Materialien 19 bekleidet sind. Die Wandungen der Kapselung 5 können jedoch auch aus in sich schalldämmend wirkenden Werkstoffen z. B. aus Kunststoffen bestehen. Um in der zumindest weitgehend schalldichten Verkapselung des Maschinenraumes die notwendige Kühlung der Antriebseinrichtung sicherzustellen, ist in einer zumindest weitgehend senkrecht stehenden Seitenwand 15 der Kapselung 5 eine Ansaugöffnung 16 vorgesehen, deren Flächennormale jedenfalls annähernd senkrecht zur Längsachse des Wagenkastens 1 gerichtet ist und waagerecht d. h. etwa parallel zur der Ebene verläuft, in welcher die Schienen 17 zur Führung der Schienenräder 14 liegen. Von der Ansaugöffnung 16 führt ein Ansaugkanal 18 in den Maschinenraum 6 hinein, wobei der Ansaugkanal 18 parallel zu der die Ansaugöffnung 16 aufnehmende Seitenwand 15 verläuft. Der Ansaugkanal 18 kann selbst auch aus geräuschdämmendem Werkstoff bestehen oder ist mit einer geräuschdämmenden Auskleidung 19 versehen. Der Ansaugkanal 16 führt innerhalb des Maschinenraumes 6 zum Elektrogenerator 8, der endseitig einen Kühllüfter 20 zur eigenen betrieblichen Kühlung aufweist. Der stets mit dem Verbrennungsmotor 7 gekuppelte Elektrogenerator bzw. dessen Lüfter erzeugt somit bei Betrieb der Antriebseinrichtung einen Grundkühlluftstrom der zumindest bei Leerlauf der Antriebseinrichtung eine die Wärmeabfuhr insbesondere des Verbrennungsmotors ausreichende Luftmenge fördert. Zur Abführung der erwärmten Luft ist entfernt von der Einströmstelle, also vom Kühlüfter 20, im Boden 21 der Kapselung 5 eine Ausblasöffnung 22 vorgesehen, von der ein Ausblaskanal 23 nach oben in den oberen Bereich des Maschinenraums 6 führt, in dem sich die am höchsten erwärmte Kühlluft sammelt. Der Ausblaskanal 23 ist dabei wie der Ansaugkanal 18 aus geräuschdämmendem Material hergestellt oder mit einer geräuschdämmenden Auskleidung 19 versehen. Auch die Ausblasöffnung 22 ist dabei quer zur Wagenkastenlängsachse gerichtet und weist auf die durch die Schienen 1 7 gebildete Ebene hin. Ihre Flächennormale steht somit zumindest weitgehend senkrecht. Durch diese Anordnung der Ausblas- sowie Ansaugöffnungen 22 bzw. 16 quer zur Wagenkastenlängsachse wird sichergestellt, daß die Strömungsverhältnisse während der Fahrt des Schienenfahrzeugs fahrtrichtungsunabhängig sind, so daß die Kühlung der Antriebseinrichtung in beiden Fahrtrichtungen des Schienenfahrzeugs in gleicher Intensität erfolgt.

An den Ansaugkanal 18 ist entfernt von der Ansaugöffnung 16 zusätzlich ein Hauptlüfter 24 angeschlossen, der dann in Betrieb gesetzt wird, wenn ein temperaturunabhängiges Schaltelement im Maschinenraum 6 oder an einem Bauteil der Antriebseinrichtung eine Temperatur ermittelt, die oberhalb einer festgelegten Grenztemperatur liegt. Die vom Hauptlüfter 24 aus dem Ansaugkanal 18 in den Maschienenraum 6 geförderte Kühlluft kann frei in den Maschinenraum 6 ausmünden oder über Teilkanäle oder Luftleitbleche 25 gezielt zu den Komponenten der Antriebseinrichtung hingeführt werden. Dabei ist der an die Saugseite des Kühllüfters 20 angeschlossene Saugkanal 26 im Ansaugbereich des Hauptlüfters 24 so in den Ansaugkanal 18 eingeführt, daß bei aktiviertem Hauptlüfter 24 die im Ansaugkanal 18 zuströmende Kühlluft auch zur Einlaßöffnung 27 des Saugkanals 26 staufrei hinströmt.

Nachdem die Steuereinheit 11 am Getriebe 10 im erhöhten Maße wärmeempfindlich ist, kann ein zusätzlicher Nebenluftkanal 28 vorgesehen werden, der ausblasseitig unmittelbar auf den Bereich gerichtet ist, in dem sich die Steuerung 11 befindet und der einblasseitg zum Ausblasbereich des Hauptlüfters 24 geführt wird. Vorzugsweise ist der Nebenluftkanal 28 jedoch an den Ausgangsstutzen eines separaten Kühllüfters 29 angeschlossen, dessen Eingangsstutzen an einen weiteren geräuschgedämmten Ansaugkanal 30 angesetzt ist. Dieser zusätzliche Ansaugkanal 30 kann wiederum parallel zur Seitenwand 15 der Kapselung 5 verlaufen und eine eigene Ansaugöffnung 31 ebenfalls in der Seitenwand 15 aufweisen. Dadurch ist auch die Anströmung für zuströmende Kühlluft wie bei der Ansaugöffnung 16 fahrtrichtungsunabhängig.

