DE102011114354B3

DE102011114354B3 - Underfloor cooling system for a rail vehicle

Info

Publication number: DE102011114354B3
Application number: DE102011114354A
Authority: DE
Inventors: Thomas Forner
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2011-09-27
Filing date: 2011-09-27
Publication date: 2012-11-22
Anticipated expiration: 2031-09-28
Also published as: GB2495180B; GB201213857D0; GB2495180A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Unterflurkühlanlage für ein Schienenfahrzeug, welches zumindest mittelbar von einem Verbrennungsmotor angetrieben ist, mit
– zwei seitlichen parallel zu einer Hauptachse verlaufenden Begrenzungsflächen,
– wenigstens zwei Kühlwärmetauschern, von welchen jeweils wenigstens einer an jeder der seitlichen Begrenzungsflächen angeordnet ist,
– wenigstens zwei Lüftern zur Erzeugung eines im Wesentlichen quer zur Hauptachse die Kühlwärmetauscher durchströmenden Kühlluftstroms, von welchen jeweils wenigstens einer auf der einen Seite im Bereich der an der jeweiligen seitlichen Begrenzungsfläche angeordneten Kühlwärmetauscher und jeweils wenigstens einer auf der anderen Seite im Bereich der an der jeweiligen seitlichen Begrenzungsfläche angeordneten Kühlwärmetauscher angeordnet ist.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem wenigstens einen Lüfter auf der einen Seite und dem wenigstens einen Lüfter auf der anderen Seite wenigstens ein Kraftstofftank für den Verbrennungsmotor angeordnet ist.The invention relates to an underfloor cooling system for a rail vehicle, which is at least indirectly driven by an internal combustion engine with
Two lateral boundary surfaces running parallel to a main axis,
At least two cooling heat exchangers, of which in each case at least one is arranged on each of the lateral boundary surfaces,
- At least two fans for generating a substantially transverse to the main axis of the cooling heat exchanger by flowing cooling air flow, of which in each case at least one on the one side in the region of the respective lateral boundary surface arranged cooling heat exchanger and each at least one on the other side in the region of the respective lateral boundary surface arranged cooling heat exchanger is arranged.
The invention is characterized in that at least one fuel tank for the internal combustion engine is arranged between the at least one fan on the one side and the at least one fan on the other side.

Description

Die Erfindung betrifft eine Unterflurkühlanlage für ein Schienenfahrzeug nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art. Außerdem betrifft die Erfindung ein Schienenfahrzeug mit einer solchen Unterflurkühlanlage.The invention relates to an underfloor cooling system for a rail vehicle according to the closer defined in the preamble of claim 1. Art also relates to a rail vehicle with such underfloor cooling system.

Schienenfahrzeuge sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt. Diese sind typischerweise als Lokomotive oder insbesondere als sogenannte Triebwagen ausgebildet. Meist weisen die Fahrzeuge zwei gleichwertige Fahrtrichtungen auf. Vor allem bei Triebwagen ist der Antriebsstrang mit einem Verbrennungsmotor sowie gegebenenfalls einem Generator zur Erzeugung von elektrischer Antriebsenergie häufig im Unterbau des Fahrzeugs angeordnet. Das Kühlsystem hierzu kann dann im Dachbereich des Triebwagens oder vorzugsweise als Unterflurkühlanlage ebenfalls im unteren Bereich des Fahrzeugs angeordnet sein. Dadurch wird kein zum Transport der Passagiere und/oder Waren benötigter Bauraum verwendet.Rail vehicles are known from the general state of the art. These are typically designed as a locomotive or in particular as a so-called railcar. Most vehicles have two equivalent directions. Especially in railcars, the powertrain with an internal combustion engine and possibly a generator for generating electrical drive energy is often arranged in the substructure of the vehicle. The cooling system for this purpose can then be arranged in the roof region of the railcar or preferably also as underfloor cooling system in the lower region of the vehicle. As a result, no space required for transporting the passengers and / or goods is used.

Bei Unterflurkühlanlagen ist es nun insbesondere so, dass diese typischerweise eine Hauptachse aufweisen, welche normalerweise in Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs oder quer zur Fahrtrichtung und jeweils parallel zum Schienenbett verläuft. An zwei parallel zu dieser Hauptachse verlaufenden seitlichen Begrenzungsflächen sind jeweils Kühlwärmetauscher angeordnet sowie Lüfter zur Erzeugung eines im Wesentlichen quer zur Hauptachse die Kühlwärmetauscher durchströmenden Kühlluftstroms. Der Kühlluftstrom wird also typischerweise von außen an den Seitenflächen des Schienenfahrzeugs angesaugt und durch die Kühlwärmetauscher gefördert. Er strömt dann in der Mitte des Schienenfahrzeugs nach unten sowie gegebenenfalls in Fahrtrichtung oder gegen die Fahrtrichtung wieder ab. Der Aufbau ist dabei vergleichsweise groß und benötigt insbesondere eine vergleichsweise lange Baulänge, da die Kühlwärmetauscher jeweils im Bereich der seitlichen Begrenzungsflächen angeordnet werden müssen, sodass eine Durchströmung mit Kühlluft möglich ist.In underfloor cooling systems, it is now in particular such that they typically have a main axis, which normally runs in the direction of travel of the rail vehicle or transversely to the direction of travel and in each case parallel to the rail bed. Cooling heat exchangers are arranged in each case on two lateral boundary surfaces running parallel to this main axis and fans for generating a cooling air flow flowing through the cooling heat exchanger essentially transversely to the main axis. The cooling air flow is therefore typically sucked from the outside on the side surfaces of the rail vehicle and conveyed through the cooling heat exchanger. It then flows downwards in the middle of the rail vehicle and optionally again in the direction of travel or against the direction of travel. The structure is comparatively large and requires in particular a comparatively long length, since the cooling heat exchanger must be arranged in each case in the region of the lateral boundary surfaces, so that a flow of cooling air is possible.

