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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug mit einem Wagenkasten,
der auf einer ersten Radeinheit und einer in Längsrichtung des Wagenkastens
beabstandeten zweiten Radeinheit abgestützt ist, und einer elektrischen
Antriebseinrichtung, welche die erste Radeinheit und die zweite Radeinheit
antreibt, wobei die Antriebseinrichtung wenigstens eine erste Transformatoreinheit
und eine zugeordnete erste Stromrichtereinheit umfasst, die in dem
Wagenkasten angeordnet sind.
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Bei
herkömmlichen
derartigen Schienenfahrzeugen ist das bekannt, die beiden Radeinheiten (Radsätze, Radpaare
bzw. Drehgestelle) über
eine Antriebseinrichtung einzutreiben, während Komponenten verteilt
im bzw. am Wagenkasten angeordnet sind. So ist beispielsweise bei
Schienenfahrzeugen der Baureihe BR 445 der Deutsche Bahn AG ein
gemeinsamer Transformator für
beide Triebdrehgestelle am hinteren Wagenende mittig angeordnet.
Weiterhin ist bei den Fahrzeugen der Baureihe RABe 514 der SBB eine
Anordnung mit zwei Transformatoren an einem Wagenende und einer
Anordnung zweier Stromrichter am anderen Wagenende vorgesehen. Schließlich ist
bei den Fahrzeugen TER 2 NG/X 40 der Fa. Alstom SA, FR, eine Anordnung
mit ein oder zwei Transformatoren an einem Wagenende und einem Stromrichtermodul
im Dachraum am anderen Wagenende vorgesehen.
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Nachteilig
ist bei den allen diesen bekannten Fahrzeugen, dass ein vergleichsweise
großer
Aufwand für
Verkabelung, also die elektrische Verbindung, zwischen den Transformatoren
und den Stromrichtern sowie zwischen den Stromrichtern und den die
Radeinheiten antreibenden Fahrmotoren erforderlich ist.
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Zudem
ergibt sich zum Teil eine ungünstige Massenverteilung
im Fahrzeug, welche gegebenenfalls durch eine entsprechende Trimmung
des Fahrzeugs über
zusätzlichen
Ballast ausgeglichen werden muss. Hierdurch wird das Fahrzeug zum
einen schwerer und teurer, zum anderen wird unter Umständen auch
seine Transportkapazität
eingeschränkt.
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Insbesondere
bei Doppelstock-Fahrzeugen mit der Anordnung von Komponenten der
Antriebseinrichtung im Dachbereich ergibt sich zudem eine Verringerung
der Sitzplatzkapazität
durch die Komponenten im Dachbereich bedingtes ungünstigeres Treppenkonzept.
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Schließlich ergibt
sich bei Fahrzeugen mit in Querrichtung des Fahrzeugs mittig angeordneten Transformatoren
(siehe beispielsweise die oben genannte Baureihe BR 445) ein eingeschränkter Fahrgastfluss
und Fahrgastkomfort.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Schienenfahrzeug
der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, welches die
oben genannten Nachteile nicht oder zumindest in deutlich geringerem
Maße aufweist
und insbesondere bei einfacher und kostengünstiger Herstellbarkeit eine
hohe Transportkapazität
und hohen Passagierkomfort ermöglicht.
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Die
vorliegende Erfindung löst
diese Aufgabe ausgehend von einem Schienenfahrzeug 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 bei einfacher und kostengünstiger
Herstellbarkeit eine hohe Transportkapazität und hohen Passagierkomfort
des Schienenfahrzeugs erzielt, wenn die erste Transformatoreinheit
und die erste Stromrichtereinheit der ersten Radeinheit funktional
und räumlich
zugeordnet sind und die Antriebseinrichtung eine zweite Transformatoreinheit
und eine zugeordnete zweite Stromrichtereinheit umfasst, die der
zweiten Radeinheit funktional und räumlich zugeordnet sind.
