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Die Erfindung bezieht sich auf einen
Bahnantrieb.
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Ein Bahnantrieb weist einen Stromrichter und
einen von diesem räumlich
getrennten elektrischen Motor auf. Ein derartiger Bahnantrieb ist
beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift
26 56 572 A1 bekannt. Zur
Kühlung
des elektrischen Motors ist beispielsweise wie aus der Patentschrift
US 4,241,666 bekannt, ein
Fremdlüfter
einsetzbar. Derartige Fremdlüfter
sind Zusatzkomponenten des Bahnantriebs und erhöhen dessen Herstellungskosten
und die Ausfallwahrscheinlichkeit nachteilig.
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Aus dem deutschen Gebrauchsmuster
G 92 09 636.0 ist weiterhin
ein elektrischer Bahnantrieb bekannt, bei welchem Fremdlüfter zur
Kühlung
elektronischer Einheiten Verwendung finden. Sowohl die Fremdlüfter als
auch die elektronischen Einheiten sind im Unterflurbereich eines
Schienenfahrzeuges angebracht. Durch eine derartige Konstruktion
ergibt sich sowohl wiederum ein erhöhter Kostenaufwand bezüglich des
bereitzustellenden Fremdlüfters
als auch ein enger und kleiner Einbauraum unterhalb des Schienenfahrzeugs.
Um Fremdlüfter,
welche sowohl ein Kostentreiber sind als auch die Ausfallwahrscheinlichkeit
des Bahnantriebes erhöhen,
zu vermeiden, sind als Kühleinrichtung
beispielsweise eine oberflächenvergrößerte Struktur
wie Kühlrippen
oder auch Heat-pipes einsetzbar. Derartiges ist aus der Schrift
EP 0 590 502 A2 bekannt.
Dort ist ein Stromrichter offenbart, welcher über Heat-pipes gekühlt ist. Die
Verwendung von Heat-pipes zur Kühlung
ist jedoch auch kostenintensiv, wie auch eine mögliche Fehlerquelle.
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Die bei Bahnantrieben verwendeten
Stromrichter, seien dies nun Wechselrichter, Gleichrichter oder
Umrichter, erzeugen beim Betrieb Verlustwärme die durch eine Kühleinrichtung
ab zuführen
ist. Eine mögliche
Fremdbelüftung
bzw. Zwangskühlung
ist bei Bahnantrieben unerwünscht,
da sie störanfällig und
wartungsintensiv ist. Bisher wurde die Fremdbelüftung mittels eines Fremdlüfters oder
mit Heat-pipes als notwendiges Übel
in Kauf genommen. Sind die vorgesehenen Mittel zur Kühlung wie
die Fremdbelüftung
oder auch die Konvektionskühlung über Kühlrippen
zur Kühlung
des Stromrichters nicht ausreichend, so ist dieser überzudimensionieren.
Dies verursacht neben einem höheren
Gewicht auch höhere
Kosten.
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Bezüglich der Kühlung des Fahrmotors für Schienenfahrzeuge
hat sich abgesehen von Lokomotiven die Eigenbelüftung bezüglich des Fahrmotors mehr und
mehr durchgesetzt. Bei dieser Eigenbelüftung ist ein Lüfterrad
auf einer Welle des Fahrmotors befestigt, wobei das Lüfterrad
die Kühlluft weitestgehend
wartungsfrei durch den Motor saugt oder drückt.
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Durch die bisher bekannte separate
Kühlung von
Motor und Stromrichter entstehen hohe Kosten bezüglich der Kühleinrichtung und/oder ein
schlechter Ausnutzungsgrad des Stromrichters. Insbesondere bei Schienenfahrzeugen,
welche Fahrspiele ähnlich
oder gleich wie im Nahverkehr aufweisen, ergibt sich durch die geringe
Geschwindigkeit eine schlechte Kühlwirkung
bei konvektionsgekühlten
Stromrichtern über
Kühlrippen,
insbesondere für
Anfahrvorgänge.
