EP3242810A1 - Fahrzeug, insbesondere schienenfahrzeug, mit bremswiderstand - Google Patents

Fahrzeug, insbesondere schienenfahrzeug, mit bremswiderstand

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Publication number
EP3242810A1
EP3242810A1 EP16702070.0A EP16702070A EP3242810A1 EP 3242810 A1 EP3242810 A1 EP 3242810A1 EP 16702070 A EP16702070 A EP 16702070A EP 3242810 A1 EP3242810 A1 EP 3242810A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
braking resistor
vehicle
braking
resistor
vehicle according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP16702070.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Burkhard Arras
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Mobility GmbH
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP3242810A1 publication Critical patent/EP3242810A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/02—Dynamic electric resistor braking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/06—Arrangement in connection with cooling of propulsion units with air cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C5/00—Locomotives or motor railcars with IC engines or gas turbines
    • B61C5/02—Arrangement or disposition of intakes and apparatus for supplying, circulating, and filtering air for combustion and engine-cooling purposes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/26—Rail vehicles

Definitions

  • Vehicle in particular rail vehicle, with brake resistor
  • the invention relates to vehicles, particularly sliding ⁇ nengene equipped with a switchable in a generator mode during braking drive whose generated in generator mode, the generator current electrical in a related with the drive brake resistor is directed.
  • the invention has for its object to provide a vehicle in ⁇ special rail vehicle, which has a structurally particularly simple and space-saving Enticarmungs mecanickeit for the braking resistor.
  • the invention provides that the braking resistor is pivotally mounted in the region of the vehicle outer skin and can be brought from a pivoted position into a pivoted-out position - and vice versa - by pivoting.
  • a significant advantage of the vehicle according to the invention is the fact that a very powerful air cooling Bremswider ⁇ stands can be achieved with a small footprint at the same time by pivoting the braking resistor. Due to the pivoting movement, an air-dam area, in particular a form triangular, air dam area that directs the wind with high cooling efficiency in the direction of Bremswi ⁇ resistance.
  • the braking resistor is pivotable about a pivot point by means of a Schwenkla ⁇ gers.
  • the driving ⁇ generating a control device the pivoting of the braking resistor to this fulcrum forth vorruft ⁇ during a braking operation.
  • the braking resistor is pivotable about a rear pivot point by means of a seen in the forward direction rear pivot bearing about a rear pivot point and by means of a forward ⁇ travel direction front pivot bearing about a front pivot point.
  • the vehicle includes a control device which causes a pivoting of the braking resistor to the front pivot point during a braking operation and when driving forward pivoting of the braking resistor to the rear pivot point and in egg ⁇ nem braking operation and during reverse driving.
  • the braking resistor is arranged in the region of the center of the braking resistor, as viewed in the vehicle longitudinal direction Swivel bearing (or rocker bearing) is pivotally, whereby either the - viewed in the vehicle longitudinal direction - front portion of the braking resistor or the rear portion of the braking resistor swung out and the other section is lowered.
  • the vehicle preferably has a control device which, during a braking operation and during forward travel, causes the front section of the braking resistor to swivel out and, in the case of a braking operation and when reversing, causes the rear section of the braking resistor to swivel out.
  • the braking resistor is preferably covered to the outside by one or more movable outlet flaps, which are also passed when the position of the braking resistor from the wind, which has been in the area between the braking resistor and the vehicle interior and the braking resistor has already passed.
  • the travel wind preferably works to turn the outlet flaps outwards.
  • an air flow equation device is arranged between the braking resistor and the vehicle interior, which - seen in the vehicle longitudinal ⁇ direction - evened the air flow density of the brake resistor and / or flowing through the braking resistor through the air flow.
  • the driving ⁇ stuff has at least one spring whose spring force wants to move the braking resistor in the extended position.
  • the vehicle Minim ⁇ least having an inlet valve, which supports in its active Stel lung ⁇ an introducing the traveling wind in the area between the braking resistor and the vehicle interior. In the pivoted position of the brake resistor, the outer skin surfaces ⁇ closed flush preferably in the range of the braking resistor, in order to keep the air resistance of the vehicle as small as possible.
