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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere ein Schienenfahrzeug,
mit einem Wagenkasten, der einen Dachbereich und einen Bodenbereich
aufweist, und wenigstens einer Kanaleinrichtung mit einem sich bis
in den Dachbereich und/oder den Bodenbereich erstreckenden Kanal
für elektrische
Leitungen.
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Bei
Schienenfahrzeugen – aber
auch bei anderen Fahrzeugen – ist
es häufig
erforderlich, elektrisch betriebene Komponenten, die in unterschiedlichen
Bereichen des Fahrzeugs angeordnet sind, miteinander über entsprechende
elektrische Verbindungsleitungen zu verbinden. Üblicherweise werden die elektrischen
Verbindungsleitungen hierbei innerhalb des Fahrzeugs in zumindest
teilweise geschlossenen Kabelschächten
oder -wannen geführt,
wie dies beispielsweise aus der
DE 195 37 498 A1 bekannt ist.
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Hierbei
sind grundsätzlich
zwei Arten von Verbindungsleitungen zu unterscheiden, nämlich Signalleitungen,
die welche primär
elektrische Signale übertragen,
und Energieverteilungsleitungen, die primär elektrische Energie übertragen.
Insbesondere für
die Energieverteilungsleitungen gelten aus Gründen des Brandschutzes strenge
Vorschriften hinsichtlich der Verlegung der Leitungen (z. B. in
geschlossenen Rohren etc.), welche wiederum Einfluss auf die erforderliche
Dimensionierung der Leiterquerschnitte hat.
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So
hängen
die erforderlichen Mindestquerschnitte einer Energieverteilungsleitung
neben dem im Nennbetrieb zu erwartenden Laststrom und der im Betrieb
zu erwartenden Umgebungstemperatur wesentlich von der Verlegeart
der Energieverteilungsleitungen ab, mithin also davon, ob die Energieverteilungsleitungen
einzeln oder in Bündeln
frei an Luft oder in mehr oder weniger stark abgeschlossenen Räumen verlegt
sind. Je geringer für
eine vorgegebene Last die zu erwartende Wärmeabfuhr im Betrieb ist, desto
größer ist
der Leitungsquerschnitt zu wählen,
um Gefahren durch Überhitzung
zu vermeiden. Einzelheiten zur vorgeschriebenen Dimensionierung von
Energieverteilungsleitungen für
Bahnfahrzeuge in Deutschland sind beispielsweise der deutschen Norm
DIN EN 50343 zu entnehmen.
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Insbesondere
bei Schienenfahrzeugen besteht häufig
der Bedarf, elektrische Energie führende oder elektrisch betriebene
Komponenten im Dachbereich, wie Z. B. Stromabnehmer, Transformatoren, Wechselrichter,
Gleichrichter etc., mit entsprechenden Komponenten an anderer Stelle
im Fahrzeug zu verbinden. Hierbei ist es in der Regel erforderlich,
die Verbindungsleitungen durch den Wagenkasten hindurch zu führen. Insbesondere
dann, wenn eine Energie führende
Leitung an einen Passagierraum angrenzt, ist aus Gründen des
Brandschutzes sowie aus Gründen
der elektromagnetischen Verträglichkeit
(EMV) eine weit gehende Abschirmung der Leitung unerlässlich.
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Bei
einer solchen Verlegeart in einem mehr oder weniger stark abgeschlossenen
Raum sind, wie bereits erwähnt
wurde, in der Regel vergleichsweise große Querschnitte für die Energieverteilungsleitungen
erforderlich, um die Brandschutzbestimmungen etc. einzuhalten. Dies
führt zum
einen zu einem erheblichen Gewicht der Energieverteilungsleitungen. Zudem
können
mit derart großen
Querschnitten nur vergleichsweise große Verlegeradien erzielt werden, sodass
die Energieverteilungsleitungen erheblichen Bauraum in Anspruch
nehmen
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Fahrzeug
der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, welches die oben
genannten Nachteile nicht oder zumindest in deutlich geringerem
Maße aufweist
und insbesondere eine einfache und Platz sparende Führung von
Energieverteilungsleitungen in oder durch den Wagenkasten ermöglicht.