Je höher
die Temperatur des Stromrichters ist, desto geringer wird dessen
Zuverlässigkeit
und desto größer wird
dessen Ausfallwahrscheinlichkeit.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe
zugrunde, für
einen Bahnantrieb eine effektive und aufwandreduzierte Kühlung auszubilden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den
Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß wird ein eigenbelüfteter Bahnantrieb
ausgebildet, der einen Stromrichter, einen oder zumindest zwei von diesem
räumlich
getrennte(n) eigenbelüftete(n)
Motor(en) und wenigstens einen Luftführungskanal aufweist, der den Stromrichter
mit dem eigenbelüfteten
Motor kühllufttechnisch
verbindet, wobei der Luftführungskanal wenigstens
einen bewegungsausgleichenden Bereich aufweist. Durch die kühllufttechnische
Verbindung des eigenbelüfteten
Motors mit den Stromrichter ist es möglich, den von dem eigenbelüfteten Motor erzeugten
Kühlluftstrom über eine
Kühleinrichtung des
Stromrichters zu führen,
so dass dieser dadurch gekühlt
ist. Da bei Bahnantrieben der Stromrichter räumlich weit getrennt vom Motor
angebracht ist, sind diese beiden Einrichtungen kühllufttechnisch
durch einen Luftführungskanal
miteinander verbunden.
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Der vom eigenbelüfteten Motor durch ein Lüfterrad
erzeugte Kühlluftstrom
wird erfindungsgemäß nunmehr
nicht nur für
die Kühlung
des Motors herangezogen, sondern auch für die Kühlung des Stromrichters verwendet.
Dafür ist
wenigstens ein Luftführungskanal
vorgesehen, welcher den Stromrichter mit dem oder den eigenbelüfteten Motor
en) kühllufttechnisch
verbindet. Diese kühltechnische Verbindung
betrifft auch eine zum Stromrichter gehörende Kühleinrichtung, wie z.B. Kühlrippen.
Für den Luftführungskanal
ist wenigstens ein bewegungsausgleichender Bereich vorgesehen. Dieser
Bereich ist notwendig, da der eigenbelüftete Motor vom Stromrichter
räumlich
getrennt ist. Durch die räumliche Trennung
sind der Stromrichter und der eigenbelüftete Motor an verschiedenen
Orten eines Schienenfahrzeugs angebracht. Zwischen diesen Orten
ergibt sich während
des Betriebes des Schienenfahrzeugs zumeist eine räumliche
Verschiebung. Dies gilt insbesondere dann, wenn beispielsweise der
Stromrichter an einem Wagenkasten des Schienenfahrzeugs befestigt
ist und der eigenbelüftete
Motor sich in einem Drehgestell des Schienenfahrzeugs befindet. Der
bewegungsausgleichende Bereich gleicht Bewegungen des eigenbelüfteten Motors
in Bezug zum Stromrichter aus. Weist die Kühleinrichtung des Stromrichters
beispielsweise Kühlrippen
auf, so ist der bzw. sind mehrere Luftkühlungskanäle derart unter einem Fahrzeugboden
des Wagenkastens anbringbar, dass die von einem oder mehreren eigenbelüfteten Motoren
angesaugte Kühlluft über Rippen der
Kühleinrichtung
des Stromrichters führbar
ist und damit für
die Abfuhr der Verlustwärme
sorgt.
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Nicht nur die Leitung von Kühlluft vom
Stromrichter zum eigenbelüfteten
Motor hin ist möglich, sondern
auch eine Führung
der Kühlluft
vom eigenbelüfteten
Motor zum Stromrichter hin. Bei der Leitung der aus dem eigenbelüfteten Motor
ausgeblasenen Luft zum Stromrichter, ist der Stromrichter, im Vergleich
zur umgekehrten Kühlluftführung, einer
geringeren Verschmutzung ausgesetzt. Die Kühlluft ist bereits durch den
Motor geführt,
wobei der Motor vorzugsweise einen Luftfilter aufweist. Durch die
sauberere Kühlluft
verschmutzen die Kühlrippen
des Stromrichters weniger stark. Dadurch ergibt sich eine hohe Kühlleistung
der Kühlrippen
des Stromrichters. Durch die Leitung der Kühlluft durch den Motor ist auch
die Kühlluft
des Stromrichters trockener. Dadurch sind Korrosionsschäden reduzierbar.
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Für
die Kühlung
des eigenbelüfteten
Motors erhöht
sich durch den Luftführungskanal
und den bewegungsausgleichenden Bereich, welcher beispielsweise
durch einen Faltenbalg realisiert ist, der Strömungswiderstand. Auch durch
die Kühleinrichtung des
Stromrichters wird der Strömungswiderstand
für den
Kühlkreis
des eigenbelüfteten
Motors größer. Dies
ist in vielen Anwendungsfällen
wegen der Reserven in der Motorausnutzung verkraftbar. In Fällen, in
denen der Strömungswiderstand
zu groß wird, lässt sich
dieser durch einen größeren Motorlüfter oder
einen größeren Motor
kompensieren. Wie auch bei fahrtwindgekühlten Stromrichtern ist eine
ausreichend hohe Wärmekapazität der Kühleinrichtung, d.h.
des Kühlkörpers für den Stromrichter,
sicherzustellen. Die Kühlung
des Bahnantriebs ist so ausgelegt, dass insbesondere während der
Zeit niedriger Geschwindigkeit des Schienenfahrzeuges kein Teil des
Bahnantriebs, insbesondere kein Teil des Stromrichters, zu heiß wird.