Die Antriebseinrichtung, die zumindest den Verbrennungsmotor 7, den Elektrogenerator 8 und das Getriebe 10 umfaßt, kann zusammen mit der zugeordneten Kapselung 5 insbesondere am Übergang von einem niederflurigen Abschnitt 32 zu einem hochflurigen Abschnitt 33 des Bodens des Wagenkastens 1 angeordnet werden, wobei zwischen den beiden Abschnitten 32 und 33 eine Treppe 34 vorgesehen sein kann.

Insgesamt ergibt sich somit beim erfindungsgemäßen Aufbau aufgrund der geräuschdämmenden Kapselung und der Geräuschdämmung im Bereich der für die Kühlluftföderung erforderlichen Kanälen und Öffnungen ein sehr niedrige Schallabstrahlung in die freie Atmosphäre. Dabei ist eine betriebsgerechte Kühlung der Komponenten in der Antriebseinheit sichergestellt und die Kühlwirkung auch nicht abhängig von der Fahrtrichtung des so ausgestatteten Schienenfahrzeugs. Zudem wird dadurch die Antriebseinheit gegen äußere Einflüsse abgeschirmt und dennoch eine Überhitzung innerhalb der Kapselung vermieden. Dabei ist der Boden 21 vorzugsweise als Ölauffangwanne ausgebildet, um Lecköl der Antriebseinheit aufzufangen.

Bezugszeichen-Liste

1

Wagenkasten, angedeutet

2

Fahrwerk

4

Untergestell

5

Kapselung

6

Maschinenraum

7

Antriebsmotor

8

Elektrogenerator

9

Antriebswelle

10

Getriebe

11

Steuereinrichtung

12

Antriebswelle

13

Achsgetriebe

14

Schienenräder

15

Seitenwand

16

Ansaugöffnung

17

Schienen

18

Ansaugkanal

19

Auskleidung, geräuschdämmend

20

Kühllüfter

21

Boden

22

Ausblasöffnung

23

Ausblaskanal

24

Hauptlüfter

24

25

Teilkanäle/Luftleitbleche

26

Saugkanal

27

Einlaßöffnung

28

Nebenluftkanal

29

Kühllüfter

30

Ansaugkanal

31

Ansaugöffnung

32

niederflurigen Abschnitt

33

hochflurigen Abschnitt

34

Treppe

Claims

1. Schienentriebfahrzeug mit einem Wagenkasten und einer einem Antriebsmotor umfassenden Antriebseinrichtung, die unterflurig am Wagenkasten angeordnet ist und in Antriebsverbindung mit wenigstens einem den Wagenkasten tragenden Fahrwerk steht sowie mit geräuschdämmenden Mitteln, dadurch gekennzeichnet,
daß ein die Antriebseinrichtung aufnehmender Maschinenraum (6) von einer geräuschdämmend aufgebauten Kapselung (5) umschlossen ist,
daß die Antriebseinrichtung wenigstens einen Lüfter (20) aufweist,
daß in der Außenwandung der Kapselung zumindest eine Ansaugöffnung (16) und eine Ausblasöffnung (22) für vom Lüfter (20) durch den Maschinenraum (6) geförderte Kühlluft vorgesehen ist,
daß die Ansaugöffnung (16) und die Ausblasöffnung (22) quer zur Wagenkastenlängsachse weisen und
daß der Ansaugöffnung (16) ein geräuschgedämmter Ansaugkanal (18) nachgeordnet und der Ausblasöffnung (22) ein geräuschgedämmter Ausblaskanal (23) vorgeordnet ist.

2. Schienentriebfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugöffnung (16) in einer Seitenwand (15) vorgesehen ist.

3. Schienentriebfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausblasöffnung (22) in der Bodenwannne (21) der Kapselung (5) angeordnet ist und nach unten weist.

4. Schienentriebfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung einen Verbrennungsmotor (7) mit einem damit in Antriebsverbindung stehenden Elektrogenerator (8) aufweist, welcher mit einem Kühllüfter (29) verbunden ist, der saugseitig mit dem Ansaugkanal (16) kommuniziert sowie ausblasseitig frei in den Maschinenraum (6) ausmündet.

5. Schienentriebfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ansaugkanal (18) zusätzlich ein Hauptlüfter (24) angeschlossen ist, der ausblasseitg in den Maschinenraum (6) ausmündet.

6. Schienentriebfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausblaskanal (22) vom Boden (21) ausgehend im oberen Bereich des von der Kapselung (5) umschlossen Maschinenraums (6) endet.

7. Schienentriebfahrzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugöffnung (16) in einer Seitenwand (15) der Kapselung (5) angeordnet ist.

8. Schienentriebfahrzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugöffnung in einer Seitenwand des Wagenkastens (1) angeordnet ist.

9. Schienentriebfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung ein Getriebe (8) mit einer Getriebesteuerung (11) aufweist und daß an die Getriebesteuerung (11) ein Nebenluftkanal (28) herangeführt ist, der mit Kühlluft gespeist ist.

10. Schienentriebfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der Nebenluftkanal (28) an den Ansaugstutzen eines separaten Kühllüfters (2) angesetzt ist, dessen Eingangsstutzen an einen weiteren geräuschdämmenden Ansaugkanal (30) angeschlossen ist und
daß die Ansaugöffnung (31) dieses Ansaugkanals (30) in einer Seitenwand (15) der Kapselung (5) angeordnet ist.

11. Schienentriebfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Maschinenraum (6) ein temperaturunabhängiges Schaltelement angeordnet ist, das oberhalb einer Grenzwerttemperatur den Stromkreis des Hauptlüfters (24) aktiviert.