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Die Erfindung bezieht sich auf einen Klimakanal zum Einbau in einen Dachbereich eines Schienenfahrzeugs, mit Außenwänden zur Abgrenzung gegen einen umgebenden Raum.
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Solche Klimakanäle gehören zu Luftverteilsystemen für Warm- und Kaltluft und sorgen in Schienenfahrzeugen für eine Verbindung zwischen einem häufig auf dem Dach angeordneten Kompaktklimagerät zu Luftauslässen zum Passagierraum. Es werden Klimakanäle verwendet, die fest aber auch flexibel sein können. Die Anforderungen an diese Systeme sind komplex. Sie reichen von niedrigen Druckverlusten bzw. Geschwindigkeiten im Klimakanal, der Verteileigenschaft des Luftverteilsystems selbst bis zu niedrigen Energieverlusten, akustischen Anforderungen sowie einer einfachen Möglichkeit, sie zu reinigen.
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Feste Klimakanäle, beispielsweise aus Blechen oder Verbundmaterialien aufgebaut, sind bereits seit längerem im Einsatz und zeichnen sich durch niedrige Druckverluste aus. Sie halten selbst ihre Form und bieten gute Isolationsmöglichkeiten auf glatten Flächen. Für ihre Reinigung müssen Wartungsöffnungen vorgesehen werden.
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Flexible Klimakanäle, wie sie beispielsweise bei den Fahrzeugen der belgischen Staatsbahn der Baureihe AM 08 seit Dezember 2011 im Einsatz sind, müssen erst durch einen erhöhten Innendruck „in Form“ gebracht werden, so dass also mehr Energie aufgebracht werden muss, um sie zu betreiben. Der erhöhte Innendruck wirkt sich wiederum in der Regel positiv auf Verteileigenschaften des Luftverteilsystems aus. Die Reinigung ist eine Schwierigkeit bei flexiblen Klimakanälen und im Fahrzeug selbst praktisch nicht durchführbar. Sie müssen daher entfernt und extern gereinigt werden.
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Im Ergebnis verfügen somit Klimakanäle aus festem Material als auch Klimakanäle aus flexiblem Material (Textilien) über jeweilige Vorteile.
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Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Klimakanal der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass sie das Anforderungsprofil aus guter Verteileigenschaft, niedrigen Energieverlusten, akustischen Anforderungen und Reinigbarkeit insgesamt besser erfüllen.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Außenwände teilweise aus einem festen Material und teilweise aus einem textilen Material hergestellt sind, wobei die Außenwände aus textilem Material von den Außenwänden aus festem Material aufgespannt sind, wobei insbesondere eine lösbare Befestigung zwischen den Außenwänden aus festem und textilem Material vorliegt.
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Durch die gewählte Mischbauweise für den Klimakanal, teilweise aus einem festen Material und teilweise aus einem textilen Material können die Vorteile der beiden Materialwahlen miteinander kombiniert werden. Dabei spannen die Außenwände aus festem Material den Klimakanal dauerhaft auf, so dass keine Energie aufgewendet werden muss, um ihn in Form zu halten. Die Kombination aus Außenwänden aus festem und aus textilem Material gleicht somit einen der Hauptnachteile der rein textilen Variante aus. Wenn die wenigstens eine Außenwand aus textilem Material lösbar an den festen Außenwänden befestigt ist, ergibt sich eine einfache Entfernbarkeit der textilen Außenwand. Dann können alle Innenflächen des Klimakanals einfach erreicht und somit auch einfach gereinigt werden (Wartungsöffnung). Diese Zugänglichkeit stellt einen besonderen Vorteil dar.
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Bevorzugt ist ein einem Fahrzeuginnenraum zugeordneter Außenwandabschnitt des Klimakanals aus dem textilen Material hergestellt und kann mit einem Element der Fahrgastraumverkleidung kombiniert sein. Dies hat den Vorteil, dass der betreffende Außenwandabschnitt leicht aus dem Klimakanal entfernt werden kann und eine externe Reinigung vorgenommen werden kann.
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Bevorzugt sind sämtliche weiteren Außenwände des Klimakanals aus dem festen Material hergestellt, so dass für diese Außenwände die einfache Reinigbarkeit und auch die weiteren positiven Eigenschaften fester Klimakanäle, wie sie oben genannt sind, vorliegen.