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Durch
die funktionale und räumliche
Zuordnung der jeweiligen Transformatoreinheit und der zugehörigen Stromrichtereinheit
zur betreffenden anzutreibenden Radeinheit kann zum einen eine besonders
einfache und kostengünstige
elektrische Verbindung der einander zugeordneten Komponenten mit kurzen
Leitungswegen, insbesondere der Hochleistungsleitungen, realisiert
werden. Zudem kann durch die paarweise räumliche Zuordnung der Transformatoreinheiten
und der Stromrichtereinheiten zu den anzutreibenden Radeinheiten
eine günstige,
ausgeglichene Massenverteilung im Fahrzeug erzielt werden, ohne
dass zusätzlicher
Ballast für
eine Trimmung erforderlich wäre.
Die Transformatoreinheit und die zugehörige Stromrichtereinheit können weiterhin
problemlos und so angeordnet werden, dass sie die Transportkapazität, den Fahrgastkomfort
und insbesondere den Fahrgastfluss vergleichsweise wenig beeinträchtigen.
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Die
Transformatoreinheiten und die jeweils zugeordnete Stromrichtereinheit
können
grundsätzlich
in beliebiger geeigneter Weise im Wagenkasten angeordnet sein. Vorzugsweise
ist vorgesehen, dass der Wagenkasten eine erste Längsseite
und eine zweite Längsseite
aufweist, und die erste Transformatoreinheit im Bereich der ersten
Längsseite
des Wagenkas tens und die erste Stromrichtereinheit im Bereich der
zweite Längsseite
des Wagenkastens angeordnet ist, während die zweite Transformatoreinheit
im Bereich der zweiten Längsseite
des Wagenkastens und die zweite Stromrichtereinheit im Bereich der
ersten Längsseite
des Wagenkastens angeordnet ist. Durch diese diagonal gegenüberliegende bzw.
kreuzweise Anordnung der Transformatoreinheiten und der Stromrichtereinheiten
lässt sich
auf besonders einfache Weise eine günstige gleichmäßige Massenverteilung
im Fahrzeug erzielen.
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Vorzugsweise
sind wenigstens eine der Transformatoreinheiten und die ihr zugeordnete Stromrichtereinheit
in getrennten Räumen
des Wagenkastens angeordnet, wodurch eine größere Gestaltungsfreiheit für den Innenausbau
des Wagenkastens, insbesondere die Anordnung von Gängen, Treppen,
Rampen, Sitzplätzen
etc. erzielt wird. Hierdurch ist es möglich, eine Erhöhung des
Fahrgastkomforts und eine Verbesserung des Fahrgastflusses im Fahrzeug
zu erzielen.
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Bevorzugt
sind der Stromrichtereinheit weitere Zusatzausrüstungen, insbesondere elektrische Zusatzausrüstungen,
räumlich
zugeordnet, wobei die weiteren Zusatzausrüstungen vorzugsweise in dem Raum
der Stromrichtereinheit angeordnet sind. Hierdurch lässt sich
eine besonders vorteilhafte Massenverteilung im Fahrzeug erzielen.
So weist die Stromrichtereinheit in der Regel eine geringere Masse
auf als die Transformatoreinheit. Diese Differenz kann durch die
Zusatzausrüstungen
zumindest weit gehend ausgeglichen werden.
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Die
Transformatoreinheiten und die ihnen zugeordneten Stromrichtereinheiten
können
grundsätzlich
an beliebiger geeigneter Stelle im Bereich der jeweils zugeordneten
anzutreibenden Radeinheit angeordnet werden. Bevorzugt sind wenigstens
eine der Transformatoreinheiten und die ihr zugeordnete Stromrichtereinheit
in einem Endbereich des Wagenkastens angeordnet. Dies ist insbesondere
bei Doppelstock-Fahrzeugen von Vorteil, da hiermit eine günstige Anordnung
der Zugänge
zu den beiden Stockwerken möglich
ist.