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Die
vorliegende Erfindung löst
diese Aufgabe ausgehend von einem Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen
Merkmale.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die technische Lehre zu Grunde, dass
man eine einfache und Platz sparende Führung von Energieverteilungsleitungen
in oder durch den Wagenkasten erzielen kann, wenn der Kanal zur
Aufnahme wenigstens einer primär
elektrische Energie übertragenden
Energieverteilungsleitung vorgesehen ist und die Kanaleinrichtung
derart ausgebildet ist, dass sich im Betrieb des Fahrzeugs zumindest
zeitweise eine die Energieverteilungsleitung kühlende Strömung in dem Kanal ausbildet.
Durch die kühlende
Strömung
kann die Wärmeabfuhr
von der Energieverteilungsleitung in einfacher Weise erhöht werden,
sodass der Querschnitt der Energieverteilungsleitung entsprechend kleiner
dimensioniert sein kann. Dies hat zum einen den Vorteil, dass die
Energieverteilungsleitung entsprechend leichter ausfällt. Zum
anderen können kleinere
Verlegeradien realisiert werden, wodurch wiederum Bauraum eingespart
werden kann. Schließlich
können
einfachere und damit kostengünstigere
Energieverteilungsleitungen verwendet werden.
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Hinsichtlich
der Gewichtseinsparung hat es sich gezeigt, dass gegenüber einer
herkömmlichen Verlegeart
Einsparungen von bis zu 35% möglich sind.
Die Gewichtseinsparung kann bei einem einzelnen Fahrzeug, beispielsweise
bei einem Kopfwagen eines Triebzuges, deutlich über 100 kg betragen.
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Bei
bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ist für die Energieverteilungsleitung
ein Nennbetrieb mit einem Laststrom vorgegeben. Weiterhin ist für die Energieverteilungsleitung bei
Verlegung frei in Luft für
diesen Nennbetrieb ein erster Mindestleitungsquerschnitt vorgegeben
sowie bei Verlegung in dem Kanal für diesen Nennbetrieb ein zweiter
Mindestleitungsquerschnitt vorgegeben. Die kühlende Strömung ist derart bemessen, dass der
zweite Mindestleitungsquerschnitt höchstens dem 1,2-fachen des
ersten Mindestleitungsquerschnitts entspricht. Vorzugsweise entspricht
der zweite Mindestleitungsquerschnitt höchstens dem 1,1-fachen des
ersten Mindestleitungsquerschnitts, weiter vorzugsweise höchstens
dem ersten Mindestleitungsquerschnitt. Hierdurch lässt sich
eine besonders vorteilhafte Bauraum- und Gewichtseinsparung erzielen.
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Die
kühlende
Strömung
kann auf beliebige geeignete Weise, insbesondere unter Verwendung beliebiger
geeigneter Hilfsmittel, erzielt werden. So kann beispielsweise bei
bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Fahrzeugs vorgesehen sein, dass
der Kanal im Betrieb des Fahrzeugs – also mit einer oder mehreren
im Kanal installierten Energieverteilungsleitungen – einen
freien Strömungsquerschnitt
aufweist, der so bemessen und/oder gestaltet ist, dass die kühlende Strömung im
Wesentlichen vollständig
durch natürliche
Konvektion aufgrund der Wärmeabgabe
der wenigstens einen Energieverteilungsleitung erzielbar ist. So
können
beispielsweise entsprechend große
Abstände
zwischen der Energieverteilungsleitung und den benachbarten Kanalwänden und/oder
Energieverteilungsleitungen vorgesehen sein, um eine ausreichend
starke kühlende Strömung zu
erzielen. Dies hat den Vorteil, dass ohne weitere Hilfsmittel, insbesondere
auch im Stand ohne durch Fahrtwind erzeugte erzwungene Konvektion,
eine ausreichende Wärmeabfuhr
sichergestellt ist.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn der Kanal an wenigstens einem seiner Enden
eine die kühlende Strömung im
Wesentlichen nicht behindernde Öffnung
zur Umgebung hin aufweist. Hierdurch lässt sich die kühlende Strömung auf
besonders einfache Weise erzielen, da der kühlenden Strömung keine nennenswerte zusätzliche
Energie zugeführt
werden muss, um einen Strömungswiderstand
an ihrem Eintritt und/oder Austritt in den Kanal zu überwinden.