  • the braking resistor is preferably mounted in the roof area and is raised during pivoting sections (with a swinging section). It can be lowered a einschwenkender section, for example, in the above-mentioned arrangement he ⁇ with rocker bearings.
  • the invention also relates to a method for operating a vehicle, in particular a rail vehicle, wherein in the method during a braking operation, a drive of the vehicle is switched to a generator mode and the generator current is passed into an electrical braking resistor connected to the drive.
  • a drive of the vehicle is switched to a generator mode and the generator current is passed into an electrical braking resistor connected to the drive.
  • Rail vehicle in which a braking resistor in the area of the vehicle outer skin pivotally mounted 1 shows the braking resistor in a pivoted position
  • FIG. 3 shows a further embodiment of a rail ⁇ vehicle, which is equipped in the vehicle outer skin with a pivotable brake resistor, in the embodiment according to Figure 3 additional inlet valve is missing,
  • Figure 4 shows an embodiment of an inventive
  • Figure 5 shows an embodiment of an inventive
  • FIG. 1 shows a section of a rail vehicle 10 whose drive can be switched to a generator mode during a braking operation.
  • the generator current generated during generator operation is conducted into an electrical resistance associated with the drive.
  • FIG. 1 shows only the braking resistor, which is identified by the reference numeral 20, of the two components mentioned.
  • the braking resistor 20 in the vehicle skin 11, preferably in the Dachbe ⁇ rich the rail vehicle 10 is arranged, and in the embodiment shown in Figure 1 pivoted-in position, the outer skin 11 in the region of the braking resistor 20 flush is ver ⁇ closed.
  • outlet flaps 25 which are folded in the pivoted position of the braking resistor 20, and a front inlet flap 26 and a rear inlet flap 27th
  • FIG. 2 shows the rail vehicle 10 according to FIG. 1 after the braking resistor 20 has been pivoted outward about its rear pivot bearing 31.
  • a He ⁇ bel coupled 50 is activated, which may be pivoted for example to the front pivot bearing 30 of the braking resistor 20 and produce, by raising the front pivot bearing 30, a folding out or swinging out of the front portion of the braking resistor 20 can.
  • the control of the lever device 50 by the control device 40 for example, by means of an electrical control signal ST, which transmits the control device 40 via an electrical control line 41 to the lever device 50.
  • a triangular Heilstau Club is formed between the braking resistor 20 and a partition wall 60 which separates the braking resistor 20 from the vehicle interior ⁇ space 13 of the rail vehicle 10, which is indicated in Figure 2 by the reference numeral 70.
  • this Heilstau Quarry 70 when driving forward of the rail vehicle 10, the wind Win is guided into it. The wind Win happened while the broader front ⁇ intake flap 26th
  • the inlet door is preferably mounted 26 pivotable about a flap bearing 26a, to which the inlet door 26 can be pivoted for introducing the traveling wind Win outwardly, as shown in Figure 2 is indicated by the reference P
  • the wind trap cross section can thus be increased by adjusting the inlet flap 26.
  • the driving wind Win is introduced into the triangular air dam area 70, it will pass through the braking resistor 20 and swing the pivotable outlet flaps 25 outward.
  • the outflowing air is indicated in the figure 2 with the reference ⁇ sign L. Passing or passing through the wind through the braking resistor 20 or past the braking resistor 20, 20 heat is removed from the braking resistor.
  • the dreieckför--shaped air storage portion 70 preferably has a Heilstromanglei- monitoring device 100 is provided, which - seen in the vehicle longitudinal direction - the air current density of at the braking resistor 20 over and / or through the braking resistor 20 through flowing air flow L evened.
  • Uniformity of the airflow L can be achieved, for example, by an arrangement and size of through-holes or through-pores in the airflow equalizing device 100 that varies as seen in the vehicle longitudinal direction.
  • the air flow equalization device 100 for the Vornchfahrtsfahrt- direction is optimized and for this optimal alignment of the air flow density of the air flow L by the Bremswi ⁇ resistance 20 or on the braking resistor 20 over ensured ⁇ tet.