Zum Stand der Technik wird auf die folgenden Schriften verwiesen:

– DE 10 2008 052 044 A1
– DE 10 2008 011 329 A1
– DE 697 01 265 T2
– DE 603 18 234 T2
– DE 101 18 219 A1
– DE 42 23 647 A1
– EP 2 142 408 B1
– EP 0 915 794 B1 .

The prior art refers to the following documents:

- DE 10 2008 052 044 A1
- DE 10 2008 011 329 A1
- DE 697 01 265 T2
- DE 603 18 234 T2
- DE 101 18 219 A1
- DE 42 23 647 A1
- EP 2 142 408 B1
- EP 0 915 794 B1 ,

Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin, einen derartigen Aufbau so zu optimieren, dass dieser sehr kompakt realisiert werden kann.The object of the present invention is now to optimize such a structure so that it can be realized very compact.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Unterflurkühlanlage mit den Merkmalen im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind in den abhängigen Unteransprüchen angegeben. Außerdem löst ein Schienenfahrzeug mit einer derartigen Unterflurkühlanlage die Aufgabe. Vorteilhafte Weiterbildungen des Schienenfahrzeugs sind in den jeweils abhängigen Unteransprüchen angegeben.According to the invention this object is achieved by an underfloor cooling system with the features in the characterizing part of claim 1. Further advantageous embodiments thereof are specified in the dependent subclaims. In addition, a rail vehicle with such underfloor cooling system solves the problem. Advantageous developments of the rail vehicle are specified in the respective dependent subclaims.

Die erfindungsgemäße Lösung sieht die Integration eines ohnehin vorhandenen und benötigten Kraftstofftanks in die Unterflurkühlanlage vor. Der wenigstens eine Kraftstofftank wird dazu zwischen den wenigstens einen Lüfter auf der einen Seite und den wenigstens einen Lüfter auf der anderen Seite angeordnet. Er verläuft also im Bereich der Hauptachse der Unterflurkühlanlage zwischen den beiden seitlich angeordneten Einheiten aus Kühlwärmetauschern und Lüftern. Er ist damit in einem Bauraum angeordnet, welcher ansonsten weitgehend ungenutzt bleibt und lediglich für Leitungselemente und/oder Luftleitbleche verwendet wird. Der Gesamtaufbau lässt sich daher sehr kompakt realisieren und kann als integrierte Baueinheit aus Unterflurkühlanlage und Kraftstofftank insgesamt kleiner realisiert werden, als ein Aufbau der beiden Komponenten unabhängig voneinander.The solution according to the invention provides for the integration of an already existing and required fuel tank into the underfloor cooling system. The at least one fuel tank is arranged for this purpose between the at least one fan on one side and the at least one fan on the other side. It thus runs in the region of the main axis of the underfloor cooling system between the two laterally arranged units of cooling heat exchangers and fans. It is thus arranged in a space which otherwise remains largely unused and is used only for line elements and / or air baffles. The overall structure can therefore be realized very compact and can be realized as an integrated unit of underfloor cooling system and fuel tank overall smaller than a structure of the two components independently.

In diversen vorteilhaften Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung kann es dabei vorgesehen sein, dass der Kraftstofftank gleichzeitig die Funktionalität einer gezielten Führung des Kühlluftstroms übernimmt, welcher dafür sorgt, dass die quer zur Hauptachse gegeneinander angeordneten Lüfter sich nicht gegenseitig beeinflussen, sondern dass die von ihnen angesaugte nach dem Kühlwärmetauscher erwärmte Kühlluft zur Seite, also in Fahrtrichtung, gegen die Fahrtrichtung oder quer zur Fahrtrichtung und/oder vorzugsweise nach unten, abgeführt wird.In various advantageous embodiments and developments of the invention, it may be provided that the fuel tank simultaneously assumes the functionality of a targeted guidance of the cooling air flow, which ensures that the transverse to the main axis against each other arranged fans do not affect each other, but that sucked by them after the cooling heat exchanger heated cooling air to the side, ie in the direction of travel, against the direction of travel or transverse to the direction of travel and / or preferably down, is dissipated.

