-
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung sowie ein Verfahren zur aktiven Druckregelung in einem Schienenfahrzeug.
-
Das Klimasystem in einem Schienenfahrzeug muss unterschiedliche Aufgaben erfüllen. Zu diesen Aufgaben gehört nicht nur die Aufbereitung von Zuluft zur Einstellung eines komfortablen Raumklimas zu den unterschiedlichen Jahreszeiten, sondern auch die Filterung der Außenluft. Darüber hinaus muss das Klimasystem sicherstellen, dass in dem Schienenfahrzeug ein hinreichender Überdruck gegenüber dem Umgebungsdruck eingestellt wird. Als hinreichender Überdruck werden hierbei 20Pa bis 50Pa Überdruck gegenüber dem Umgebungsdruck angesehen. Das vorsehen eines entsprechenden Überdruckes ist in einem Schienenfahrzeug notwendig, um zu vermeiden, dass nicht klimatisierte Außenluft durch Undichtigkeiten des Schienenfahrzeugs in den Innenraum geraten kann und somit den Fahrgastkomfort beeinträchtigt.
-
Wird ein zu hoher Überdruck in dem Schienenfahrzeug vorgesehen, kann vorkommen, dass die Schließkraft der Außentüren nicht ausreicht, diese gegen den Innendruck zu schließen.
-
Der Fahrzeuginnendruck bei einem Schienenfahrzeug hängt im entscheidenden Maß von der Dichtigkeit des Schienenfahrzeugkörpers ab. Die Dichtigkeit des Schienenfahrzeugkörpers ist dabei insbesondere abhängig von der Montagequalität in der Fertigung, der Einstellung der Außentüren, der Anzahl der Entwässerungsöffnungen, sowie der Qualität und dem Zustand der Dichtungen in den einzelnen Fahrzeugen. Hierbei ist zu beachten, dass in der Regel die Qualität und der Zustand der Dichtungen über eine Fahrzeugflotte nicht konstant sind.
-
Darüber hinaus muss das Klimasystem den Fahrzeuginnendruck über den gesamten Lebensdauerzyklus des Schienenfahrzeugs aufrecht erhalten und den unterschiedlichen Verschleiß der einzelnen Fahrzeuge berücksichtigen. Im Rahmen der Wartung des Schienenfahrzeugs, welche nicht notwendiger Weise durch den Hersteller des Schienenfahrzeugs erfolgt, werden die Außentüren vielfach mehr oder weniger gleichmäßig eingestellt. Hierdurch erhöht sich der Verschleiß der Dichtungen, welche im Nutzungszeitraum bis zur nächsten Wartung undicht werden können, wodurch der Innendruck des Schienenfahrzeugs unkontrollierbar beeinträchtigt wird.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren anzugeben, mit welchem es möglich ist, einen konstanten Innendruck innerhalb des Schienenfahrzeugs über den gesamten Lebensdauerzyklus des Fahrzeugs auch bei unterschiedlicher Dichtigkeit und variablem Verschleiß der Dichtungen sicherzustellen.
-
Gelöst wird diese Aufgabe hinsichtlich der Vorrichtung durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1. Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Anspruch 5 gelöst.
-
Es wird somit eine Vorrichtung zur aktiven Regelung des Fahrzeuginnendrucks in einem Schienenfahrzeug vorgeschlagen, aufweisend eine Belüftungseinrichtung zur Erhöhung des Innendrucks in dem Schienenfahrzeug, eine Entlüftungseinrichtung zur Verringerung des Innendrucks in dem Schienenfahrzeug, eine Messeinrichtung zur Messung des Innendrucks in dem Schienenfahrzeug, welche dadurch gekennzeichnet, dass diese eine zumindest mit der Entlüftungseinrichtung zur Verringerung des Innendrucks und der Messeinrichtung signaltechnisch verbundene Steuerungseinrichtung aufweist und die Entlüftungseinrichtung zur Verringerung des Innendrucks durch die Steuerungseinrichtung in Abhängigkeit des von der Messeinrichtung ermittelten Innendrucks steuerbar ist.
-
Durch das erfindungsgemäße vorsehen einer Entlüftung, welche in Abhängigkeit des gemessenen Fahrzeuginnendrucks im Schienenfahrzeug geregelt wird, ist ein Aufrechterhalten eines gewünschten Überdrucks im Fahrzeuginnenraum möglich, auch wenn die Leckage, also die Abfluss von Innenluft über Undichtigkeiten, veränderlich ist. Erhöht sich die Undichtigkeit des Schienenfahrzeuges, beispielsweise durch eine Veränderte Einstellung der Außentüren oder durch Verschleiß der Dichtungen, kann durch eine Reduzierung der Entlüftung über die Entlüftungseinrichtung der Druckverlust durch die Leckagen kompensiert werden. Hierdurch kann unter unterschiedlichen Betriebsbedingungen und Abnutzungszuständen des Schienenfahrzeuges über den gesamten Lebensdauerzyklus.