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Bei
weiteren vorteilhaften Varianten des erfindungsgemäßen Fahrzeugs
ist zusätzlich
oder alternativ zur natürlichen
Konvektion vorgesehen, dass die Kanaleinrichtung Konvektionserzeugungsmittel zum
zumindest zeitweisen Erzeugen der kühlenden Strömung durch erzwungene Konvektion
aufweist. Hierbei kann es sich sowohl um passive als auch um aktive
Mittel zur Erzeugung der erzwungenen Konvektion handeln.
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So
kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Konvektionserzeugungsmittel
wenigstens eine im Bereich eines der Enden des Kanals angeordnete
passive Einrichtung zur Nutzung der Fahrbewegung für die Erzeugung
der erzwungenen Konvektion umfassen. Hierzu kann die Einrichtung
zur Nutzung der Fahrbewegung für
die Erzeugung der erzwungenen Konvektion beispielsweise wenigstens eine
Leiteinrichtung, insbesondere ein Leitblech, umfassen, welches Fahrtwind
in den Kanal lenkt, um die kühlende
Strömung
zu erzeugen. Zusätzlich
oder alternativ kann auch am Auslass des Kanals eine solche Leiteinrichtung
vorgesehen seien, welche die kühlende
Strömung
in vorteilhafter Weise lenkt, sodass am Auslass ein möglichst
geringer Widerstand entsteht.
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Zusätzlich oder
alternativ kann die Einrichtung zur Nutzung der Fahrbewegung für die Erzeugung
der erzwungenen Konvektion auch wenigstens eine nach Art einer Venturi-Düse arbeitende
Absaugeinrichtung umfassen, welche dann durch den Aufbau eines Unterdrucks
am Auslass des Kanals die erzwungene Konvektion bewirkt bzw. zumindest
unterstützt.
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Bei
weiteren vorteilhaften Varianten des erfindungsgemäßen Fahrzeugs
können
wie erwähnt aktive
Mittel zur Erzeugung der erzwungenen Konvektion vorgesehen sein.
So können
die Konvektionserzeugungsmittel wenigstens einen Lüfter umfassen,
der in geeigneter Weise angesteuert wird. So kann der Lüfter beispielsweise
in vorgegebenen Intervallen, in Abhängigkeit von dem Betrieb der
durch die Energieverteilungsleitung verbundenen elektrischen Einrichtungen
oder in Abhängigkeit
von beliebigen anderen vorgebbaren Parametern gesteuert werden.
Insbesondere kann er unter Verwendung einer in dem Kanal gemessenen
Temperatur gesteuert sein, sodass er nur dann betrieben wird, wenn
eine entsprechende Kühlwirkung
erforderlich ist.
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Besonders
vorteilhaft lässt
sich die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit Fahrzeugen zur
Personenbeförderung
einsetzen, welche einen Passagierraum aufweisen. Dank der vorliegenden Erfindung
ist es problemlos möglich,
den Kanal zumindest zu dem Passagierraum hin im Wesentlichen vollständig abgeschlossen
auszuführen,
sodass den Anforderungen hinsichtlich des Brandschutzes ohne weiteres
genüge
getan werden kann. Vorzugsweise bildet der Kanal bei solchen Fahrzeugen
zur Personenbeförderung
zumindest zu dem Passagierraum hin eine elektromagnetische Abschirmung,
sodass auch den Anforderungen hinsichtlich der elektromagnetischen
Verträglichkeit
ohne weiteres genüge
getan werden kann.
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Der
Kanal von grundsätzlich
an beliebiger geeigneter Stelle im Fahrzeug angeordnet sein. Vorzugsweise
erstreckt sich der Kanal im Bereich einer sich in Richtung der Hochachse
des Wagenkastens erstreckenden Wand des Wagenkastens. Hierbei kann
es sich um eine beliebige Trennwand oder dergleichen im Inneren
des Fahrzeugs handeln. Ebenso kann es sich hierbei aber auch um
eine Seitenwand des Wagenkastens handeln. Dabei kann der Kanal einfach
auf die betreffende Wand aufgesetzt sein. Vorzugsweise ist der Kanal
aber schon in der betreffenden Wand des Wagenkastens integriert,
sodass sich eine bauraumoptimierte Gestaltung ergibt.