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Der eigenbelüftete Bahnantrieb ist insbesondere
geeignet zur Verwendung bei Nahverkehrsfahrzeuge, da diese während eines
Fahrspieles nur kurze Zeiten bei niedriger Geschwindigkeit und hoher
Last betrieben werden. Abhängig
von dem jeweiligen Fahrspiel ist so die Wärmekapazität der Kühleinrichtung des Stromrichters
so auslegbar, dass diese gemeinsam mit der Zwangsbelüftung des
Stromrichters durch den eigenbelüfteten
Motor in Verbindung mit dem Luftkühlungskanal eine ausreichende
Kühlung des
Systems bestehend aus Motor und Stromrichter bietet. Die notwendige
Wärmekapazität ist wesentlich
geringer als die bei einem herkömmlichen
Schienenfahrzeug, bei welchem der eigenbelüftete Bahnantrieb keinen Luftführungskanal
zwischen Stromrichter und eigenbelüftetem Motor aufweist. Je geringer
die Temperatur des Stromrichters ist, desto höher wird die Zuverlässigkeit
und desto kleiner ist die Ausfallwahrscheinlichkeit des Stromrichters.
Ein Grund für
die hohe Temperatur bei fahrtwindgekühlten Stromrichtern liegt insbesondere
in der schlechten Entwärmung
aufgrund der geringen Luftgeschwindigkeit bzw. des Fahrspiels bei
Nahverkehrs-Schienenfahrzeugen.
Die Kühlung
des Stromrichters erfolgt beispielhaft über Kühlrippen.
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In einer vorteilhaften Ausführung des
erfindungsgemäßen Bahnantriebs
weist der eigenbelüftete
Motor des eigenbelüfteten
Bahnantriebs eine Luftführungs-Anschlusseinrichtung
auf. Die Luftführungs-Anschlusseinrichtung
ermöglicht
den Anschluss beispielsweise des Luftführungskanals bzw. des bewegungsausgleichenden
Bereichs an den eigenbelüfteten
Motor. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der eigenbelüftete Bahnantrieb
mit Standardmotoren auszuführen
ist. Die Luftführungs-Anschlusseinrichtung übernimmt
hier eine Adapterfunktion. Somit ist nicht zwingend eine Neukonstruktion
eigenbelüfteter
Motoren erforderlich.
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Bei einer weiteren vorteilhaften
Ausführungsform
des eigenbelüfteten
Bahnantriebs ist der Luftführungskanal
segmentartig aufgebaut. Da sich abhängig vom Aufbau des Schienenfahrzeugs die Aufhängungsorte
des eigenbelüfteten
Motors und des Stromrichters am Schienenfahrzeug unterscheiden können, ist
der Luftführungskanal
vorteilhaft in Segmente unterteilt. Durch die Verwendung der Segmente
erfolgt eine Anpassung an die jeweiligen Umstände der Einbau-Erfordernisse
innerhalb des Schienenfahrzeugs. Die Segmente sind jedoch auch bei
nur einem einzigen Typ eines Schienenfahrzeugs vorteilhaft einsetzbar.
Durch den segmentartigen Aufbau ergibt sich eine leichtere Montage
und auch ein leichteres Realisieren gekrümmter Kühlluftwege. Auch Reinigungsarbeiten
im Falle eines für
Wartungsarbeiten demontierten Bahnantriebes sind bei einem segmentartigen
Aufbau leichter ausführbar.
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In vorteilhafter Weise weist der
Stromrichter eine Kühleinrichtung
auf, welche teilweise im Luftführungskanal
angeordnet ist. Durch die Anordnung im Luftführungskanal wird es der Kühlluft ermöglicht, über die
Kühleinrichtung
Wärme vom
Stromrichter weg abzuführen.
Je besser die wärmeabführende Verbindung
zwischen Kühleinrichtung
und Luftführungskanal
ist, desto größer ist
die Kühlwirkung
für den
Stromrichter. So erklärt
sich, dass eine zumindest teilweise Anordnung der Kühleinrichtung
im Luftführungskanal
besondere Vorteile birgt.