  • the braking resistor 20 is pivoted back in with the lever device 50 and brought into the position shown in FIG. 1, the front inlet flap 26 is pushed forward. Preferably also pivoted again in order to achieve a psychbün ⁇ ended closing the outer skin 11 through the outlet flaps 25 and the two intake valves.
  • 26 and 27 3 shows an exemplary embodiment of a rail ⁇ vehicle 10 with respect to the embodiment of a pivotable braking resistor 20 essentially corresponds to the embodiment according to FIGS. 1 and 2
  • the rail vehicle 10 according to FIG. 3 also has a front one
  • Swiveling lever devices are provided, which are indicated in the figure 3 by the reference numerals 50 and 51.
  • the two inlet flaps 26 and 27 are missing, so that a flush closing of the outer skin 11 of the rail vehicle 10 in the swung-in state of the braking resistor 20 exclusively by the outlet flaps 25 takes place, which are also folded in retracted ⁇ nen state of the braking resistor 20.
  • control of the two lever devices 50 and 51 is carried out by the control device 40, as has already been explained in connection with Figures 1 and 2 above.
  • FIG. 4 shows an exemplary embodiment of a rail ⁇ vehicle 10 in which a flush closing the vehicle skin does not take place 11 in the region of the braking resistor 20 with ⁇ means of a plurality of louvers 25, but through a single outlet flap which is designated by the reference numeral 110 , If the braking resistor 20 is pivoted outward about the rear pivot bearing 31 as shown in FIG. 4, then the traveling wind Win will penetrate into the triangular air-blocking region 70, the air-flow alignment device 100 and the braking resistor 20 will pass through and the Lift the outlet flap 110, causing an air outlet enters the air L is allowed to the outside.
  • gel ⁇ th the above statements in connection with the Figures 1 to 3 accordingly.
  • FIG. 5 shows an exemplary embodiment of a rail vehicle 10 in which a braking resistor 20 arranged in the region of the vehicle outer skin 11 is pivotable about a pivot bearing 200 which, viewed in the vehicle longitudinal direction, is arranged in the region of the center of the braking resistor 20.
  • the pivot bearing 200 thus forms a kind of rocker bearing, which allows rocking of the braking resistor 20 or optionally Ausschwen ⁇ ken of the front portion of the braking resistor 20 or pivoting of the rear portion of the braking resistor 20.
  • the control of the pivot bearing 200 by means of an electrical control device 40 by an electrical control signal ST, which activates a not shown for reasons of clarity in the figure 5 drive, which is arranged in the region of the pivot bearing 200 or in the pivot bearing 200 itself.
  • the control device 40 is by means of the control signal ST preferably during a braking operation and when driving forward of the rail vehicle 10, a swinging out of the front portion of the braking resistor 20 (as shown in Figure 5) and in a braking operation and when reversing the Schienenfahr ⁇ zeugs 10 pivoting of the rear portion of the brake ⁇ resistance 20 cause.
  • An advantage of the embodiment according to FIG. 5 is that only one bearing is required in comparison with the exemplary embodiments according to FIGS. 1 to 4.
  • FIG. 5 can be equipped with inlet flaps 26 and 27 in accordance with FIGS. 1 and 2.
  • the height is smaller by the elimination of the space for a fan than in vehicles with a fan.
  • the braking resistor can be symmetrical and be suitable for bidirectional operation. From the travel ⁇ direction is dependent on which fulcrum must be rotated in order to rotate the seen in the direction of travel front end face of the braking resistor.
  • this intermediate space preferably has a triangular shape which allows a uniform ventilation of the braking resistor over its length.
  • Rectifier (Luftstroman istungs shark) be arranged, which supports the deflection of the flow and a uniform cooling of the resistance elements be ⁇ acts.
  • the braking resistor On the top of the braking resistor can be arranged a plurality of ⁇ lassklappen that allow the outlet of the heated air and an additional suction ⁇ effect in the open position.
  • the outlet flaps are preferably always open when the braking resistor is turned off. When closed, in the horizontal Zero position of the braking resistor is taken, the flaps can prevent flow through the braking resistor.