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Der
Kanal kann grundsätzlich
aus einer oder mehreren Komponenten und einem oder mehreren geeigneten
Werkstoffen gefertigt sein. Vorzugsweise weist der Kanal eine umlaufende
Kanalwandung auf, die weiter vorzugsweise aus wenigstens einem metallischen
Werkstoff aufgebaut ist, sodass sowohl den Anforderungen an den
Brandschutz als auch an die elektromagnetische Abschirmung genüge getan ist.
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Wie
bereits erwähnt,
kann sich der Kanal ausgehend von dem zur Umgebung des Fahrzeugs in
Kontakt stehenden Dachbereich oder Bodenbereich des Fahrzeugs mit
einem beliebigen Verlauf an eine beliebige Stelle im Fahrzeug, beispielsweise
einen Raum für
elektrische Haupt- und/oder Hilfsbetriebe des Fahrzeugs erstrecken.
Eine besonders einfache und vorteilhafte Konfiguration ergibt sich, wenn
sich der Kanal von dem Dachbereich zu dem Bodenbereich erstreckt,
die beide in Kontakt mit der Umgebung des Fahrzeugs stehen, sodass
in einfacher Weise ein zumindest nahezu ungehinderter Strom von
Kühlluft
durch den Kanal realisierbar ist.
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Der
Kanal kann dabei wie erwähnt
einen beliebigen Verlauf, also beispielsweise eine beliebige Ausrichtung
bezüglich
der Fahrzeugachsen haben. Besonders einfach zu realisierende bzw.
zu fertigende Konfigurationen ergeben sich, wenn der Kanal im Wesentlichen
in Richtung der Hochachse des Wagenkastens ausgerichtet ist.
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Sind
mehrere Energieverteilungsleitungen vorgesehen, so können diese
einzeln in den Kanal eingebracht werden. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass
mehrere Energieverteilungsleitungen als vorgefertigte Baugruppe
in den Kanal eingebracht sind. Dies kann beliebiger Zahl, insbesondere
auch nach Fertigstellung des Kanals erfolgen, indem die Baugruppe
von oben oder unten in den Kanal eingebracht wird.
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Die
vorliegende Erfindung lässt
sich für
beliebige Fahrzeugkonfigurationen mit beliebiger verteilter Anordnung
der zu verbindenden elektrisch betriebenen Einrichtungen einsetzen.
Besonders gut kommen ihre Vorteile bei bevorzugten Varianten des
erfindungsgemäßen Fahrzeugs
zum Tragen, bei denen in dem Dachbereich wenigstens ein erstes Leistungsbauteil
angeordnet ist, in dem Bodenbereich wenigstens ein zweites Leistungsbauteil
angeordnet ist und das erste Leistungsbauteil und das zweites Leistungsbauteil über die
wenigstens eine Energieverteilungsleitung verbunden sind.
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Weitere
bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen bzw. der
nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, welche auf
die beigefügten
Zeichnungen Bezug nimmt. Es zeigt:
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1 eine
schematische Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Fahrzeugs;
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2 eine
schematische Draufsicht auf das Fahrzeug aus 1;
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3 einen
schematischen Schnitt durch das Fahrzeug aus 2 entlang
der Linie III-III;
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4 einen
schematischen Schnitt durch eine weitere bevorzugte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Fahrzeugs.
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Die 1 zeigt
eine schematische Darstellung eines Teils eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs
in Form eines elektrisch betriebenen Schienenfahrzeugs 101.
Das Fahrzeug 101 umfasst einen Wagenkasten 102 sowie
mehrere elektrische Leistungsbauteile 103, 104,
die über
einen im Dachbereich 102.1 des Wagenkastens 102 angeordneten – nicht
dargestellten – Stromabnehmer
mit elektrischer Energie aus einer – ebenfalls nicht dargestellten – Oberleitung
versorgt werden.
