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Für Schienentriebfahrzeuge mit einer Brennkraftmaschine bestimmte
Kühlanlage Zur Maschinenanlage einer Lokomotive oder eines Triebwagens mit Verbrennungsmotorantrieb
gehört eine Kühlanlage zur Rückkühlung des Motorkühlwassers und des Motor-Schmieröles
sowie etwa auch der Aufladeluft. Bei Fahrzeugen mit hydraulischer Kraftübertragung
kann die Kühlanlage auch noch zur Rückkühlung des Getriebeöles dienen. Derartige
Kühlanlagen werden bei Lokomotiven vielfach an einer Stirnseite des Fahrzeuges untergebracht.
Bei Lokomotiven mit Endführerständen und bei Triebwagen wird die Kühlanlage meist
im Dach oder unter Flur eingebaut.
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Die wesentlichen Teile einer solchen Kühlanlage sind der Ventilator,
die Kühlelemente und der Kühlerrahmen, der den Ventilator oder die Kühlelemente
oder auch beide aufnimmt. Es ist bekannt, den Kühlerrahmen fest mit dem Lokomotivrahmen
oder auch mit dem Lokomotivvorbau zu verbinden und dabei für die Kühlwasserzu- und
-abführung ein besonderes Rohrsystem vorzusehen.
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Kühlanlagen dieser Bauart haben den Nachteil, daß alle von der Maschinenanlage
ausgehenden Schwingungen und die Erschütterungen des Fahrbetriebes direkt auf die
Kühlanlage, insbesondere auf die Kühlelemente, übertragen werden. Es waren deshalb
besonders robuste und stabile Kühlelemente erforderlich, die derartigen Beanspruchungen
im jahrelangen Dauerbetrieb gewachsen sind. Solche Kühlelemente haben aber zwangläufig
eine niedrige spezifische Kühlleistung, da zur Herstellung Rohre und Bleche mit
relativ großen Wandstärken verwendet werden müssen. Die Kühlleistung, die mit diesen
Kühlelementen in einem gegebenen Einbauraum erreicht werden kann, ist deshalb begrenzt.
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Mit der Erhöhung der Dieselmotorleistung und damit der Erhöhung der
Leistung der Kühlanlage mußten daher Kühlelemente mit wesentlich höherer spezifischer
Kühlleistung entwickelt werden, die jedoch gegen Schwingungen und Erschütterungen
bedeutend empfindlicher sind. Man ging infolgedessen schon dazu über, die ganze
Kühlanlage als eine in sich geschlossene Baueinheit auszubilden und vom Lokomotivvorbau
bzw. von der übrigen Fahrzeugverkleidung getrennt elastisch auf dem Lokomotivrahmen
zu lagern. Damit wurde eine starre Verbindung der Kühlanlage mit dem Fahrzeug vermieden.
Die richtige Wahl der elastischen, schwingungsdämpfenden Lager (Abstützungen) ermöglicht
die Abstimmung auf das Schwingungssystem des Fahrzeuges, so daß jede Resonanz zwischen
Motor und Kühlanlage vermieden werden kann. Unter Umständen kommt jedoch auch diese
Ausführung nicht mehr ohne Vergrößerung des Gesamtfahrzeugaufbaues aus. Des weiteren
sind auch bereits Kühlanlagen, insbesondere für Straßenfahrzeuge, bekanntgeworden,
bei denen zwecks Steigerung der Kühlleistung einige Wände der Kühlelemente einen
Teil der Fahrzeugaußenwand bilden. Diese Ausführungen weisen aber meist den obenerwähnten
Nachteil einer unelastischen Abstützung auf. Außerdem sind hierbei die Einzelelemente
der Kühlanlage an verschiedenen Fahrzeugteilen (an der Fahrzeugkarosserie, am Motor
usw.) befestigt und daher umständlich ein- und auszubauen.