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Vorzugsweise weist der Klimakanal in seiner Querrichtung wenigstens einen Warmluft-Teilkanal und einen Kaltluft-Teilkanal auf, wobei der dem Fahrzeuginnenraum zugeordnete Außenwandabschnitt des Klimakanals einen Boden des Kaltluft-Teilkanals bildet. Dabei kann das textile Material, das den dem Fahrzeuginnenraum zugeordneten Außenwandabschnitt des Kaltluftkanals bildet, zum Durchlass von Kaltluft perforiert sein. Dies lässt sich mit Hilfe moderner Verfahren, die lasergestützt sein können, verwirklichen.
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Der Klimakanal kann zwei Warmluft-Teilkanäle umfassen, die sich längs der Klimakanals über zwischenliegende Trennwände an den Kaltluft-Teilkanal anschließen und auf gegenüberliegenden Seiten des Kaltluft-Teilkanals angeordnet sind. Bei einer solchen Ausführung können die Trennwände entweder aus festem oder textilem Material hergestellt sein. Bei der Variante mit Trennwänden aus textilem Material können die Trennwände längs des Klimakanals an einer Innenseite einer oberen Außenwand und an einer Innenseite eines Außenwandeckbereichs zwischen einer bodenseitigen Außenwand und einer seitlichen Außenwand befestigt sein. In diesem Fall ergibt sich eine schräge Lage der Trennwände zwischen dem Kaltluft-Teilkanal und einem jeweiligen Warmluft-Teilkanal. In dieser Weise wird das Eigengewicht der Trennwände aus flexiblem Material dazu genutzt, im Kaltluft-Teilkanal einen geeigneten Druck aufzubauen. Dieses Eigengewicht vereinfacht im Heizfall den Aufbau der Warmluft-Teilkanäle, die sich durch das Herabhängen der textilen Trennwände selbst aufspannen.
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Die Trennwände können derart dimensioniert sein, dass sie im Querschnitt des Klimakanals einen Bogen beschreiben. Dies bedeutet, dass sie nicht glatt aufgespannt sind, sondern ohne äußere Kraftwirkung bauchig verlaufen.
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Die Wände aus festem Material können von Blechen gebildet sein. Dies gilt sowohl für die Außenwände als auch für die Trennwände, wie sie oben näher beschrieben sind.
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Allgemein sind die textilen Wände leicht entfernbar, aber weitgehend luftdicht mit den festen Kanalwänden verbunden, beispielsweise durch Klettverbindungen. Ebenso können sie zusätzlich mit Isolationsmaterial zur Minderung von Energieverlusten vorgesehen sein.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Querschnittsansicht einer oberen Hälfte eines Schienenfahrzeugs mit Klimakanal im Dachbereich in einer ersten Ausführungsform und
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2 eine Querschnittsansicht einer oberen Hälfte eines Schienenfahrzeugs mit Klimakanal im Dachbereich in einer zweiten Ausführungsform.
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Wie aus 1 hervorgeht, ist in einem ersten Ausführungsbeispiel ein Klimakanal 1 in einem Dachbereich 2 eines Schienenfahrzeugs angeordnet. Der Klimakanal 1, der auch als Haupt-Klimakanal bezeichnet werden kann, umfasst einen zentral angeordneten Kaltluft-Teilkanal 3 mit rechtwinkligem Querschnitt. In Querrichtung des Klimakanals 1 ist auf beiden Seiten des Kaltluft-Teilkanals 3 jeweils ein Warmluft-Teilkanal 4 angeordnet, wobei sich zwischen einem jeweiligen Warmluft-Teilkanal 4 und dem angrenzenden Kaltluft-Teilkanal 3 eine vertikale, feste Trennwand 5 befindet. Die Warmluft-Teilkanäle 4 und der Kaltluft-Teilkanal 3 bilden den Klimakanal 1 aus, der insgesamt einen rechtwinkligen Querschnitt hat.
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Die beiden Warmluft-Teilkanäle 4 werden begrenzt durch drei feste Außenwandungen 6, 7, 8 sowie die zugehörige Trennwand 5. Der Kaltluft-Teilkanal 3 wird begrenzt durch eine obere feste Außenwand 9, die mit den Außenwänden 6 der benachbarten Warmluft-Teilkanäle 4 fluchtet, sowie durch die beiden Trennwände 5 und eine, einen Boden des Kaltluft-Teilkanals 3 bildende textile Außenwand 10.