  • the required for the kinematics of the boring Bremswi- derstands and the opening and closing of the flaps is preferably the direction of travel and coupled biased ⁇ .
  • the bias causes a particularly fast turning, opening and response of the braking resistor.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich u. a. auf ein Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug (10), mit einem während eines Bremsvorgangs in einen Generatorbetrieb schaltbaren Antrieb, dessen bei Generatorbetrieb erzeugter Generatorstrom in einen mit dem Antrieb in Verbindung stehenden elektrischen Bremswiderstand (20) geleitet wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Bremswiderstand (20) im Bereich der Fahrzeugaußenhaut (11) schwenkbar gelagert ist und von einer eingeschwenkten Stellung in eine ausgeschwenkte Stellung - und umgekehrt - durch Schwenken bringbar ist.

Description

Beschreibung
Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug, mit Bremswiderstand Die Erfindung bezieht sich auf Fahrzeuge, insbesondere Schie¬ nenfahrzeuge, die mit einem während eines Bremsvorgangs in einen Generatorbetrieb schaltbaren Antrieb ausgestattet sind, dessen bei Generatorbetrieb erzeugter Generatorstrom in einen mit dem Antrieb in Verbindung stehenden elektrischen Bremswi- derstand geleitet wird.
Wegen der hohen Energiedichte im Bremswiderstand ist zur Entwärmung bzw. Kühlung des Bremswiderstands ein relativ großer Luft-Volumenstrom erforderlich, der bei heutigen Schie- nenfahrzeugen mittels leistungsfähiger Lüfter erzeugt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug, ins¬ besondere Schienenfahrzeug, anzugeben, das eine konstruktiv besonders einfache und platzsparende Entwärmungsmöglichkeit für den Bremswiderstand aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausge¬ staltungen des erfindungsgemäßen Fahrzeugs sind in Unteran- Sprüchen angegeben.
Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Bremswiderstand im Bereich der Fahrzeugaußenhaut schwenkbar gelagert ist und von einer eingeschwenkten Stellung in eine ausge- schwenkte Stellung - und umgekehrt - durch Schwenken bringbar ist .
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ist darin zu sehen, dass durch das Verschwenken des Bremswider- Stands eine sehr leistungsstarke Luftkühlung des Bremswider¬ stands bei gleichzeitig geringem Platzbedarf erreicht werden kann. Aufgrund der Schwenkbewegung lässt sich in vorteilhafter Weise ein Luftstaubereich, insbesondere ein im Quer- schnitt dreieckförmiger, Luftstaubereich bilden, der den Fahrtwind mit hohem Kühlwirkungsgrad in Richtung des Bremswi¬ derstandes lenkt.
Als vorteilhaft wird es angesehen, wenn bei ausgeschwenkter Stellung des Bremswiderstands Fahrtwind in einen Bereich zwi- sehen Bremswiderstand und Fahrzeuginnenraum gelenkt wird und der in diesen Bereich gelenkte Fahrtwind anschließend den Bremswiderstand entwärmt (bzw. kühlt) .
Mit Blick auf eine besonders effiziente Entwärmung bzw. Luft¬ kühlung ist es vorteilhaft, wenn bei ausgeschwenkter Stellung des Bremswiderstands ein im Querschnitt dreieckförmiger Luft¬ staubereich zwischen dem Bremswiderstand und einer den Bremswiderstand vom Fahrzeuginnenraum trennenden Trennwand gebildet wird.
Vorzugsweise ist der Bremswiderstand mittels eines Schwenkla¬ gers um einen Drehpunkt schwenkbar. Bevorzugt weist das Fahr¬ zeug eine Steuereinrichtung auf, die bei einem Bremsbetrieb ein Schwenken des Bremswiderstands um diesen Drehpunkt her¬ vorruft .