In einer ersten Ausgestaltung kann es dabei vorgesehen sein, dass der Kraftstofftank sich quer zur Hauptachse im bestimmungsgemäßen Einbau nach unten hin verjüngt. Der Tank kann also trapezförmig oder dreieckig aufgebaut sein oder auch mit entsprechenden Rundungen. Dadurch wird die quer zur Richtung der Hauptachse von den Lüftern gegen den Tank geblasene erwärmte Kühlluft vorzugsweise nach unten abgeleitet. Ergänzend oder alternativ dazu kann es auch vorgesehen sein, dass der Kraftstofftank an seinen den Lüftern zugewandten Oberflächen jeweils wenigstens ein Luftleitblech zur gezielten Führung des Kühlluftstroms aufweist. Ergänzend oder alternativ dazu kann es ferner vorgesehen sein, dass der Kraftstofftank an seinen den Lüftern zugewandten Oberflächen Oberflächenformen und/oder Flächenstrukturen zur gezielten Führung des Kühlluftstroms aufweist. Ein solcher Aufbau ermöglicht neben der Nutzung des Platzes im Bereich der Unterflurkühlanlage durch den Kraftstofftank gleichzeitig die gezielte Abführung der erwärmten Kühlluft, vorzugsweise nach unten. Dabei übernimmt der Kraftstofftank im Bereich der Unterflurkühlanlage die positive Funktionalität, dass er die Kühlluftströme der beiden ansonsten gegeneinander gerichteten Lüfter entsprechend umlenkt und – vorzugsweise nach unten – ableitet. Um eine Beeinflussung der Lüfter untereinander zu vermeiden, wäre hier ansonsten ein Leitblech notwendig, welches durch den Kraftstofftank ersetzt und so eingespart werden kann.In a first embodiment, it may be provided that the fuel tank tapers transversely to the main axis in the intended installation downwards. The tank can therefore be trapezoidal or triangular or with appropriate curves. Thereby, the heated cooling air blown across the tank transversely to the direction of the main axis from the fans is preferably discharged downwards. Additionally or alternatively, it can also be provided that the fuel tank at its surfaces facing the fans each having at least one air guide plate for targeted guidance of the cooling air flow. Additionally or alternatively, it can also be provided that the fuel tank at its the fans facing surfaces surface shapes and / or surface structures for targeted guidance of the cooling air flow. Such a structure allows in addition to the use of space in the field of underfloor cooling system through the fuel tank at the same time the targeted removal of the heated cooling air, preferably down. In the process, the fuel tank in the area of the underfloor cooling system assumes the positive functionality of deflecting the cooling air flows of the two fans, which are otherwise directed against one another, and discharging them, preferably downwards. To avoid influencing the fans with each other, a baffle would otherwise be necessary here, which replaced by the fuel tank and can be saved.

Außerdem ist es in einer besonders günstigen und vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Unterflurkühlanlage möglich, dass Leitungselemente für Kühlmittel und/oder Energie und/oder Arbeitsmedien, insbesondere ein Hydrauliköl, außen an dem wenigstens einen Kraftstofftank befestigt sind. Dieser Aufbau erweist sich als besonders einfach und hinsichtlich der benötigten Komponenten sehr günstig, da in dem Bereich der Unterflurkühlanlage typischerweise Energie für die Lüfter, beispielsweise in Form von elektrischer Leistung oder insbesondere in Form von Hydrauliköl bei über Hydraulikmotoren angetriebenen Lüftern, transportiert werden muss. Außerdem muss zu und von den Kühlwärmetauschern das Kühlmedium zu- und abgeführt werden. Die hierfür notwendigen Leitungselemente sind typischerweise in diesem Bereich über entsprechende Halter befestigt. Diese Halter lassen sich nun im Bereich des Kraftstofftanks anordnen. So lassen sich Zwischenträger oder dergleichen, welche ansonsten die Halter für die Leitungselemente tragen, einsparen. Neben der Platzeinsparung durch die Integration des Kraftstofftanks in die Unterflurkühlanlage lassen sich so weitere Bauteile einsparen, wodurch Kosten und Gewicht des Gesamtaufbaus reduziert werden können.Moreover, it is possible in a particularly favorable and advantageous development of the underfloor cooling system according to the invention that line elements for coolant and / or energy and / or working media, in particular a hydraulic oil, are externally attached to the at least one fuel tank. This structure proves to be particularly simple and very low in terms of the required components, as in the field of underfloor cooling system typically energy for the fan, for example in the form of electrical power or in particular in the form of hydraulic oil in fans powered by hydraulic motors, must be transported. In addition, the cooling medium must be supplied to and removed from the cooling heat exchangers. The conduit elements necessary for this purpose are typically fastened in this area via corresponding holders. These holders can now be arranged in the area of the fuel tank. Thus, intermediate carriers or the like, which otherwise carry the holders for the line elements, can be saved. In addition to saving space by integrating the fuel tank into the underfloor cooling system, additional components can be saved, reducing the cost and weight of the overall structure.

In einer weiteren besonders günstigen und vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Unterflurkühlanlage kann es ferner vorgesehen sein, dass Leitungselemente für Kühlmedium zumindest teilweise durch den wenigstens einen Kraftstofftank verlaufend angeordnet sind. Dieser Aufbau ermöglicht es beispielsweise einen Teil des Kraftstofftanks durch Leitungselemente für das Kühlmedium, insbesondere bei der Zuleitung des Kühlmediums zu den Kühlwärmetauschern zu durchströmen. Dadurch kommt es zu einer Erwärmung des Kraftstoffs in dem Kraftstofftank. Dies kann insbesondere bei der Verwendung von Diesel als Kraftstoff und beim Betrieb der Unterflurkühlanlage im Winter von entscheidendem Vorteil sein, da so ein Teil des Kraftstoffs in dem Tank entsprechend erwärmt wird und ein Versulzen des Dieselkraftstoffs bei niedrigen Umgebungstemperaturen vermieden werden kann. Die Betriebsfähigkeit eines Verbrennungsmotors in einem mit einer solchen Unterflurkühlanlage ausgestalteten Schienenfahrzeug wird dadurch verbessert.In a further particularly favorable and advantageous embodiment of the underfloor cooling system according to the invention, it may further be provided that line elements for the cooling medium are at least partially arranged running through the at least one fuel tank. This construction makes it possible, for example, to flow through a part of the fuel tank through line elements for the cooling medium, in particular during the supply of the cooling medium to the cooling heat exchangers. This leads to a heating of the fuel in the fuel tank. This may be of particular advantage in the use of diesel as a fuel and in the operation of the underfloor cooling system in winter, as a part of the fuel in the tank is heated accordingly and a Verulzen the diesel fuel can be avoided at low ambient temperatures. The operability of an internal combustion engine in a rail vehicle designed with such an underfloor cooling system is thereby improved.