-
Gemäß einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Steuerungseinrichtung einen Eingangskanal zur Einleitung eines den offenen und/oder geschlossenen Zustand einer Außentür und/oder eines Fensters des Schienenfahrzeugs anzeigenden Diagnosesignals aufweist. Durch das Vorsehen eines solchen Diagnosesignals kann eine Messung des Innendrucks im Schienenfahrzeug erfolgen, wenn sichergestellt ist, dass die Außentüren und/oder Fenster des Schienenfahrzeugs geschlossen sind und kein Innendruck über diese Öffnungen austreten kann. Hierdurch werden vorteilhafter Weise Fehlmessungen des Innendrucks im Schienenfahrzeug vermieden. Entsprechende Fehlmessungen könnten dazu führen, dass ein zu geringer Innendruck ermittelt wird und die Steuerungseinrichtung die Entlüftungseinrichtungen schließt, um den durch die Belüftungseinrichtung aufgebauten Innendruck auf den vorgesehenen Wert, beispielsweise zwischen 20Pa und 50Pa, zu erhöhen. Hierdurch würde, wenn die Außentüren und/oder Fenster geschlossen werden, der Innendruck über den vorgesehen Wert hinaus steigen, was insbesondere die Schließfunktion der Außentüren beeinträchtigen könnte.
-
Im Sinne der Erfindung ist unter einer Belüftungseinrichtung beispielsweise eine Klimaanlage der Schienenfahrzeuges zu verstehen, welche Außenluft ansaugt, aufbereitet und in den Innenraum des Schienenfahrzeugs einleitet. Durch diese Einleitung wird ein Überdruck im Innenraum des Schienenfahrzeugs aufgebaut.
-
Im Sinne der Erfindung ist unter einer Entlüftungseinrichtung beispielsweise ein Außenventil, eine Entlüftungsklappe oder ein Lüfter (Ventilator) zu verstehen.
-
Im Sinne der Erfindung ist unter einer Messeinrichtung zu Messung des Innendrucks im Schienenfahrzeug beispielsweise ein Drucksensor oder eine Manometer zu verstehen.
-
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bestimmt die Messeinrichtung den Innendruck im Schienenfahrzeug auf Zug- und/oder Wagon-Ebene. Sowohl bei der Bestimmung des Innendrucks auf Zug-Ebene, als auch Bestimmung des Innendrucks auf Wagonebene kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass eine Mehrzahl von im Zug oder Wagon verteilt angeordneten Messeinrichtungen zur Bestimmung des Innendrucks im Schienenfahrzeug genutzt werden. Hierbei kann es vorgesehen sein, dass die von den einzelnen Messeinrichtungen bestimmten Innendruckwerte zu einem Durchschnittsinnendruckwert zusammengefasst werden. Ebenso kann es vorgesehen sein, dass eine Bestimmung des Innendrucks Abschnittsweise erfolgt innerhalb des Schienenfahrzeugs erfolgt.
-
Hinsichtlich der Anordnung der Entlüftungseinrichtung kann es in einer Ausgestaltung der Erfindung bevorzugt vorgesehen sein, dass die Entlüftungseinrichtung derart angeordnet ist, dass das Auftreten von den Fahrgastkomfort beeinträchtigende Luftströmungen innerhalb der von Fahrgästen genutzten Bereiche des Schienenfahrzeugs vermieden wird. Hierzu kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass die Entlüftungseinrichtungen im Deckenbereich und/oder im Bodenbereich des Schienenfahrzeugs angeordnet sind.
-
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass eine Mehrzahl von Entlüftungseinrichtungen im Schienenfahrzeug vorgesehen sind, welche derart verteilt angeordnet sind, dass den Fahrgastkomfort beeinträchtigende Luftströmungen vermieden oder zumindest reduziert werden.
-
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Verfahren zur aktiven Druckregelung des Innendrucks in einem Schienenfahrzeug gelöst, welches die Verfahrensschritte aufweist:
- – Erhöhen des Innendrucks innerhalb des Schienenfahrzeuges mittels einer Belüftungseinrichtung;
- – Messen des Innendrucks innerhalb zumindest eines Teilbereichs des Schienenfahrzeugs mittels einer Messeinrichtung;
- – Einstellen des Innendrucks innerhalb des Schienenfahrzeugs mittels einer über einen Steuerungseinrichtung gesteuerte Entlüftungseinrichtung, wobei die Steuerungseinrichtung die Entlüftungseinrichtung in Abhängigkeit des von der Messeinrichtung ermittelten Innendrucks mit der Maßgabe steuert, dass ein vorgegebener Innendruck innerhalb des Schienenfahrzeugs aufgebaut wird.
-
In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Steuerung der Entlüftungseinrichtung im Rahmen der Klimasteuerung des Schienenfahrzeugs. Dazu kann es insbesondere vorgesehen sein, dass die Steuerungseinrichtung in die Klimasteuerungseinrichtung integriert ist. Hierdurch ist es möglich, die Be- und Entlüftungseinrichtung wechselseitig zu Berücksichtigen, so dass ergänzend zu einer Erhöhung der über die Entlüftungseinrichtung aus dem Schienenfahrzeug abgeführten Luftmenge, über die Belüftungsanlage die dem Innenraum des Schienenfahrzeugs zugeführte Luftmenge reduziert wird.