Mit Blick auf eine fahrtrichtungsunabhängige Kühlung wird es als vorteilhaft angesehen, wenn der Bremswiderstand mittels eines in Vorwärtsfahrtrichtung gesehen hinteren Schwenklagers um einen hinteren Drehpunkt und mittels eines in Vorwärts¬ fahrtrichtung gesehen vorderen Schwenklagers um einen vorderen Drehpunkt schwenkbar ist. Bei einer solchen Ausgestaltung weist das Fahrzeug bevorzugt eine Steuereinrichtung auf, die bei einem Bremsbetrieb und bei Vorwärtsfahrt ein Schwenken des Bremswiderstands um den hinteren Drehpunkt sowie bei ei¬ nem Bremsbetrieb und bei Rückwärtsfahrt ein Schwenken des Bremswiderstands um den vorderen Drehpunkt hervorruft.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Bremswiderstand um ein - in Fahrzeuglängsrichtung gesehen - im Bereich der Mitte des Bremswiderstands angeordnetes Schwenklager (bzw. Wippenlager) schwenkbar ist, wodurch wahlweise der - in Fahrzeuglängsrichtung gesehen - vordere Abschnitt des Bremswiderstands oder der hintere Abschnitt des Bremswiderstands ausgeschwenkt und der jeweils andere Ab- schnitt abgesenkt wird. Bei dieser letztgenannten Ausführungsvariante weist das Fahrzeug bevorzugt eine Steuerein¬ richtung auf, die bei einem Bremsbetrieb und bei Vorwärts¬ fahrt ein Ausschwenken des vorderen Abschnitts des Bremswiderstands sowie bei einem Bremsbetrieb und bei Rückwärtsfahrt ein Ausschwenken des hinteren Abschnitts des Bremswiderstands hervorruft .
Der Bremswiderstand wird nach außen vorzugsweise durch eine oder mehrere bewegliche Auslassklappen abgedeckt, die bei ausgeschwenkter Stellung des Bremswiderstands von dem Fahrtwind, der in den Bereich zwischen Bremswiderstand und Fahrzeuginnenraum gelenkt wurde und den Bremswiderstand bereits passiert hat, ebenfalls passiert werden. Bevorzugt klappt der Fahrtwind bei ausgefahrener Stellung des Bremswiderstands die Auslassklappen nach außen.
Auch wird es als vorteilhaft angesehen, wenn zwischen dem Bremswiderstand und dem Fahrzeuginnenraum eine Luftstroman- gleichungseinrichtung angeordnet ist, die - in Fahrzeuglängs¬ richtung gesehen - die Luftstromdichte des an dem Bremswiderstand vorbei und/oder durch den Bremswiderstand hindurch fließenden Luftstromes vergleichmäßigt. Mit Blick auf ein besonders schnelles Ausschwenken des Brems¬ widerstands wird es als vorteilhaft angesehen, wenn das Fahr¬ zeug mindestens eine Feder aufweist, deren Federkraft den Bremswiderstand in die ausgefahrene Stellung bewegen will. Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn das Fahrzeug mindes¬ tens eine Einlassklappe aufweist, die in ihrer aktiven Stel¬ lung ein Einleiten des Fahrtwinds in den Bereich zwischen Bremswiderstand und Fahrzeuginnenraum unterstützt. In der eingeschwenkten Stellung des Bremswiderstands ist die Außenhaut im Bereich des Bremswiderstands bevorzugt flächen¬ bündig verschlossen, um den Luftwiderstand des Fahrzeugs so gering wie möglich zu halten.
Der Bremswiderstand ist vorzugsweise im Dachbereich montiert und wird beim Schwenken abschnittsweise (mit einem ausschwenkenden Abschnitt) angehoben. Dabei kann ein einschwenkender Abschnitt abgesenkt werden, beispielsweise bei der oben er¬ wähnten Ausgestaltung mit Wippenlager.
Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, insbesondere Schienenfahrzeugs, wo- bei bei dem Verfahren während eines Bremsvorgangs ein Antrieb des Fahrzeugs in einen Generatorbetrieb geschaltet wird und dessen Generatorstrom in einen mit dem Antrieb in Verbindung stehenden elektrischen Bremswiderstand geleitet wird. Erfindungsgemäß ist bezüglich eines solchen Verfahrens vorge¬ sehen, dass der Bremswiderstand entwärmt wird, indem der Bremswiderstand von einer eingeschwenkten Stellung in eine ausgeschwenkte Stellung geschwenkt wird und dadurch Fahrtwind in Richtung des Bremswiderstands geleitet wird.
Bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und bezüglich vorteilhafter Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeug und dessen vorteilhafter Ausgestaltungen verwiesen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie¬ len näher erläutert; dabei zeigen beispielhaft Figur 1 ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes
Schienenfahrzeug, bei dem ein Bremswiderstand im Bereich der Fahrzeugaußenhaut schwenkbar gelagert ist, wobei die Figur 1 den Bremswiderstand in einer eingeschwenkten Stellung zeigt,
Figur 2 das Schienenfahrzeug gemäß Figur 1 nach einem Aus¬ schwenken des Bremswiderstands,
Figur 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Schienen¬ fahrzeug, das im Bereich der Fahrzeugaußenhaut mit einem schwenkbaren Bremswiderstand ausgestattet ist, wobei bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 zusätzliche Einlassklappen fehlen,
Figur 4 ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes
Schienenfahrzeug, bei dem ein im Bereich der Fahrzeugaußenhaut schwenkbar gelagerter Bremswiderstand mit einer einzigen Auslassklappe flächenbündig mit der Fahrzeugaußenhaut verschlossen wird, und
Figur 5 ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes
Schienenfahrzeug, bei dem ein Bremswiderstand mit¬ tels eines mittig angeordneten Schwenklagers, also eines Wippenlagers, schwenkbar gelagert ist.
In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten stets dieselben Bezugszeichen verwendet .
Die Figur 1 zeigt einen Abschnitt eines Schienenfahrzeugs 10, dessen Antrieb während eines Bremsvorgangs in einen Genera- torbetrieb schaltbar ist. Der während des Generatorbetriebs erzeugte Generatorstrom wird in einen mit dem Antrieb in Verbindung stehenden elektrischen Widerstand geleitet. Aus Gründen der Übersicht ist in der Figur 1 der Antrieb des Schie¬ nenfahrzeugs 10 nicht weiter dargestellt; die Figur 1 zeigt von den genannten beiden Komponenten lediglich den Bremswiderstand, der mit dem Bezugszeichen 20 gekennzeichnet ist. In der Figur 1 lässt sich erkennen, dass der Bremswiderstand 20 im Bereich der Fahrzeughaut 11, vorzugsweise im Dachbe¬ reich, des Schienenfahrzeugs 10 angeordnet ist und in der in der Figur 1 dargestellten eingeschwenkten Stellung die Außen- haut 11 im Bereich des Bremswiderstands 20 flächenbündig ver¬ schlossen ist. Zum flächenbündigen Verschließen der Außenhaut dienen Auslassklappen 25, die in der eingeschwenkten Stellung des Bremswiderstands 20 eingeklappt sind, sowie eine vordere Einlassklappe 26 und eine hintere Einlassklappe 27.
Zum Verschwenken des Bremswiderstands 20 sind bei dem Ausfüh¬ rungsbeispiel gemäß Figur 1 zwei Schwenklager vorgesehen, von denen eines in Vorwärtsfahrtrichtung V gesehen vorne angeordnet und mit dem Bezugszeichen 30 bezeichnet ist und von denen das andere in Vorwärtsfahrtrichtung V gesehen hinten angeordnet ist und mit dem Bezugszeichen 31 bezeichnet ist. Die bei¬ den Schwenklager 30 und 31 ermöglichen es, den Bremswiderstand 20 wahlweise mit seinem in Vorwärtsfahrtrichtung V gesehen vorderen Ende oder mit dem in Vorwärtsfahrtrichtung V gesehenen hinteren Ende nach außen zu schwenken.