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Bei einer weiteren vorteilhaften
Weiterbildung des Luftführungskanals,
welcher durch seine Kanalform Wandbereiche aufweist, ist wenigstens ein
Wandbereich als Kühleinrichtung
ausgebildet. Auf diese Weise wird es ermöglicht, bereits. durch den
Stromrichter erwärmte
Kühlluft
während
des Transports vom Stromrichter zum eigenbelüfteten Motor hin wieder, zumindest
in begrenztem Maße, abzukühlen. Ist
der zur Kühlung
vorgesehene Wandbereich einem Fahrtwind ausgesetzt, so ergibt sich dadurch
eine zusätzliche
Kühlwirkung.
Der zur Kühlung
vorgesehene Wandbereich weist beispielsweise zumindest abschnittsweise
eine oberflächenvergrößernde Struktur
auf.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen
des erfindungsgemäßen Bahnantriebs
sind den Unteransprüchen
6 bis 13 zu entnehmen.
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Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf
die Zeichnung Bezug genommen, in der mehrere Ausführungsformen
eines erfindungsgemäßen eigenbelüfteten Bahnantriebes
schematisch veranschaulicht ist. Es zeigen:
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1 einen
eigenbelüfteten
Bahnantrieb,
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2 einen
Luftführungskanal
mit geschlossenem Querschnitt,
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3 einen
Luftführungskanal
an einem Stromrichter,
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4 einen
Luftführungskanal,
der ein einseitig offenes Profil aufweist,
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5 einen
eigenbelüfteten
Motor,
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6 eigenbelüftete Bahnantriebe
und zwei Drehgestelle,
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7 einen
Waggon im Querschnitt und
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8 ein
perspektivische Darstellung eines Drehgestells.
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Die Darstellung gemäß 1 zeigt einen Bahnantrieb 2,
der einen Stromrichter 4, einen Luftführungskanal 8, bewegungsausgleichende
Bereiche 10 und einen eigenbelüfteten Motor 6 aufweist.
Zwei Motore 6 sind durch einen Stromrichter 4 speisbar und
sind Teil des Bahnantriebs 2. Die zwei eigenbelüfteten Motoren 6 eines
Drehgestells 53 treiben jeweils ein Treibrad 12 an.
Ein nicht näher
dargestelltes Lüfterrad
eines eigenbelüfteten
Motors 6 saugt Kühlluft über den
bewegungsausgleichenden Bereich 10 und den Luftführungskanal 8 an.
Die Strömungsrichtung
wird durch einen Pfeil 14, welcher die Richtung der Luftströmung darstellt,
gezeigt. Die bewegungsausgleichenden Bereiche 10 sind im
vorliegenden Fall jeweils balgartig ausgeführt. Der Luftführungskanal 8 ist
an einem Unterboden 28 eines nicht weiter dargestellten
Waggons eines Schienenfahrzeugs angebracht. Der Stromrichter 4 weist
Kühlrippen 15 auf, die
eine Kühleinrichtung
bilden, wobei in der Seitenansicht nach 1 nur eine Kühlrippen 15 durch
eine unterbrochene Linie dargestellt ist und andere Kühlrippen 15 dahinter
verborgen sind. Der Luftführungskanal 8 schließt die Kühlrippe 15 mit
ein, so dass die angesaugte Kühlluft über den
gesamten Bereich der Kühlrippen 15 streicht.
Dies gibt auch der die Luftströmung
repräsentierende
Pfeil 14 wieder. Im Bereich des Luftführungskanals 8 wird
ein Schnitt II-II' durchgeführt, wobei
eine Darstellung in 2 erfolgt. Im
Bereich dieses Schnittes II-II' weist
der Luftführungskanal 8 zusätzliche
Kühlrippen 32 auf,
durch welche eine zusätzliche
Kühlwirkung
erzielbar ist. Durch einen Schnitt III-III' wird sowohl der Luftführungskanal 8 als
auch der Stromrichter 4 mit seinen Kühlrippen 15 geschnitten.
Die Darstellung des Schnitts ist in 3 gezeigt.
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Die Darstellung gemäß 2 zeigt einen Schnitt II-II' gemäß 1 durch den Luftführungskanal 8,
der einen geschlossenen Querschnitt 46 aufweist. Der Luftführungskanal 8 ist
durch Befestigungsmittel 49, wie z.B. Schweißnähte, Schrauben bzw.