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Ein
besonders guter Fahrgastfluss ergibt sich, wenn wenigstens eine
der Transformatoreinheiten und die ihr zugeordnete Stromrichtereinheit
durch einen für
Passagiere vorgesehenen Durchgang des Wagenkastens getrennt sind.
Insbesondere bei Doppelstock-Fahrzeugen
ergeben sich mit dieser Anordnung nur sehr geringe Einschränkungen
für die
Anordnung der Zugänge
zum Fahrgastbereich des Wagenkastens.
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Die
vorliegende Erfindung lässt
sich zum Zusammenhang mit beliebigen Wagenkastentypen einsetzen.
Besonders vorteilhaft ist sie wie erwähnt, wenn der Wagenkasten als
Doppelstock-Wagenkasten ausgebildet ist.
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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 Schienenfahrzeugs;
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2 einen
schematischen Schnitt durch das Schienenfahrzeug aus 1 entlang
der Linie II-II.
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Die 1 und 2 zeigen
schematische Darstellungen eines erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs 101.
Das Schienenfahrzeug 101 umfasst einen Doppelstock-Wagenkasten 102,
der im Bereich seiner beiden Enden auf zwei Radeinheiten in Form von
Triebdrehgestellen 103.1 und 103.2 abgestützt ist.
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Die
Triebradsätze
der Drehgestelle 103.1 und 103.2 werden über eine
elektrische Antriebseinrichtung 104 angetrieben. Die Antriebseinrichtung 104 umfasst
hierzu neben den – in
den Figuren aus Gründen
der besseren Übersichtlichkeit
nicht dargestellten – Fahrmotoren
der Drehgestelle 103.1 und 103.2 eine erste Transformatoreinheit 105.1 und
eine zugeordnete erste Stromrichtereinheit 106.1, die dem
ersten Drehgestell 103.1 räumlich und funktional zugeordnet
sind, mithin also die Fahrmotoren des ersten Drehgestells 103.1 mit
Energie versorgen.
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Die
erste Transformatoreinheit 105.1 und die ihr zugeordnete
erste Stromrichtereinheit 106.1 sind an einem Ende des
Wagenkastens 102 in zwei separaten Schränken 102.1 und 102.2 des
Wagenkastens 102 untergebracht. Die beiden Schränke 102.1 und 102.2 sind
dabei durch einen Mittelgang 107.1 getrennt, über welchen
den Fahrzeugpassagieren gegebenenfalls der Übergang in einen benachbarten Wagen
im Fahrzeugverbund möglich
ist.
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Die
beiden Schränke 102.1 und 102.2 weisen
annähernd
dieselbe Größe auf.
Da die erste Stromrichtereinheit 106.1 weniger Bauraum
beansprucht als die erste Transformatoreinheit 105.1, sind in
dem Schrank 102.2 weitere Zusatzausrüstungen 104.1 angeordnet.
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Die
Antriebseinrichtung 104 umfasst weiterhin eine zweite Transformatoreinheit 105.2 und
eine zugeordnete zweite Stromrichtereinheit 106.2, die dem
zweiten Drehgestell 103.2 räumlich und funktional zugeordnet
sind, mithin also die Fahrmotoren des zweiten Drehgestells 103.2 mit
Energie versorgen.
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Die
zweite Transformatoreinheit 105.2 und die ihr zugeordnete
zweite Stromrichtereinheit 106.2 sind an dem anderen Ende
des Wagenkastens 102 ebenfalls in zwei separaten Schränken 102.3 und 102.4 des
Wagenkastens 102 untergebracht. Die beiden Schränke 102.3 und 102.4 sind
dabei ebenfalls durch einen Mittelgang 107.2 getrennt, über welchen den
Fahrzeugpassagieren gegebenenfalls der Übergang in einen benachbarten
Wagen im Fahrzeugverbund möglich
ist.
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Die
beiden Schränke 102.3 und 102.4 weisen
ebenfalls annähernd
dieselbe Größe auf,
sodass in dem Schrank 102.4 der zweiten Stromrichtereinheit 106.2 weitere
Zusatzausrüstungen 104.2 angeordnet
sein können.