Zum Verschwenken des Bremswiderstands 20 um das vordere
Schwenklager 30 oder das hintere Schwenklager 31 weist das Schienenfahrzeug 10 eine Steuereinrichtung 40 auf, die mit in der Figur 1 nicht dargestellten Hebeleinrichtungen zusammenwirkt und mit diesen ein wahlweises Verschwenken des Bremswiderstands 20 um das vordere Schwenklager 30 oder das hintere Schwenklager 31 hervorrufen kann. Die Figur 2 zeigt das Schienenfahrzeug 10 gemäß Figur 1, nachdem der Bremswiderstand 20 um sein hinteres Schwenklager 31 nach außen geschwenkt worden ist. Zum Verschwenken des Bremswiderstands 20 ist von der Steuereinrichtung 40 eine He¬ beleinrichtung 50 aktiviert worden, die beispielsweise an dem vorderen Schwenklager 30 des Bremswiderstands 20 angelenkt sein kann und durch Anheben des vorderen Schwenklagers 30 ein Ausklappen bzw. Ausschwenken des vorderen Abschnitts des Bremswiderstands 20 hervorrufen kann. Vorteilhaft ist es, die Hebeleinrichtung 50 so auszuführen, dass mit ihrer Hilfe die Schwenkbewegung des Bremswiderstands 20 und das Öffnen bzw. Schließen der Klappen 25, 26 bzw. 27 gekoppelt sind.
Die Ansteuerung der Hebeleinrichtung 50 durch die Steuereinrichtung 40 erfolgt beispielsweise mittels eines elektrischen Steuersignals ST, das die Steuereinrichtung 40 über eine elektrische Steuerleitung 41 zur Hebeleinrichtung 50 übermittelt .
Durch das Ausschwenken des vorderen Abschnitts des Bremswiderstands 20 wird zwischen dem Bremswiderstand 20 und einer Trennwand 60, die den Bremswiderstand 20 vom Fahrzeuginnen¬ raum 13 des Schienenfahrzeugs 10 trennt, ein dreieckförmiger Luftstaubereich gebildet, der in der Figur 2 mit dem Bezugszeichen 70 gekennzeichnet ist. In diesen Luftstaubereich 70 wird bei Vorwärtsfahrt des Schienenfahrzeugs 10 der Fahrtwind Win hineingeleitet. Der Fahrtwind Win passiert dabei die vor¬ dere Einlassklappe 26.
Um eine optimale Ausrichtung der Einlassklappe 26 im ausge¬ schwenkten Zustand des Bremswiderstands 20 zu erreichen, ist die Einlassklappe 26 vorzugsweise um ein Klappenlager 26a schwenkbar gelagert, um das sich die Einlassklappe 26 zum Einleiten des Fahrtwinds Win nach außen schwenken lässt, wie dies in der Figur 2 durch das Bezugszeichen P angedeutet ist. Der Windeinfangquerschnitt lässt sich durch Verstellen der Einlassklappe 26 also vergrößern.
Wird der Fahrtwind Win in den dreieckförmigen Luftstaubereich 70 eingeleitet, so wird er den Bremswiderstand 20 passieren und die verschwenkbaren Auslassklappen 25 nach außen schwen- ken. Die ausströmende Luft ist in der Figur 2 mit dem Bezugs¬ zeichen L gekennzeichnet. Durch das Vorbeileiten oder Durchleiten des Fahrtwinds Win durch den Bremswiderstand 20 oder an dem Bremswiderstand 20 vorbei, wird dem Bremswiderstand 20 Wärme entzogen. Um eine möglichst gleichmäßige Kühlung bzw. Entwärmung des Bremswiderstands 20 in Fahrzeuglängsrichtung zu gewährleis¬ ten, ist zwischen dem Bremswiderstand 20 und dem dreieckför- migen Luftstaubereich 70 vorzugsweise eine Luftstromanglei- chungseinrichtung 100 vorgesehen, die - in Fahrzeuglängsrich- tung gesehen - die Luftstromdichte des an dem Bremswiderstand 20 vorbei und/oder durch den Bremswiderstand 20 hindurch fließenden Luftstromes L vergleichmäßigt. Ein solches
Vergleichmäßigen des Luftstromes L kann beispielsweise durch eine in Fahrzeuglängsrichtung gesehen variierende Anordnung und Größe von Durchgangslöchern bzw. Durchgangsporen in der Luftstromangleichungseinrichtung 100 erreicht werden.