Die eingangs genannte Aufgabe der Erfindung wird außerdem durch ein Schienenfahrzeug gelöst, welches einen Verbrennungsmotor zu seinem zumindest mittelbaren Antrieb aufweist und eine Unterflurkühlanlage gemäß der Erfindung. In einer bevorzugten Weiterbildung ist die Hauptachse der Unterflurkühlanlage in Fahrtrichtung ausgerichtet und die seitlichen Begrenzungsflächen sind jeweils an der einen und der anderen Seitenfläche des Fahrzeugs angeordnet. Der Verbrennungsmotor treibt das Schienenfahrzeug dabei entweder über ein Getriebe direkt, das heißt mechanisch, an, oder er treibt einen Generator, welcher dann elektrische Leistung zum Antrieb des Schienenfahrzeugs bereitstellt. Der Verbrennungsmotor soll vorzugsweise als Dieselmotor ausgebildet sein. Das Schienenfahrzeug ist also ein dieselgetriebenes Schienenfahrzeug ausgebildet, zum Beispiel als dieselelektrisch, dieselhydraulisch oder diesel(hydro)mechanisch betriebenes Schienenfahrzeug. Insbesondere in einem solchen Aufbau kann die erfindungsgemäße Unterflurkühlanlage ihre Stärke besonders gut ausspielen, da sie Bauraum einspart und durch die Integration des Kraftstofftanks in die Unterflurkühlanlage einen sehr kompakten Aufbau ermöglicht. Unterflurkühlanlage und Kraftstofftank können dabei als integrierte Baueinheit ausgebildet sein, insbesondere als integrierte Baueinheit, welche eine eigene Tragstruktur aufweist. Die Baueinheit kann dann beispielsweise unabhängig von dem Schienenfahrzeug vorgefertigt und unabhängig von einem Antriebsmodul oder auch zusammen mit einem solchen Antriebsmodul in den Rahmen des Schienenfahrzeugs montiert werden.The aforementioned object of the invention is also achieved by a rail vehicle, which has an internal combustion engine to its at least indirect drive and an underfloor cooling system according to the invention. In a preferred embodiment, the main axis of the underfloor cooling system is aligned in the direction of travel and the lateral boundary surfaces are respectively arranged on the one and the other side surface of the vehicle. The internal combustion engine drives the rail vehicle either directly via a transmission, that is to say mechanically, or it drives a generator, which then provides electrical power for driving the rail vehicle. The internal combustion engine should preferably be designed as a diesel engine. The rail vehicle is thus formed a diesel-powered rail vehicle, for example as a diesel-electric, diesel-hydraulic or diesel (hydro) mechanically operated rail vehicle. In particular, in such a structure, the underfloor cooling system according to the invention can play their strength particularly well, as it saves space and allows a very compact design by the integration of the fuel tank in the underfloor cooling system. Underfloor cooling system and fuel tank can be designed as an integrated unit, in particular as an integrated unit, which has its own support structure. The assembly can then be prefabricated, for example, independently of the rail vehicle and mounted independently of a drive module or together with such a drive module in the frame of the rail vehicle.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Unterflurkühlanlage sowie des Schienenfahrzeugs mit einer solchen erfindungsgemäßen Unterflurkühlanlage ergeben sich aus den restlichen abhängigen Patentansprüchen und werden anhand des Ausführungsbeispiels deutlich, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben wird.Further advantageous embodiments of the underfloor cooling system according to the invention as well as the rail vehicle with such underfloor cooling system according to the invention will become apparent from the remaining dependent claims and will be apparent from the embodiment, which will be described below with reference to the figures.

Dabei zeigen:Showing:

1 eine Seitenansicht eines beispielhaften Schienenfahrzeugs; 1 a side view of an exemplary rail vehicle;

2 eine Draufsicht auf eine schematisiert dargestellte Unterflurkühlanlage; 2 a plan view of a schematically illustrated underfloor cooling system;

3 eine Schnittdarstellung der Unterflurkühlanlage in einer ersten Ausführungsform; 3 a sectional view of the underfloor cooling system in a first embodiment;

4 eine Schnittdarstellung der Unterflurkühlanlage in einer zweiten Ausführungsform; 4 a sectional view of the underfloor cooling system in a second embodiment;

5 eine Draufsicht auf eine Unterflurkühlanlage mit am Kraftstofftank befestigen Leitungselementen; und 5 a plan view of an underfloor cooling system with fastened to the fuel tank line elements; and

6 eine Draufsicht auf eine Unterflurkühlanlage mit einer weiteren Ausführungsform des Kraftstofftanks. 6 a plan view of an underfloor cooling system with a further embodiment of the fuel tank.

