DE102010019272A1

DE102010019272A1 - Drehgestell für ein Schienenfahrzeug

Info

Publication number: DE102010019272A1
Application number: DE201010019272
Authority: DE
Inventors: Gerhard Nolting
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2010-05-04
Filing date: 2010-05-04
Publication date: 2011-11-10
Also published as: EP2566739A1; CN102883935A; WO2011138317A1; RU2012151838A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Drehgestell für ein Schienenfahrzeug, mit einem Drehgestellrahmen, der aus Hohlprofilen gebildet ist, wobei der Drehgestellrahmen wenigstens teilweise mit einem Latentspeichermaterial gefüllt ist, dessen Phasenwechseltemperatur oberhalb von 0°C liegt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Drehgestell für ein Schienenfahrzeug, mit einem Drehgestellrahmen, der aus Hohlprofilen gebildet ist.
Im Winterbetrieb eines Schienenfahrzeugs kann sich Schnee und Eis in großen Mengen an einem Drehgestellrahmen ansammeln und daran haften bleiben. Eine solche Schneeansammlung kann zu einem großen Klumpen anwachsen, der während der Fahrt des Schienenfahrzeugs irgendwann auf das Gleisbett fällt. In dieser Situation besteht die Gefahr, dass ein nachfolgendes Drehgestell des Schienenfahrzeugs über den vereisten Schneeklumpen hinweg fährt, so dass Bauteile an dem nachfolgenden Drehgestell beschädigt werden können oder sogar vollständig abreißen. Bei solchen Bauteilen kann es sich um Druckluftleitungen, elektrische Leitungen, Antennen und anderes mehr handeln.
Das Problem der Ansammlung von Schnee am Drehgestellrahmen wurde bisher wie folgt gelöst: Das Drehgestell wurde manuell in gewissen zeitlichen Abständen von Schnee und Eis befreit. Alternativ dazu gibt es auch Enteisungsanlagen für Schienenfahrzeuge. Es ist auch möglich, die Drehgestelle gesondert mit Enteisungsmitteln zu besprühen. Bei der Verwendung von Enteisungsmitteln ergibt sich jedoch die Schwierigkeit, dass diese nur beispielsweise 15 Minuten am Fahrzeug anhaften und danach ihre Wirkung verlieren.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Drehgestell anzugeben, bei dem eine Anlagerung von Schnee und Eis im Winterbetrieb vermindert ist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Drehgestellrahmen wenigstens teilweise mit einem Latentspeichermaterial gefüllt ist, dessen Phasenwechseltemperatur oberhalb von 0°C liegt.
Das Latentspeichermaterial hat die Eigenschaft, dass seine Temperatur sich im Bereich einer Phasenwechseltemperatur unabhängig von einer aufgenommenen Wärmemenge nicht ändert.
Dies bedeutet, wenn ein Drehgestell sich tagsüber auf eine Temperatur von beispielsweise 15°C aufgewärmt hat und die Temperatur mit kommender Nacht absinkt, dass die Temperatur des Drehgestells unabhängig von einem äußeren Temperaturabfall über einen bestimmten Bereich ungeändert bleibt. Dies heißt in der Praxis, dass das Drehgestell auch bei negativen Außentemperaturen erst dann eine Temperatur unterhalb des Gefrierpunktes erreicht, wenn der Bereich latenter Wärme unterschritten wird.
Bevorzugt liegt die Phasenwechseltemperatur des Latentspeichermaterials zwischen 2°C und 7°C. In dieser Weise wird ein Einfrieren des Drehgestells bzw. eine Anlagerung von Schnee daran deutlich vermindert.
Das Latentspeichermaterial kann in mikroverkapselter Form vorliegen, wobei eine Kapselgröße im Bereich von weniger als 1 mm, aber auch mehreren mm sein kann.
Vorzugsweise weist das Drehgestell wenigstens einen Fahrmotor auf, der derart angeordnet ist, dass das Latentspeichermaterial durch erwärmte Kühlluft des Fahrmotors erwärmbar ist. Dabei wird die Wärme aus der Kühlluft beispielsweise über den Drehgestellrahmen in das Latentspeichermaterial transportiert.