Nieten, an den Unterboden 28 lösbar und/oder nicht lösbar befestigt.
Im vorliegenden Fall weist der Luftführungskanal 8 darüber hinaus
Kühlrippen 32 auf.
Diese Kühlrippen 32 bilden
eine Kühleinrichtung für den Luftführungskanal 8.
Dadurch kann bereits vom Stromrichter erwärmte Luft vor der Zuführung der
Luft an den Motor gekühlt
werden. Der Luftführungskanal 8 ist
im vorliegenden Fall so ausgeführt, dass
er einen in sich geschlossenen Querschnitt aufweist. Durch den in
sich geschlossenen Querschnitt ist eine flexible Anbringung des
Luftführungskanals 8 im
oder am Schienenfahrzeug weitgehend unabhängig von der Aufbauform umgebender
Teile realisierbar.
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Die Darstellung gemäß 3 zeigt eine Schnittansicht
gemäß dem Schnitt
III-III' nach 1. Dargestellt ist wiederum
der Unterboden 28, an den der Stromrichter 4,
der im Einzelnen nicht näher
dargestellt ist, angebracht ist. Die Kühlrippen 15 des Stromrichters 4 befinden
sich gänzlich
innerhalb des Luftführungskanals 8.
Dadurch ist eine gute Wärmeabführung erzielbar.
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Die Darstellung gemäß 4 zeigt ein einteilig offenes
U-förmiges Profil 48 eines
Luftführungskanals 8,
wobei die Öffnung
des Profils sich am Unterboden 28 eines Schienenfahrzeuges
befindet. Der Unterboden 28 bildet für den Luftführungskanal 8 eine
Montagewand 50. Die Montagewand 50 schließt das einseitig
offene Profil 48, so dass sich ein geschlossener Kanal
ergibt, der eine Luftströmung
zu führen
vermag. Das einteilig offene Profil 48 ist über eine
Schweißnaht 51 mit
dem Unterboden 28 verbunden. Mit dem einseitig offenen
Profil sind Kosteneinsparungen, wie auch Platzeinsparungen erzielbar.
Ist die Montagewand ein guter Wärmeleiter
bzw. weist diese eine hohe Wärmekapazität auf, so
wird durch diese Montagewand die Kühlwirkung für den Bahnantrieb verbessert.
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Die Darstellung gemäß 5 zeigt einen eigenbelüfteten Motor 6.
Der eigenbelüftete
Motor 6 weist einen Ständer 40 und
einen Rotor 42 auf. Im Bereich des Ständers 40 bzw. im Bereich
des Rotors 42 bildet sich durch ein Lüfterrad 44, welches
auf einer Welle 38 aufgesetzt ist, eine Luftströmung aus, deren
Strömungsrichtung
durch Pfeile 14 dargestellt ist. Die Luft, welche zur Kühlung des
eigenbelüfteten Motors 6 verwendet
wird, ist über
den Luftführungskanal 8,
den als balgartig ausgeführten
bewegungsausgleichenden Bereich 10 und eine daran anschließende Luftführungs-Anschlusseinrichtung 18 zum
eigenbelüfteten
Motor 6 geführt.
Zum Schutz vor eindringende Fremdkörper, die den Motor 6,
insbesondere innenseitig, beschädigen
könnten,
dient beispielsweise ein nicht dargestellter Lufteintrittsfilter beim
Lufteintritt am Stromrichter.
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Die Darstellung gemäß 6 zeigt einen Bahnantrieb 2,
der einen Stromrichter 4 aufweist, durch welchen vier eigenbelüftete Motoren 6, 7 beidseitig
vom Stromrichter 4 gespeist werden. Auch mehrere Stromrichter 4 sind
in dieser Position am Schienenfahrzeug ausbildbar. Im Vergleich
dazu zeigt 1 einen Bahnantrieb,
bei dem der Bereich, in dem sich der Stromrichter befindet, nur
einem Drehgestell über
einen Luft führungskanal
zugeordnet ist. Die eigenbelüfteten
Motoren 6, 7 aus der 6 saugen über ihr zugeordnetes nicht
näher dargestelltes
Lüfterrad über den
Luftführungskanal 8 Kühlluft an.
Da zugleich beidseitig vom Stromrichter 4 jeweils zwei
eigenbelüftete
Motoren 6, 7 Luft ansaugen, wird etwa mittig an
den Kühlrippen 15 des Stromrichters 4 Luft
angesaugt, welche dann jeweils entlang dieser Kühlrippen 15 beidseitig
weitergeführt wird.