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Bei
den elektrischen Leistungsbauteilen 103, 104 handelt
es sich um beliebige herkömmliche
Komponenten der Haupt- und/oder Hilfsbetriebe des Fahrzeugs 101,
wie beispielsweise Transformatoren, Gleichrichter, Wechselrichter,
Zwischenkreise etc. Ein erstes elektrisches Leistungsbauteil 103 ist
im Dachbereich 102.1 des Wagenkastens 102 angeordnet, während ein
zweites elektrisches Leistungsbauteil 104 im Bodenbereich 102.2 des
Wagenkastens unterflur angeordnet ist. Beide Leistungsbauteile 103, 104 sind
zumindest teilweise luftgekühlt,
indem sie direkten Kontakt zur Umgebung des Wagenkastens 102 haben,
mithin also frei in Luft angeordnet sind. Es versteht sich jedoch,
dass bei anderen Varianten der Erfindung auch vorgesehen sein kann, dass
die Kühlung
wenigstens eines der Leistungsbauteile zumindest zum Teil auf andere
geeignete Weise erzielt wird.
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Die
beiden Leistungsbauteile 103, 104 sind über eine
Energieverteilungsleitung in Form eines Kabelbündels 105 mit mehreren
Kabeln 105.1 (siehe 3) verbunden.
Es versteht sich jedoch, dass der anderen Varianten der Erfindung
auch nur ein einziges Kabel für
die Verbindung vorgesehen sein kann.
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Das
Kabelbündel 105 verläuft durch
eine Kanaleinrichtung 106 des Wagenkastens 102 hindurch. Die
Kanaleinrichtung 106 umfasst einen Kanal 106.1, der
sich in Richtung der Hochachse des Wagenkastens 102 zwischen
dem Dachbereich 102.1 und dem Bodenbereich 102.2 des
Wagenkastens 102 erstreckt und durch den das Kabelbündel 105 verlegt ist.
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Der
Kanal 106.1 weist bei in ihm verlegtem Kabelbündel 105 einen
freien Strömungsquerschnitt auf,
der ausreicht, dass sich in dem Betrieb des Fahrzeugs 101 eine
das Kabel 105 kühlende
Strömung 107 ausbildet.
Hierzu ist der freie Strömungsquerschnitt
so bemessen, dass sich alleine aufgrund der durch die Wärmeabgabe
des Kabelbündels 105 bedingten
natürlichen
Konvektion eine entsprechende kühlende
Strömung 107 ausbildet,
sodass diese auch bei Stillstand des Fahrzeugs 101 sichergestellt ist.
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Um
die Ausbildung der kühlenden
Strömung nicht
zu behindern, weist der Kanal 106.1 einen ausreichend großen freien
Einlass 106.2 sowie einen ausreichend großen freien
Auslass 106.3 auf, die jeweils mit der Umgebung des Wagenkastens
kommunizieren.
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Fährt das
Fahrzeug 101, so bildet sich aufgrund des Fahrtwinds ein
Druckgefälle
im Kanal 106.1 aus, welches die kühlende Strömung 107 unterstützt. Das
Druckgefälle
im Kanal 106.1 wird dabei dadurch bedingt, dass der Einlass 106.2 in
einem im Vergleich zum Auslass 106.3 strömungsberuhigten Bereich
des Wagenkastens angeordnet ist, sodass am Auslass 106.3 eine
stärkere
Sogwirkung entsteht.
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Für das Kabelbündel 105 ist
ein Nennbetrieb mit einem bestimmten Laststrom vorgegeben. Nach den
jeweils für
den Betreiber des Fahrzeugs 101 geltenden gesetzlichen
Vorschriften, beispielsweise hinsichtlich des Brandschutzes, ist
für jedes
Kabel 105.1 des Kabelbündels 105 bei
Verlegung frei in Luft für diesen
Nennbetrieb ein erster Mindestleitungsquerschnitt vorgegeben. Weiterhin
ist für
die Verlegung in dem Kanal 106.1 für diesen Nennbetrieb ein zweiter Mindestleitungsquerschnitt
vorgegeben. Die aufgrund der natürlichen
Konvektion erzielte kühlende Strömung 107 ist
derart bemessen, dass der zweite Mindestleitungsquerschnitt höchstens
dem 1,2-fachen des ersten Mindestleitungsquerschnitts entspricht.
Im vorliegenden Beispiel ist die kühlende Strömung 107 so bemessen,
dass der zweite Mindestleitungsquerschnitt dem ersten Mindestleitungsquerschnitt
entspricht.