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Schließlich sind noch Fahrzeugkühleinrichtungen bekannt, die zwar
gut zugänglich an einem Fahrzeugende angeordnet sind, aber zahlreiche andere Mängel
aufweisen, wie z. B. eine nur geringe Kühlleistung, großen Bauaufwand u. dgl. m.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der vorbekannten
Fahrzeugkühleinrichtungen zu vermeiden und mit geringstem Bauaufwand und bei guter
Zugänglichkeit trotzdem ein Maximum an Kühlleistung zu erreichen. Es wird dabei
von einer für Schienentriebfahrzeuge mit einer Brennkraftmaschine, insbesondere
mit einem Dieselmotor, bestimmten Kühlanlage ausgegangen, die aus Kühlelementen,
Ventilator usw. zum Kühlen des Kühlmittels, des Schmieröles od. dgl. besteht. Die
Erfindung kennzeichnet sich durch die Kombination der je für sich bekannten Merkmale,
daß die Teile der Kühlanlage zu einer Baueinheit zusammengefaßt werden, daß ferner
diese Baueinheit an einer leicht zugänglichen Stelle des Fahrzeuges, vorzugsweise
an dessen Stirnseite, angeordnet ist und daß schließlich Teile der Außenwände dieser
Baueinheit zugleich einen Teil der Fahrzeugverkleidung bilden und dementsprechend
ausgebildet sind.
Hierbei können auch die Kühlmittelverteil- und/
oder Kühlmittelsammelbehälter als Rahmen bzw. Gehäuse der Kühlanlage ausgebildet
werden, wobei die Außenwände dieser Behälter einen Teil der Fahrzeugverkleidung
bilden. Insbesondere bei Stirnkühlanlagen bietet die Erfindung günstige Ausführungsmöglichkeiten,
indem der Lokomotivvorbau durch das Gehäuse bzw. den Rahmen der Kühlanlage gebildet
oder ergänzt wird. Bei dieser Bauweise besteht die Möglichkeit, für die Kühlanlage
die Außenmaße der Lokomotive bzw. des Triebwagens zu wählen, so daß die Kühlanlage
in ihrer Höhe und Breite beispielsweise der Gesamthöhe und Gesamtbreite des Lokomotivvorbaues
entspricht. Die zum Lokomotivvorbau gehörenden seitlichen Wände und die obere Begrenzungswand
werden dabei je nach der Ausbildung der Kühlanlage für die Behälter zur Kühlmittelführung
und -vorratshaltung herangezogen, indem etwa durch Anschweißen eines zweiten Bleches
Kühlmittelkästen gebildet werden.
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Es ist klar, daß sich hierdurch nicht nur eine Vergrößerung der Kühlanlage,
sondern auch eine intensivere Kühlung erreichen läßt, da hierbei die Seitenwände
und die obere Wand der Kühlanlage Teile der Außenwände des Fahrzeuges bilden und
damit einer ständigen Kühlung durch den Fahrtwind ausgesetzt sind. Die an sich bekannte
elastische Lagerung der Baueinheit auf dem Fahrzeugrahmen wird auch bei einer Ausbildung
gemäß der Erfindung beibehalten und die Baueinheit mit ihren Außenwänden im übrigen
elastisch an die übrige Fahrzeugverkleidung angeschlossen, etwa durch Zwischenschaltung
von Gummibändern od. dgl.
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In ähnlicher Weise wie für Stirnkühlanlagen läßt sich die Erfindung
aber auch z. B. bei Dachkühlanlagen anwenden, die häufig zwei Reihen seitlich angeordneter
Kühlelemente und einen dazwischenliegenden Ventilator besitzen.
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Im übrigen kann die Kühlanlage in beliebiger Weise ausgeführt sein,
also etwa in der Weise, daß in bezug auf die Kühlluft vor den Hauptkühlelementen
für das Motorkühlmittel und das Schmieröl die Kühlelemente für die Ladeluft angeordnet
werden. Außerdem ist es auch möglich, vor den Kühlerelementen in an sich bekannter
Weise eine Jalousie anzubringen, die nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung
in dem einen Teil der Fahrzeugverkleidung bildenden Gehäuse bzw. Rahmen der Kühlanlage
befestigt wird.