Je mehr eigenbelüftete
Motoren 6, 7 Kühlluft über die
Kühlrippen 15 des
Stromrichters 4 ansaugen, desto größer ist die Kühlleistung
bezüglich
des Stromrichters 4 und desto besser kann der Stromrichter 4 ausgelastet
werden. Jeweils zwei Motoren 6 bzw. 7 sind Teil
eines Drehgestells 53 bzw. 54.
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Die Darstellung gemäß 7 zeigt den Querschnitt
eines Waggons 16 eines Schienenfahrzeugs. Der Wagon 16 weist
einen Wagenkasten 19 auf. Auf einem Dach 17 des
Wagenkastens 19 des Schienenfahrzeugs befinden sich zwei
Stromrichter 4. Die Treibräder 12 eines Drehgestells
werden von den eigenbelüfteten
elektrischen Motoren 6 angetrieben, wobei sich die Treibräder 12 auf
Schienen 52 führen
lassen. Die eigenbelüfteten
Motoren 6 saugen Luft über
den Luftführungskanal 8 an.
Der Anschluss an den Luftführungskanal 8 erfolgt über eine
Luftführungs-Anschlusseinrichtung 18.
Diese ist über
einen balgartig ausgeführten
bewegungsausgleichenden Bereich 10 mit dem Luftführungskanal 8 verbunden. Die
Kühlluft
wird über
einen Lufteinlass 47 zwischen den Stromrichtern 4 angesaugt.
Danach strömt
die Luft über
die hier durch eine unterbrochen Linie dargestellte Kühlrippen 32,
welche den Stromrichter 4 kühlen. Die Richtung der Luftführung ist
durch Pfeile 14 gekennzeichnet. In der Darstellung gemäß 7 ist der Luftführungskanal 8 segmentartig
aufgebaut. Im oberen Bereich des Wagons 16 befindet sich
ein waagrecht verlaufendes Segment 22, an welches sich
dann ein senkrecht verlaufendes Segment 20 anschließt. Bei
dem vorliegenden Beispiel eines Waggons 16 handelt es sich
um einen Waggon eines Nachverkehrs-Schienenfahr zeugs, insbesondere
eines Niederflur-Nahverkehrs-Schienenfahrzeugs.
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Die Darstellung gemäß 8 zeigt ein Drehgestell 54 mit
zwei eigenbelüfteten
Motoren 6. Der eine eigenbelüftete Motor 6 ist
an einen Luftführungskanal 8 angeschlossen.
Der Luftführungskanal 8 ist durch
einen bewegungsausgleichenden Bereich zumindest in zwei Teile aufgeteilt.
Der bewegungsausgleichende Bereich 10, der als Balg ausführbar ist, ermöglicht es,
Bewegungen des Drehgestells in vertikaler Richtung bezüglich eines
in dieser Figur nicht dargestellten Wagenkastens auszugleichen.
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In einem Rechenbeispiel soll die
Temperaturproblematik bezüglich
der Kühlung
noch einmal im Fall eines konkreten Nahverkehrs-Schienenfahrzeugen
näher dargestellt
werden. Bei einer mittleren Fahrzeuggeschwindigkeit von 48 km/h
beträgt
der thermische Widerstand eines vorgesehenen Heat-pipe-Kühlers von
der Bodenplatte, auf der die Stromrichterventile des Stromrichters
lösbar
befestigt sind, bis zur Kühlluft
beispielsweise 68,5 K/kW. Bei Zugrundelegung von vier Motoren generiert
bei dieser Geschwindigkeit bereits jeder Motor eine Kühlluftmenge
von beispielsweise 0,33 m3/s. Schon die
Luftmenge eines Motors würde – über einen
vergleichbaren für
Fremdbelüftung
vorgesehenen Kühlkörper geleitet – zu einem
thermischen Widerstand von 36,3 K/kW führen. Bei einer mittleren Verlustleistung
für das
zugehörige
Stromrichterventil von etwa 1 kW ergibt die erfindungsgemäße Kühlung des
Bahnantriebs des Schienenfahrzeugs um mehr als 30 K geringere Temperaturen
im Stromrichter.
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Die Ausfallrate elektronischer Komponenten halbiert
sich pro 10 K Temperaturreduzierung. Daraus lässt sich ableiten, dass eine
verbesserte Kühlung
nach dem erfinderischen Konzept Vorteile bezüglich der Qualität und Ausfallsicherheit
des Bahnantriebs bringt.