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Mit
anderen Worten kann durch die kühlende Strömung erreicht
werden, dass unter anderem die gesetzlichen Brandschutzbestimmungen
mit einem Kabel 105.1 eingehalten werden, welches den Leitungsquerschnitt
eines frei in Luft verlegten Kabels aufweist. Hierdurch wird im
Vergleich zu herkömmlichen
Fahrzeugen, bei denen die Kabel in Kanälen oder dergleichen ohne eine
nennenswerte kühlende Strömung verlegt
sind, eine erhebliche Gewichtseinsparung und – aufgrund der dünneren Kabel
und der damit erzielbaren geringeren Verlegeradien – eine Bauraumeinsparung
erzielt werden.
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Der
Kanal 106.1 ist ein bis auf den Einlass 106.2 und
den Auslass 106.3 vollständig geschlossener Kanal mit
einer umlaufenden Wandung 106.4 aus einem metallischen
Werkstoff. Dies hat den Vorteil, dass der Kanal 106.1 gleichzeitig
die elektromagnetische Abschirmung des Kabelbündels 105 bildet,
sodass der Kanal 106.1 angrenzend an einen Passagierraum 102.3 des
Wagenkastens 102 angeordnet werden kann.
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Es
versteht sich jedoch, dass die Wandung des Kanals bei anderen Varianten
der Erfindung auch zumindest teilweise durchbrochen sein kann, wie dies
beispielsweise von den herkömmlichen
Verlegewannen für
elektrische Leitungen her bekannt ist. Ebenso versteht es sich,
dass die Wandung des Kanals bei anderen Varianten der Erfindung
auch aus anderen Werkstoffen, beispielsweise faserverstärkten Kunststoffen
(FVK) etc., hergestellt sein kann. Gegebenenfalls kann dann eine
separate elektromagnetische Abschirmung im oder am Kanal vorgesehen
oder in der Kanalwandung integriert (z. B. FVK mit elektrisch leitenden
Fasern) sein.
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Der
Kanal 106.1 kann in eine Seitenwand 102.4 des
Wagenkastens 102 integriert sein. Dabei kann er einstückig mit
einem Strukturbauteil der Seitenwand 102.4 ausgebildet
sein. Gegebenenfalls kann der Kanal 106.1 auch ein die
Festigkeit und Steifigkeit der Seitenwand maßgeblich mitbestimmendes Strukturelement
bilden, beispielsweise einen Spant der Seitenwand 102.4.
Durch diese Funktionsintegration kann eine gewichts- und bauraumoptimierte
Gestaltung erzielt werden.
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Wie
insbesondere 3 zu entnehmen ist, sind die
Kabel 105.1 des Kabelbündels 105 als
vorgefertigte Baugruppe ausgebildet, welche bei der Montage von
oben oder unten in den fertigen Kanal 106.1 eingeführt werden.
Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung
auch vorgesehen sein kann, dass der Kanal zumindest abschnittsweise
seitlich zu öffnen
ist, um so die Kabel 105 in den Kanal einzubringen.
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4 zeigt
einen Teilschnitt durch eine weitere bevorzugte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Fahrzeugs 201 mit
noch nicht installierten Energieverteilungsleitungen. Das Fahrzeug 201 entspricht
in seinem grundsätzlichen
Aufbau und seiner grundsätzlichen
Funktion dem Fahrzeug 101, sodass die lediglich auf die
Unterschiede eingegangen werden soll. Ähnliche oder identische Komponenten
sind dabei in 4 mit um den Wert 100 erhöhten Bezugszeichen
versehen.
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Der
wesentliche Unterschied zu dem Fahrzeug 101 besteht darin,
dass die Kanaleinrichtung 206 ein passives Konvektionserzeugungsmittel
in Form einer als Absaugeinrichtung wirkenden Abdeckung 206.5 aufweist.
Die Abdeckung 206.5 sitzt im Dachbereich 202.1 des
Wagenkastens 202 über
dem Auslass 206.3 des Kanals 206.1.
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Die
Abdeckung 206.5 ist so ausgebildet, dass sie während der
Fahrt des Fahrzeugs 201 unabhängig von der Fahrtrichtung
des Fahrzeugs 201 nach Art einer Venturi-Düse wirkt
und im Bereich des Auslasses 206.3 einen Unterdruck erzeugt,
welcher eine erzwungene Konvektion bewirkt, welche die kühlende Strömung 207 in
den Kanal 206.1 unterstützt.