Das Drehgestell weist eine Einfüllöffnung für das Latentspeichermaterial auf, so dass dessen Hohlräume mit dem Material gefüllt werden können. Zur Überwachung des Füllstandes des Drehgestells kann es eine Kontrollöffnung aufweisen.
Zur Füllung der Hohlräume des Drehgestells kann grundsätzlich jedes Latentspeichermaterial eingesetzt werden, welches die o. g. Randbedingungen für die Phasenwechseltemperatur erfüllt. Als Beispiele können jedoch ein Paraffin, eine Fettsäure oder eine eutektische Salzlösung genannt werden, wobei jedenfalls Paraffine, die mikroverkapselt sind, bereits im Handel erhältlich sind.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Ein Drehgestell ist wenigstens teilweise aus Hohlprofilen gebildet, wobei vorhandene Hohlräume nach außen hin abgeschlossen sind. Zur Befüllung des Drehgestellrahmens ist an geeigneter Stelle eine Einfüllöffnung vorgesehen, die günstiger Weise an einem Ende des Drehgestellrahmens liegt. Am gegenüberliegenden Ende des Drehgestellrahmens findet sich eine Kontrollöffnung, mit deren Hilfe ein Füllstand des Drehgestellrahmens überwacht werden kann. Zum Schutz vor Korrosion wird der Drehgestellrahmen mit Stickstoff gefüllt. Nach der Befüllung des Drehgestellrahmens mit Latentspeichermaterial werden die verbleibenden Hohlräume im Drehgestellprofil mit Stickstoff gefüllt.
Damit eine Temperatur des Drehgestellrahmens zur Vermeidung von Schneeanlagerungen in der Nacht 3°C nicht unterschreitet und am Tage über 3°C liegt, insbesondere im Winter, wird zusätzlich warme Luft von einer Fahrmotorkühlung oder auch von einem Hilfsumrichter am Drehgestell auf den Drehgestellrahmen geleitet. Die warme Luft in den Fahrmotoren kann im Winter beispielsweise noch um 60°C liegen, und zwar bei einem Luftdurchsatz von 0,6 m³/s. Durch die Wärmeleitfähigkeit des Stahls, aus dem der Drehgestellrahmen hergestellt sein kann, wird die Wärme weiter in dem Rahmen verteilt. In dieser Weise steigt die Temperatur im Drehgestellrahmen über 3°C an. In der Nacht, wenn die Außentemperatur unter 3°C liegt, kristallisiert das Latentspeichermaterial und gespeicherte Wärme wird frei. Wenn das Latentspeichermaterial vollständig kristallisiert ist, würde die Temperatur des Drehgestellrahmens weiter absinken.
Das Latentspeichermaterial liegt in mikroverkapselter Form vor, wobei eine Teilchengröße zwischen mehreren 100 μm bis zu 10 mm betragen kann.
Bei dem Latentspeichermaterial kann es sich insbesondere um ein Paraffin, eine Fettsäure oder eine eutektische Salzlösung handeln, deren Phasenwechseltemperatur zwischen dem festen und dem flüssigen Aggregatzustand zwischen 2°C und 6°C liegen sollte.

Claims

Drehgestell für ein Schienenfahrzeug, mit einem Drehgestellrahmen, der aus Hohlprofilen gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehgestellrahmen wenigstens teilweise mit einem Latentspeichermaterial gefüllt ist, dessen Phasenwechseltemperatur oberhalb von 0°C liegt.
Drehgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenwechseltemperatur des Latentspeichermaterials zwischen 2°C und 7°C liegt.
Drehgestell nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Latentspeichermaterial in mikroverkapselter Form vorliegt.
Drehgestell nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehgestell wenigstens einen Fahrmotor aufweist, der derart angeordnet ist, dass das Latentspeichermaterial durch erwärmte Kühlluft des Fahrmotors erwärmbar ist.
Drehgestell nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Einfüllöffnung für das Latentspeichermaterial aufweist.
Drehgestell nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Kontrollöffnung aufweist, die zur Überwachung eines Füllstands des Drehgestellrahmens angeordnet ist.
Drehgestell nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als das Latentspeichermaterial ein Paraffin, eine Fettsäure oder eine eutektische Salzlösung eingesetzt ist.