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Die textile Außenwand 10 ist zwischen den unteren inneren Ecken der beiden Warmluft-Teilkanäle 4 lösbar aufgespannt, beispielsweise mit Hilfe von Klettverbindungen. Die textile Außenwand 10 ist perforiert, so dass Kaltluft aus dem Kaltluft-Teilkanal 3 über einen Entspannungsraum 11 und eine Lochdecke 12 in einen Fahrgastinnenraum 13 gelangen kann. Die Warmluft-Teilkanäle 4 sind über nicht dargestellte Schlauchverbindungen mit Luftauslässen zum Fahrgastinnenraum 13, beispielsweise im Fenster- und/oder Bodenbereich, verbunden.
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Während im zuvor erläuterten Ausführungsbeispiel außer der den Boden des Kaltluft-Teilkanals 3 bildenden Außenwand 10 sämtliche weiteren Wände aus festem Material, wie einem Blech, bestehen, kommen bei dem in 2 veranschaulichten zweiten Ausführungsbeispiel weitere textile Wände zum Einsatz. Ein Klimakanal 14 mit rechtwinkligem Querschnitt besitzt eine obere, feste Außenwand 15, zwei feste, seitliche Außenwände 16 und zwei jeweils von der unteren Kante der seitlichen Außenwände 16 horizontal nach innen gehende Außenwände 17, zwischen denen eine einen Boden eines Kaltluft-Teilkanals 18 bildende textile, perforierte Außenwand 19 lösbar aufgespannt ist. Wie im zuvor erläuterten Ausführungsbeispiel erstreckt sich die textile Außenwandung 19 über wenigstens zwei Drittel des Klimakanals 14 in horizontaler Richtung. Aus dem Kaltluft-Klimakanal 18 stammende Kaltluft gelangt über die Außenwand 19, einen Entspannungsraum 20 und eine Lochdecke 21 in einen Fahrgastinnenraum 22.
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Wie im ersten Ausführungsbeispiel vorgesehen, ist der Kaltluft-Teilkanal 18 von sich seitlich an ihn anschließenden Warmluft-Teilkanälen 23 durch jeweilige Trennwände 24 getrennt.
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Die Trennwände 24 sind im Ausführungsbeispiel nach 2 aus flexiblem, textilem Material hergestellt und bewirken eine Dichtigkeit zwischen den Warmluft-Teilkanälen 24 und dem Kaltluft-Teilkanal 18. Die längs des Klimakanals 14 als Stoffbahnen vorliegenden Trennwände 24 sind mit ihrer einen Längsseite an der oberen Außenwand 15 des Klimakanals 14 beispielsweise mit Hilfe von Klettverbindungen befestigt, und zwar in einem Abstand zu den seitlichen Außenwänden 16. Die andere Längsseite der textilen Trennwände 24 ist jeweils im unteren Eckbereich zwischen den seitlichen Außenwänden 16 und den unteren Außenwänden 17 ebenfalls per Klettverbindungen befestigt. Damit ergibt sich eine schräge Lage für die Trennwände 24 im Querschnitt des Klimakanals 14.
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Die Trennwände 24 sind derart dimensioniert, dass sie im Querschnitt des Klimakanals einen Bogen beschreiben, der dem benötigten Querschnitt für den Warmluft-Teilkanal entspricht. Anders als die den Boden des Kaltluft-Teilkanals 18 bildende Außenwand 19, sind die Trennwände 24 somit nicht aufgespannt, sondern lediglich an Außenwänden des Klimakanals 14 jeweils auf deren Innenseite befestigt.
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In 2 ist eine solche Lage der Trennwände 24 gezeigt, bei der ein Großteil des Volumens des Klimakanals 18 für die Beförderung von Kaltluft benutzt wird. In 2 ist zusätzlich die Lage der Trennwände 24 gestrichelt dargestellt, bei der ein maximales Kanalvolumen für die Warmluft-Teilkanäle 23 bereitgestellt ist. Die so für beide Betriebsarten bereitgestellten Kanalquerschnitte senken den jeweiligen Druckverlust des Systems im Vergleich zu dem System mit festen Trennwänden. Auch der Klimakanal 14 ist in einem Dachbereich 25 angeordnet.
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Die bei den beiden Ausführungsbeispielen beschriebenen textilen Außenwandungen 10, 19 sowie auch die textilen Trennwände 24 des zweiten Ausführungsbeispiels können zusätzlich mit thermischer Isolation vorgesehen sein. Akustische Isolation ist bei diesem System idealerweise im Entspannungsraum an der festen Fahrgastraumdecke unterzubringen. Die unteren Außenwandungen 10, 19 können jeweils in einfacher Weise für Reinigungszwecke entfernt werden, wodurch der betreffende Klimakanal 1, 14 von innen zugänglich wird.