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Hierzu
ist die Abdeckung 206.5 so geformt, dass sich ein durch
sie definierter Strömungsquerschnitt
in Längsrichtung
des Fahrzeugs 201 zur Mitte der Abdeckung 206.5 hin
verringert, sodass im Mittenbereich 206.6 der Abdeckung 206.5 der
dynamische Druck ansteigt und sich ein statischer Unterdruck ausbildet.
Der Auslass 206.3 des Kanals 206.1 mündet in
diesem Mittenbereich 206.6, sodass der dort vorherrschende
statische Unterdruck eine die kühlende
Strömung 207 unterstützende Sogwirkung erzeugt.
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Es
versteht sich, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch beliebige
andere passive und/oder aktive Konvektionserzeugungsmittel vorgesehen
sein können,
welchen eine die kühlende
Strömung
zumindest unterstützende
erzwungene Konvektion bewirken. So können beispielsweise als aktive
Konvektionserzeugungsmittel ein oder mehrere Lüfter vorgesehen sein, wie dies
in 4 durch die gestrichelte Kontur 208 angedeutet
ist. Der Lüfter 208 kann
dabei an beliebiger geeigneter Stelle des Kanals 206.1 angeordnet
sein.
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Zusätzlich oder
alternativ können
an dem Auslass und/oder dem Einlass des Kanals 206.1 auch
lediglich einfache Leitelemente, beispielsweise geeignet geformte
Leitbleche oder dergleichen, vorgesehen sein, wie dies in 4 durch
die gestrichelte Kontur 209 angedeutet ist. Diese Leitelemente
lenken den Fahrtwind in den Kanal 206.1 und unterstützen so
die kühlende
Strömung.
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Es
an dieser Stelle angemerkt, dass die Konvektionserzeugungsmittel
bevorzugt eine erzwungene Konvektion bewirken, welche dieselbe Strömungsrichtung
aufweist wie die durch die Wärmeabgabe
der Kabel bewirkte natürliche
Konvektion. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten
der Erfindung auch vorgesehen sein kann, dass die Strömungsrichtung
der erzwungenen Konvektion auch zur Strömungsrichtung in der natürlichen
Konvektion entgegengesetzt sein kann, wie dies beispielsweise bei
Verwendung der Leitelemente 209 der Fall ist. Dies kann
den Vorteil haben, dass sich in der resultierenden Gesamtströmung stärkere Turbulenzen
an der Oberfläche
der Kabel ausbilden, welche einen verbesserten Wärmeübergang und damit eine erhöhte Kühlwirkung
zur Folge haben.
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Die
vorliegende Erfindung wurde vorstehend ausschließlich anhand eines Beispiels
für ein
Schienenfahrzeug beschrieben, bei dem der Kanal der Kanaleinrichtung
vom Dach des Fahrzeugs bis zur Unterseite des Fahrzeugs verläuft. Es
versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch vorgesehen
sein kann, dass der Kanal vom Dachbereich oder vom Bodenbereich
ins Innere des Fahrzeugs, beispielsweise in einen Geräteraum oder
dergleichen verläuft.
Insbesondere kann er hierbei einen beliebigen Verlauf mit einer
beliebigen Ausrichtung bezüglich
der Achsen des Fahrzeugs aufweisen.
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Die
vorliegende Erfindung wurde vorstehend ausschließlich anhand eines Beispiels
für ein
rein elektrisch betriebenes Schienenfahrzeug beschrieben. Es versteht
sich jedoch, dass die Erfindung auch in Verbindung mit Schienenfahrzeugen
zum Einsatz kommen kann, bei denen die Versorgung mit Primärenergie
auf anderem Wege, beispielsweise über einen Verbrennungsmotor,
erfolgt, wie dies beispielsweise bei so genannten diesel-elektrischen
Schienenfahrzeugen der Fall ist, bei denen ein Dieselmotor einen
entsprechenden Generator zur Stromerzeugung antreibt. Es versteht
sich weiterhin, dass die Erfindung auch in Verbindung mit beliebigen
anderen Fahrzeugen mit elektrisch betriebenen und verteilt in dem
Fahrzeug angeordneten Leistungsbauteilen zum Einsatz kommen kann.