-
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verfahrens weist die Entlüftungseinrichtung ein Außenventil, eine Entlüftungsklappe und/oder einen Lüfter (Ventilator) aufweist und die Regelung des Innendrucks erfolgt mittels öffnen oder schließen des Außenventils und/oder der Belüftungsklappe und/oder mittels Drehzahlregelung des Lüfters.
-
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erfolgt eine Ermittlung des Innendruckes nur während geschlossener Außentür und/oder geschlossenem Fenster des Schienenfahrzeugs und im Standfall, also wenn das Schienenfahrzeug steht. Dazu kann es insbesondere vorgesehen sein, dass der Zustand der Türen und/oder Fenster des Schienenfahrzeugs von der Steuerungseinrichtung abgefragt wird. Eine solche Abfrage kann beispielsweise mittels Tür- und/oder Fenstersensoren erfolgen. Insbesondere hinsichtlich des Betriebszustandes der Außentüren kann es aber auch vorgesehen sein, dass Statusinformationen aus dem Zugkontrollsystem des Schienenfahrzuges abgerufen und Berücksichtigt werden. Über das Fahrtgeschwindigkeitssignal im Zugkontrollsystem wird sichergestellt, dass der Innendruck nur im Standfall ausgewertet wird.
-
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahren kann es vorgesehen sein, dass ein Messung des Innendrucks nicht kontinuierlich während des gesamten Fahrbetriebes erfolgt, sondern intervallartig, beispielsweise im Abstand von Minuten, Stunden, Tagen oder Monaten. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass eine Messung des Innendrucks nur im Rahmen der Wartungsintervalle des Schienenfahrzeuges durchgeführt wird, beispielsweise im Herbst oder Frühjahr, und eine Anpassung der Entlüftungsleistung an die Belüftungsleistung im Rahmen der entsprechenden Inspektion stattfindet.
-
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
-
1 den schematischen Aufbau einer Vorrichtung zur aktiven Druckregelung in einem Schienenfahrzeug.
-
Die 1 zeigt den schematischen Aufbau einer Vorrichtung zur aktiven Druckregelung in einem Schienenfahrzeug 900. Das Schienenfahrzeug weist eine Belüftungseinrichtung 120 auf, welche beispielsweise durch eine Klimaanlage gebildet sein kann. Die Belüftungsanlage 120 führt dem Innenraum des Schienenfahrzeugs 900 Außenluft zu, wodurch sich innerhalb des Schienenfahrzeugs 900 ein Überdruck gegenüber dem Umgebungsdruck außerhalb des Schienenfahrzeugs 900 aufbaut. An einer Steuerungseinrichtung 200 läuft ein Diagnosesignal 210 auf, welches den offenen oder geschlossenen Zustand der Außentüren 910 und/oder Fenster 920 des Schienenfahrzeugs 900 meldet. Über die Messwertleitung 215 läuft ein den mittels der Messeinrichtung 160 ermittelten Innendruck im Schienenfahrzeug 900 repräsentierendes Messsignal in der Steuerungseinrichtung 200. Bei geschlossenen Außentüren 910 und Fenstern 920 wertet die Steuerungseinrichtung 200 das Signal der Messeinrichtung 160 aus. Sollte der sich dabei ergebende Wert des Innendrucks im Schienenfahrzeug gegenüber dem Umgebungsdruck über einem festlegbaren Schwellwert von beispielsweise 50Pa liegen, aktiviert die Steuerungseinrichtung 200 über Steuerleitungen 212, 213, 214 eine Entlüftungseinrichtung 141, 142, 143 über welche der Innendruck entsprechend der Schwellwertvorgabe eingeregelt werden kann. Hierbei kann als Entlüftungseinrichtung beispielsweise ein Außenventil 141, eine Entlüftungsklappe 142, ein Lüfter (Ventilator) 143, oder eine Kombination dieser Entlüftungseinrichtungen im Schienenfahrzeug angeordnet sein. Bevorzugt sind die Entlüftungseinrichtungen 141, 142, 143 dabei derart angeordnet, dass es durch den über diese Einrichtungen aus dem Schienenfahrzeug entweichenden Innendruck nicht zu den Fahrgastkomfort nachteilig beeinflussenden Luftströmungen innerhalb des von Fahrgästen genutzten Bereichs des Schienenfahrzeugs kommt. In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann es vorgesehen sein, dass die Steuerungseinrichtung 200 über eine Steuerungsleitung 211 Steuersignale an die Belüftungseinrichtung 120 sendet, um die Belüftungseinrichtung 120 ebenfalls in Anhängigkeit des ermittelten Innendrucks im Schienenfahrzeug 900 zu regeln. Die Funktionen der Belüftungseinrichtung 120 und der Entlüftungseinrichtung 141, 142, 143 können so aufeinander angestimmt werden.