In der Darstellung der 1 ist ein Schienenfahrzeug 1 am Beispiel eines sogenannten Triebwagens zu erkennen. Das Schienenfahrzeug 1 besteht aus einem Wagenkasten 2, welcher über Laufräder 3 auf angedeuteten Schienen 4 in die beiden mit F bezeichneten Fahrtrichtungen bewegt werden kann. Zwischen den Laufrädern 3, von welchen hier beispielhaft vier Stück auf jeder Seite des Schienenfahrzeugs 1 dargestellt sind, befindet sich im Unterflurbereich, also unterhalb des eigentlichen Wagenkastens 2, ein Antriebsmodul 5 sowie eine Unterflurkühlanlage 6. Das Antriebsmodul 5 kann dabei in an sich bekannter Art und Weise aufgebaut sein. Es kann beispielsweise einen Dieselmotor als Verbrennungsmotor aufweisen, welcher zum mechanischen Antrieb des Schienenfahrzeug 1 über geeignete Getriebe ausgebildet ist. Alternativ dazu kann das Antriebsmodul 5 auch als sogenanntes dieselelektrisches Antriebsmodul 5 aufgebaut sein. Der Dieselmotor würde dann als Verbrennungsmotor einen Generator treiben, welcher elektrische Energie bereitstellt, um das Schienenfahrzeug 1 elektrisch anzutreiben. Ungeachtet des genauen Aufbaus des Antriebsmoduls als Dieselantrieb oder dieselelektrischer Antrieb ist zur Kühlung zumindest des Verbrennungsmotors des Antriebsmoduls 5 eine Kühlanlage notwendig. Diese ist in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel als Unterflurkühlanlage 6 ausgebildet. Die Unterflurkühlanlage 6 ist in der Darstellung der 2 in einer Draufsicht näher zu erkennen. Die Draufsicht ist praktisch als Draufsicht mit abgebautem Wagenkasten 2 zu verstehen.In the presentation of the 1 is a rail vehicle 1 to recognize the example of a so-called railcar. The rail vehicle 1 consists of a car body 2 , which has wheels 3 on indicated rails 4 can be moved in the two directions designated F. Between the wheels 3 of which four exemplarily here on each side of the rail vehicle 1 are shown in the underfloor area, ie below the actual car body 2 , a drive module 5 as well as an underfloor cooling system 6 , The drive module 5 can be constructed in a manner known per se. It may, for example, have a diesel engine as an internal combustion engine, which for the mechanical drive of the rail vehicle 1 is formed via suitable transmission. Alternatively, the drive module 5 also as so-called diesel-electric drive module 5 be constructed. The diesel engine would then drive as a combustion engine a generator which provides electrical energy to the rail vehicle 1 to power electrically. Regardless of the exact structure of the drive module as a diesel drive or diesel-electric drive is for cooling at least the internal combustion engine of the drive module 5 a cooling system necessary. This is in the embodiment shown here as underfloor cooling system 6 educated. The underfloor cooling system 6 is in the representation of 2 to recognize closer in a plan view. The plan view is useful as a top view with dismantled car body 2 to understand.

Die Unterflurkühlanlage 6 weist eine zentrale Hauptachse 7 auf, welche im Wesentlichen in Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs 1 und im bestimmungsgemäßen Einbau der Unterflurkühlanlage 6 parallel zum Untergrund beziehungsweise den Schienen 4 verläuft. Die Unterflurkühlanlage 6 hat zwei seitliche Begrenzungsflächen 8, welche im eingebauten Zustand der Unterflurkühlanlage 6 an den beiden Seiten des Schienenfahrzeugs 1 angeordnet sind. Im Bereich der seitlichen Begrenzungsflächen 8 befinden sich Kühlwärmetauscher 9, wobei hier beispielhaft jeweils ein Kühlwärmetauscher 9 auf jeder der Seiten dargestellt ist. Die Kühlwärmetauscher 9 sind über später noch dargestellte Leitungselemente 10 für Kühlmittel in einen Kühlkreislauf eingebunden. Dabei kann ein einziger Kühlkreislauf vorgesehen sein oder bei der Aufteilung auf mehrere Kühlwärmetauscher können auch unterschiedliche Kühlkreisläufe, beispielsweise ein Hochtemperaturkühlkreislauf und ein Niedertemperaturkühlkreislauf, vorgesehen sein. Damit die Kühlwärmetauscher 9 von seitlich außen mit Kühlluft durchströmt werden, um das Kühlmedium in ihrem Bereich abzukühlen, sind Lüfter 11 vorgesehen. Beispielhaft sind in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel auf jeder Seite zwei derartige Lüfter 11 dargestellt. Die Lüfter 11 können beispielsweise elektromotorisch oder insbesondere hydraulisch angetrieben sein. Sie fördern einen durch die gestrichelten Pfeile angedeuteten Kühlluftstrom quer zur Richtung der Hauptachse 7 beziehungsweise der Fahrtrichtung F des Schienenfahrzeugs 1 durch die Kühlwärmetauscher 9 hindurch und kühlen so das Kühlmedium ab. Da nach oben typischerweise der Wagenkasten auf die Unterflurkühlanlage 6 folgt, kann die erwärmte Kühlluft typischerweise nur nach unten oder gegebenenfalls auch in Richtung der Hauptachse 7, also in Fahrtrichtung F oder gegen die Fahrtrichtung F, je nach gewählter Fahrtrichtung F des Schienenfahrzeugs 1 abgeleitet werden. Der größte Teil wird dabei typischerweise nach unten abgeleitet, bei einer Ableitung in oder gegen die Fahrtrichtung F sollte außerdem darauf geachtet werden, dass der erwärmte Kühlluftstrom nicht in Richtung des Antriebsmoduls 5, sondern typischerweise entgegen seiner Richtung abgeleitet wird.The underfloor cooling system 6 has a central axis 7 on which essentially in the direction of travel of the rail vehicle 1 and in the intended installation of the underfloor cooling system 6 parallel to the ground or the rails 4 runs. The underfloor cooling system 6 has two lateral boundary surfaces 8th , which in the installed state of the underfloor cooling system 6 on the two sides of the rail vehicle 1 are arranged. In the area of the lateral boundary surfaces 8th are cooling heat exchangers 9 , in which case in each case by way of example a cooling heat exchanger 9 is shown on each of the pages. The cooling heat exchangers 9 are over later still shown line elements 10 for coolant integrated into a cooling circuit. In this case, a single cooling circuit may be provided or in the division of several cooling heat exchanger and different cooling circuits, such as a high-temperature cooling circuit and a low-temperature cooling circuit may be provided. So that the cooling heat exchanger 9 Cooling air flows through from the outside in order to cool the cooling medium in its area are fans 11 intended. By way of example, two such fans are on each side in the embodiment shown here 11 shown. The fans 11 For example, they can be driven by an electric motor or in particular hydraulically. They promote a direction indicated by the dashed arrows cooling air flow transverse to the direction of the main axis 7 or the direction of travel F of the rail vehicle 1 through the cooling heat exchanger 9 through and so cool the cooling medium. Up there typically the car body on the underfloor cooling system 6 follows, the heated cooling air typically only downwards or possibly also in the direction of the main axis 7 , ie in the direction of travel F or against the direction of travel F, depending on the selected direction of travel F of the rail vehicle 1 be derived. The largest part is typically derived downwards, with a derivative in or against the direction of travel F should also be taken to ensure that the heated cooling air flow is not in the direction of the drive module 5 but is typically derived contrary to its direction.