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Durch
die funktionale und räumliche
Zuordnung der jeweiligen Transformatoreinheit 105.1 bzw. 105.2 und
der zugehörigen
Stromrichtereinheit 106.1 bzw. 106.2 zur betreffenden
anzutreibenden Radeinheit 103.1 bzw. 103.2 kann
zum einen eine besonders einfache und kostengünstige elektrische Verbindung
der einander zugeordneten Komponenten 105.1 und 106.1 bzw. 105.2 und 106.2 mit
kurzen Leitungswegen erzielt werden.
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Zudem
wird durch die paarweise räumliche Zuordnung
der Transformatoreinheiten 105.1 bzw. 105.2 und
der Stromrichtereinheiten 106.1 bzw. 106.2 zu
den anzutreibenden Radeinheiten 103.1 bzw. 103.2 eine
günstige,
ausgeglichene Massenverteilung im Fahrzeug erzielt, ohne dass zusätzlicher Ballast
für eine
Trimmung erforderlich wäre.
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Die
Unterbringung der Transformatoreinheiten 105.1, 105.2 und
der Stromrichtereinheiten 106.1, 106.2 in den
seitlichen Schränken 102.1 bis 102.4 ist
Platz sparend und ermöglicht
eine vergleichsweise hohe Flexibilität bei der Gestaltung des Passagierraums 102.5 des
Wagenkastens 102. Insbesondere wird eine größere Gestaltungsfreiheit
für den
Innenausbau des Wagenkastens, insbesondere die Anordnung der Treppen 108.1, 108.2 zu
den beiden Stockwerken, erzielt. Die Transportkapazität, der Fahrgastkomfort
und insbesondere der Fahrgastfluss werden hierdurch vergleichsweise
wenig beeinträchtigt.
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Wie
Figur zu entnehmen ist, ist die erste Transformatoreinheit 105.1 im
Bereich der ersten Längsseite 102.6 des
Wagenkastens 102 und die erste Stromrichtereinheit 106 kommt
eins im Bereich der zweite Längsseite 102.7 des
Wagenkastens 102 angeordnet. Demgegenüber ist die zweite Transformatoreinheit 105.2 im
Bereich der zweiten Längsseite 102.7 des
Wagenkastens 102 und die zweite Stromrichtereinheit 106.2 im
Bereich der ersten Längsseite 102.6 des
Wagenkastens 102 angeordnet. Durch diese diagonal gegenüberliegende
bzw. kreuzweise Anordnung der Transformatoreinheiten 105.1, 105.2 und
der Stromrichter einheiten 106.1, 106.2 wird sich
auf besonders einfache Weise eine günstige gleichmäßige Massenverteilung
im Fahrzeug 101 erzielen. So ergeben sich schon durch diese
Anordnung ausgeglichene Momentenverhältnisse um die Längsachse
und die Querachse des Wagenkastens 102.
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Ein
weiterer Momentenausgleich im Hinblick auf die Verwindung des Wagenkastens 102 wird über die
Zusatzausrüstungen 104.1 und 104.2 erzielt,
welche die Massendifferenz zwischen der leichteren Stromrichtereinheit 106.1 bzw. 106.2 und
der schwereren Transformatoreinheit 105.1 bzw. 105.2 zumindest
weit gehend ausgleichen kann.
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Die
vorliegende Erfindung wurde vorstehend ausschließlich anhand eines Beispiels
für ein
Doppelstock-Fahrzeug beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass
die Erfindung auch in Verbindung mit einstöckigen Fahrzeugen zum Einsatz
kommen kann. Weiterhin versteht es sich, dass die Erfindung unabhängig von
der Art der Energiezufuhr zum Fahrzeug, also sowohl bei rein elektrisch
betriebenen Fahrzeugen (Speisung über einen Fahrdraht oder dergleichen)
oder bei Fahrzeugen mit einem kombinierten Antriebskonzept (beispielsweise
einem dieselelektrischen Antrieb) zum Einsatz kommen kann.