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Die besonderen Vorteile einer Ausführung gemäß der Erfindung sind
somit:
1. Geringes Gewicht durch Kombination von Küh- |
lerrahmen bzw. Kühlergehäuse und Kühhnittel- |
führung mit Teilen der Fahrzeugverkleidung, |
etwa des Lokomotivvorbaues; |
2. Vermeidung doppelter Blechführungen, welche |
einmal zum Kühlerrahmen und einmal zur Fahr- |
zeugverkleidung gehören würden; |
3. Unterbringung einer größtmöglichen Kühler- |
stirnfläche; |
4. Zusätzliche Kühlung durch Bildung von Wänden |
der Kühlanlage als Außenwände des Fahrzeuges; |
5. einfache Montage, da keine Fahrzeugverkleidung |
hindert, und |
6. erleichtertes Auswechseln beschädigter oder un- |
dichter Kühlelemente oder Verbindungsteile. |
Bei einem Antrieb des Ventilators der Kühlanlage über einen Keilriemen von der Motorkurbelwelle
aus empfiehlt es sich, eine der beiden Keilriemenscheiben axial verschiebbar auf
ihrer Welle zu befestigen, so daß sie auf ein genaues Fluchten mit der anderen Keilriemenscheibe
eingestellt werden kann. Durch die elastische Lagerung der vollständigen mit der
Fahrzeugverkleidung, insbesondere dem Lokomotivvorbau kombinierten Kühlanlage ist
nämlich wegen der großen Einbautoleranzen das genaue Fluchten der Keilriemenscheiben
auf der Motorkurbelwelle mit der Keilriemenscheibe auf der Ventilatorwelle nicht
voll gewährleistet.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung am Ausführungsbeispiel einer Stirnkühlanlage
für ein Schienenfahrzeug mit Dieselmotorantrieb schematisch dargestellt. Es zeigt
Fig.1 einen Längsschnitt durch die Kühlanlage und Fig. 2 einen Querschnitt nach
der Linie A-A der Fig.1.
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Die Kühlanlage besteht aus einem Ventilator 1, der über einen Riemenantrieb
2 mit der Welle 3 eines hier nicht dargestellten Fahrzeug-Dieselmotors gekuppelt
ist, sowie aus zwei Reihen Kühlelementen, und zwar den Kühlelementen 4 für den Ladeluftkreislauf
und den Kühlelementen 5 für den Kühlwasser- und Schmierölkreislauf. Diese Kühlelemente
sind von Sammel- und Ausgleichsbehältern 6 und 7 umgeben. Vor den Kühlelementen
4 und 5 ist in an sich bekannter Weise eine Jalousie 8 angeordnet. Die ganze Kühlanlage
ist in einem Rahmen bzw. Gehäuse 9 zu einer Baueinheit zusammengefaßt und mittels
elastischer Zwischenglieder 10 auf dem Fahrzeugrahmen 11 gelagert. Die seitlichen
Wände 9 a und die obere Begrenzungswand 9 b des Gehäuses 9 bilden hier einen Teil
der Fahrzeugverkleidung 90, und zwar den Lokomotivvorbau. Diese Wände 9 a und 9
b werden auch für die Sammel- und Ausgleichsbehälter 6 und 7 herangezogen, wobei
ein zweites Blech 12 die innere Abschlußwand jedes Behälters 6 und 7 bildet. Die
Baueinheit ist an die Fahrzeugverkleidung 90 mittels elastischer Glieder angeschlossen,
beispielsweise unter Zwischenschaltung von Gummibändern 13. Die für den Kühlmitteldurchlauf
zwischen den Behältern 6 und 7 und den Kühlelementen 4 und
5 erforderlichen Leitungen bestehen hier aus kurzen elastischen Manschetten
14.
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Die Jalousie 8 ist an den seitlichen Wänden 9 a oder an der oberen
Begrenzungswand 9 b des Gehäuses 9 und damit an einem Teil der Fahrzeugverkleidung
mittels Scharniere 15 aufklappbar gelagert. Dadurch werden die Kühlelemente 4 und
5 beispielsweise für Reparaturarbeiten von vorn zugänglich gemacht.
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Bei Riemenantrieb, beispielsweise Keilriemenantrieb, müssen die auf
der Antriebswelle 3 und der Ventilatorwelle 1 a befestigten Riemenscheiben 16 bzw.
17 beim Einbau der Kühlanlage genau fluchten, da anderenfalls die Keilriemen während
des Betriebes überbeansprucht werden oder von der Scheibe ablaufen. Nun gewährleistet
aber die elastische Lagerung der gesamten mit dem Lokomotivvorbau kombinierten Kühlanlage
infolge der großen Einbautoleranzen kein genaues Fluchten der Riemenscheiben. Es
wird deshalb auf der Ventilatorwelle 1 a die Riemenscheibe 17 derart befestigt,
daß sie bei Stillstand des Ventilators 1 innerhalb des erforderlichen Bereiches
axial verschiebbar ist. Zu diesem Zweck können das Ende der Ventilatorwelle 1 a
mit Gewinde 18 versehen und die Riemenscheibe 17 auf die Ventilatorwelle aufgeschraubt
werden. Nach Festlegung der
Riemenscheibe 17 wird diese Scheibe
dann mittels einer Mutter 19 arretiert.
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Die Ansprüche 2 bis 4 sollen nur zusammen mit Anspruch 1 Schutz genießen.