In dem hier dargestellten Aufbau der Unterflurkühlanlage 6 ist nun außerdem zwischen den Lüftern 11 auf der einen Seite und den Lüftern 11 auf der anderen Seite der Hauptachse 7 ein im Wesentlichen in Richtung der Hauptachse 7 verlaufender Kraftstofftank 12 vorgesehen. Dieser Kraftstofftank 12 nutzt damit den zwischen den Lüftern 11 befindlichen Bauraum. Die so aufgebaute Unterflurkühlanlage 6 mit integriertem Kraftstofftank 12 kann dadurch kompakter aufgebaut werden, als es eine Unterflurkühlanlage in herkömmlicher Bauweise und ein Kraftstofftank in herkömmlicher Bauweise zusammen täten. Durch den gewählten Aufbau kann eine sehr kompakte Unterflurkühlanlage 6 mit integriertem Kraftstofftank 12 realisiert werden. Der Kraftstofftank 12 übernimmt außerdem eine Abschirmung der beiden von den gegenüberliegenden Lüftern 11 auf jeder Seite der Hauptachse 7 erzeugten Kühlluftströme, welche sonst gegeneinander gefördert werden würden. Der Kraftstofftank 12 kann dabei durch entsprechende Aufbauten oder durch seine Form die Ableitung dieser Kühlluftströme fördern. In der Darstellung der 3 ist in einem Querschnitt gemäß der Linie A-A ein solcher Aufbau dargestellt. Der Kraftstofftank 12 ist dabei mit einem im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt ausgebildet. Durch ein Luftleitblech 13 oder auch mehrere im Bereich des Kraftstofftanks 12 angeordnete derartige Luftleitbleche 13 kann erreicht werden, dass die Ableitung der von dem Lüfter 11 geförderten Luft nach unten erfolgt, sodass die. beiden Lüfter 11 der einen und der anderen Seite die von ihnen geförderten Volumenströme jeweils nach unten ableiten und sich gegenseitig nicht nachteilig beeinflussen.In the structure of the underfloor cooling system shown here 6 is now also between the fans 11 on the one hand and the fans 11 on the other side of the main axis 7 a substantially in the direction of the main axis 7 running fuel tank 12 intended. This fuel tank 12 uses it between the fans 11 available space. The underfloor cooling system constructed in this way 6 with integrated fuel tank 12 can be made more compact, as it would do a underfloor cooling system in conventional construction and a fuel tank in a conventional construction together. The chosen structure allows a very compact underfloor cooling system 6 with integrated fuel tank 12 will be realized. The fuel tank 12 also undertakes a shielding of the two from the opposite fans 11 on each side of the main axis 7 generated cooling air currents, which would otherwise be promoted against each other. The fuel tank 12 can promote the derivation of these cooling air streams by appropriate structures or by its shape. In the presentation of the 3 is shown in a cross section along the line AA such a structure. The fuel tank 12 is formed with a substantially rectangular cross-section. Through an air baffle 13 or more in the area of the fuel tank 12 arranged such baffles 13 can be achieved that the derivative of the fan 11 conveyed air down, so that the. two fans 11 the one and the other side derive the volume flows conveyed by them each down and do not adversely affect each other.

Ergänzend oder alternativ zu der Anwendung von Luftleitblechen 12 wäre es selbstverständlich auch denkbar, den Tank, wie in der Darstellung der 4 zu erkennen ist, so auszubilden, dass dieser sich quer zur Hauptachse 7 nach unten hin verjüngt, also beispielsweise trapezförmig oder mit dreieckigem Querschnitt ausgebildet ist. Auch dieser Aufbau könnte zusätzlich durch die Luftleitbleche 13 entsprechend unterstützt werden. Ergänzend oder alternativ dazu ist es auch möglich, die Oberfläche des Kraftstofftanks 12 über Oberflächenstrukturen, eingebrachte Rippen oder dergleichen so auszuformen, dass durch die Oberflächenstruktur beziehungsweise die Oberflächenform des Kraftstofftanks 12 die Ableitung des Kühlluftstroms in der gewünschten Art und Weise erzeugt beziehungsweise unterstützt wird.Complementary or alternative to the use of air baffles 12 Of course, it would also be conceivable to use the tank as shown in the illustration 4 it can be seen that it is transverse to the main axis 7 tapers downwards, so for example, is trapezoidal or triangular in cross-section. This structure could additionally through the baffles 13 be supported accordingly. Additionally or alternatively, it is also possible, the surface of the fuel tank 12 via surface structures, introduced ribs or the like auszuformen so that by the surface structure or the surface shape of the fuel tank 12 the derivative of the cooling air flow is generated or supported in the desired manner.

In der Darstellung der 5 ist erneut eine Draufsicht analog zur Darstellung in 2 zu erkennen. Neben den bereits erläuterten Komponenten sind hier außerdem Leitungselemente zu erkennen. Dies sind zum einen die bereits erwähnten Leitungselemente 10 für das Kühlmedium, welche von und zu dem Kühlwärmetauscher 9 führen. Außerdem sind Leitungselemente 14 zu erkennen, welche insbesondere als Hydraulikleitungen ausgebildet sein sollen, um ein Arbeitsmedium, insbesondere ein Hydrauliköl, zu den Lüftern 11 zu fördern. Diese sind in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel über Hydromotoren angetrieben, welche durch die Hydraulikleitungen 14 mit Arbeitsmedium zum Antrieb, also mit Antriebsenergie, versorgt werden. Ebenso wäre es denkbar, die Lüfter elektrisch auszuführen und anstelle der Hydraulikleitungen 14 entsprechende elektrische Leitungen zu verlegen. Die Leitungselemente 10, 14 können dabei in idealer Weise so verlegt werden, dass diese an der Außenfläche des Kraftstofftanks 12 über geeignete Halter befestigt werden. Sie sind dann vorzugsweise seitlich oder wie hier beispielhaft dargestellt oben auf dem Kraftstofftank 12 angebracht. Dadurch lassen sich weitere Bauteile, welche ansonsten zur Aufnahme von Haltern für die Leitungselemente vorgesehen werden müssten, einsparen. Der Aufbau ist insgesamt dadurch sehr einfach und effizient und kann helfen, zusätzliche Bauteile einzusparen. Er wird dadurch entsprechend kostengünstiger, kompakter und leichter.In the presentation of the 5 is again a plan view analogous to the representation in 2 to recognize. In addition to the components already described here also line elements can be seen. These are on the one hand already mentioned line elements 10 for the cooling medium, which from and to the cooling heat exchanger 9 to lead. There are also piping elements 14 to recognize which are to be designed in particular as hydraulic lines to a working fluid, in particular a hydraulic oil, to the fans 11 to promote. These are driven in the embodiment shown here via hydraulic motors, which through the hydraulic lines 14 be supplied with working medium to the drive, so with drive energy. It would also be conceivable to carry out the fans electrically and instead of the hydraulic lines 14 to lay appropriate electrical cables. The pipe elements 10 . 14 can be laid in an ideal way so that these on the outer surface of the fuel tank 12 be attached via suitable holders. They are then preferably laterally or as exemplified here on top of the fuel tank 12 appropriate. As a result, further components, which would otherwise have to be provided for receiving holders for the line elements, can be saved. Overall, the structure is very simple and efficient and can help to save additional components. It makes it cheaper, more compact and lighter.

Außerdem sind in der Darstellung der 5 Tragstrukturen 15 in Form von Querträgern zu erkennen. Diese Querträger, welche auch schon in den 3 und 4 dargestellt sind, komplettieren die Unterflurkühlanlage 6 und den Kraftstofftank 12 zu einer integrierten selbsttragenden Baueinheit, welche als Modul bei der Montage einfach in den Rahmen des Schienenfahrzeugs 1 eingesetzt werden kann.In addition, in the presentation of the 5 support structures 15 to recognize in the form of cross beams. These cross beams, which already in the 3 and 4 are shown complete the underfloor cooling system 6 and the fuel tank 12 to an integrated self-supporting unit, which as a module when mounting easily in the frame of the rail vehicle 1 can be used.

In der Darstellung der 6 soll abschließend eine weitere Ausführungsvariante erläutert werden. Eines der Leitungselemente 10 für das Kühlmedium ist dabei durch den Kraftstofftank 12 hindurchgeführt und kann vorzugsweise in dem Bereich, indem es durch den Kraftstofftank 12 hindurchgeführt ist, eine entsprechende Verlängerung der Leitungslänge, beispielsweise durch eine mäanderförmige Verlegung 16 der Leitung, aufweisen. Das Kühlmedium wird dann mit dem Start des Verbrennungsmotors im Antriebsmodul 5 entsprechend erwärmt, sodass durch die Hindurchführung des Leitungselements 10 für das Kühlmedium durch den Kraftstofftank 12 eine Erwärmung des Kraftstoffs erzielt werden kann. Dies ist insbesondere bei der Verwendung von Dieselkraftstoff bei sehr niedrigen Umgebungstemperaturen von Vorteil, da hierdurch ein Versulzen des Kraftstoffs zumindest in dem Bereich, in dem die Leitungselemente 10 für das Kühlmedium durch den Kraftstofftank 12 hindurchlaufen, verhindert werden kann. Die Leitungselemente 10 können deshalb insbesondere in einem Teilbereich des Kraftstofftanks 12 durch diesen hindurchlaufen, in dem der Kraftstoff zur Förderung in Richtung des Verbrennungsmotors abgeleitet wird. Dadurch lässt sich auch bei niedrigen Umgebungstemperaturen sehr schnell ein sicherer und zuverlässiger Betrieb erzielen, ohne dass die Gefahr besteht, dass der Diesel so stark versulzt, dass die Betriebsfähigkeit des Verbrennungsmotors eingeschränkt ist.In the presentation of the 6 Finally, another embodiment will be explained. One of the pipe elements 10 for the cooling medium is through the fuel tank 12 passed through and preferably in the area by passing it through the fuel tank 12 passed through, a corresponding extension of the line length, for example by a meandering laying 16 the line, exhibit. The cooling medium is then with the start of the engine in the drive module 5 heated accordingly, so through the passage of the conduit element 10 for the cooling medium through the fuel tank 12 heating of the fuel can be achieved. This is particularly advantageous in the case of the use of diesel fuel at very low ambient temperatures, since this results in fuel spilling, at least in the region in which the conduit elements 10 for the cooling medium through the fuel tank 12 can be prevented. The pipe elements 10 Therefore, especially in a partial area of the fuel tank 12 pass through it, in which the fuel is discharged for delivery in the direction of the internal combustion engine. This makes it possible to achieve safe and reliable operation very quickly, even at low ambient temperatures, without the danger that the diesel will buckle so much that the operability of the internal combustion engine is limited.

Claims

Underfloor cooling system ( 6 ) for a rail vehicle ( 1 ), which is at least indirectly driven by an internal combustion engine, with 1.1 two lateral parallel to a main axis ( 7 ) extending boundary surfaces ( 8th ), 1.2 at least two cooling heat exchangers ( 9 ), of which in each case at least one at each of the lateral boundary surfaces ( 8th ) 1.3, at least two fans ( 11 ) for generating a transverse to the main axis ( 7 ) the cooling heat exchangers ( 9 ) flowing through the cooling air flow, of which in each case at least one on the one side in the region of the at the respective lateral boundary surface ( 8th ) arranged cooling heat exchanger ( 9 ) and in each case at least one on the other side in the region of the at the respective lateral boundary surface ( 8th ) arranged cooling heat exchanger ( 9 ), characterized in that 1.4 between the at least one fan ( 11 ) on one side and the at least one fan ( 11 ) on the other side at least one fuel tank ( 12 ) is arranged for the internal combustion engine.

Underfloor cooling system ( 6 ) according to claim 1, characterized in that the cooling heat exchanger ( 9 ) transverse to the main axis ( 7 ) outside and the fans ( 11 ) following the cooling heat exchanger ( 9 ) are arranged inside.

Underfloor cooling system ( 6 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the fuel tank ( 12 ) in its greatest extent in the direction of the main axis ( 7 ).

Underfloor cooling system ( 6 ) according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the fuel tank ( 12 ) transversely to the main axis ( 7 ) tapers downwards as intended.

Underfloor cooling system ( 6 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the fuel tank ( 12 ) at its the fans ( 11 ) facing surfaces in each case at least one air baffle ( 13 ) for targeted guidance of the cooling air flow.

Underfloor cooling system ( 6 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the fuel tank ( 12 ) at its the fans ( 11 ) surfaces facing surface and / or surface structures for targeted guidance of the cooling air flow.

Underfloor cooling system ( 6 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that line elements ( 10 . 14 ) for coolant and / or energy and / or working media on the outside of the at least one fuel tank ( 12 ) are attached.

Underfloor cooling system according to one of claims 1 to 7, characterized in that line elements ( 10 . 14 ) for cooling medium at least partially by the at least one fuel tank ( 12 ) are arranged running.

Rail vehicle ( 1 ) with 9.1 an internal combustion engine, to its at least indirect drive, 9.2 an underfloor cooling system ( 6 ) according to one of claims 1 to 8.

Rail vehicle ( 1 ) according to claim 9, characterized in that the main axis ( 7 ) extends in the direction of travel (F) and the lateral boundary surfaces ( 8th ) on each of the one and the other side surface of the rail vehicle ( 1 ) are arranged.

Rail vehicle ( 1 ) according to claim 9, characterized in that the main axis ( 7 ) extends transversely to the direction of travel (F).

Rail vehicle ( 1 ) according to one of claims 9 to 11, characterized in that underfloor cooling system ( 6 ) and fuel tank ( 12 ) are formed as an integrated unit.

Rail vehicle ( 1 ) according to claim 12, characterized in that the integrated structural unit has its own supporting structure ( 15 ) having.