Mit Blick darauf, dass bei "Einrichtungsfahrzeugen", die mit einer bevorzugten Vorwärtsfahrtrichtung betrieben werden, ein Kühlen des Bremswiderstands häufiger bei Vorwärtsfahrt als bei Rückwärtsfahrt erforderlich sein wird, wird es als vor¬ teilhaft angesehen, wenn bei solchen Fahrzeugen die Luft- stromangleichungseinrichtung 100 für die Vorwärtsfahrtsfahrt- richtung optimiert wird und für diese eine optimale Anglei- chung der Luftstromdichte des Luftstroms L durch den Bremswi¬ derstand 20 oder an dem Bremswiderstand 20 vorbei gewährleis¬ tet .
Bei "Zweirichtungsfahrzeugen", die keine bevorzugte Vorwärts- fahrtrichtung aufweisen, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Luftstromangleichungseinrichtung 100 unabhängig von der jeweiligen Fahrtrichtung eine möglichst gute Angleichung der Luftstromdichte des Luftstroms L durch den Bremswider¬ stand 20 oder an dem Bremswiderstand 20 vorbei gewährleistet.
Wird der Bremswiderstand 20 mit der Hebeleinrichtung 50 wie- der eingeschwenkt und in die in der Figur 1 dargestellte Po- sition gebracht, so wird die vordere Einlassklappe 26 vor- zugsweise ebenfalls wieder eingeschwenkt, um ein flächenbün¬ diges Verschließen der Außenhaut 11 durch die Auslassklappen 25 und die beiden Einlassklappen 26 und 27 zu erreichen. Die Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Schienen¬ fahrzeug 10, das bezüglich der Ausgestaltung eines verschwenkbaren Bremswiderstands 20 im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 und 2 entspricht. So weist auch das Schienenfahrzeug 10 gemäß Figur 3 ein vorderes
Schwenklager 30 und ein hinteres Schwenklager 31 auf, die ein Verschwenken des Bremswiderstands 20 ermöglichen. Zum
Verschwenken sind Hebeleinrichtungen vorgesehen, die in der Figur 3 mit den Bezugszeichen 50 und 51 gekennzeichnet sind. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 und 2 fehlen bei dem Schienenfahrzeug 10 gemäß Figur 3 die beiden Einlassklappen 26 und 27, so dass ein flächenbündiges Verschließen der Außenhaut 11 des Schienenfahrzeugs 10 im eingeschwenkten Zustand des Bremswiderstands 20 ausschließ- lieh durch die Auslassklappen 25 erfolgt, die im eingefahre¬ nen Zustand des Bremswiderstands 20 ebenfalls eingeklappt sind .
Das Ansteuern der beiden Hebeleinrichtungen 50 und 51 erfolgt durch die Steuereinrichtung 40, wie dies im Zusammenhang mit den Figuren 1 und 2 oben bereits erläutert worden ist.
Die Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Schienen¬ fahrzeug 10, bei dem ein flächenbündiges Verschließen der Fahrzeughaut 11 im Bereich des Bremswiderstands 20 nicht mit¬ tels einer Vielzahl an Auslassklappen 25 erfolgt, sondern durch eine einzige Auslassklappe, die mit dem Bezugszeichen 110 gekennzeichnet ist. Wird der Bremswiderstand 20 - wie in der Figur 4 gezeigt - um das hintere Schwenklager 31 nach au- ßen geschwenkt, so wird der Fahrtwind Win in den dreieckför- migen Luftstaubereich 70 eindringen, die Luftstromanglei- chungseinrichtung 100 sowie den Bremswiderstand 20 passieren und dabei die Auslassklappe 110 anheben, wodurch ein Luftaus- tritt der Luft L nach außen ermöglicht wird. Im Übrigen gel¬ ten die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 3 entsprechend. Die Figur 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Schienen¬ fahrzeug 10, bei dem ein im Bereich der Fahrzeugaußenhaut 11 angeordneter Bremswiderstand 20 um ein Schwenklager 200 schwenkbar ist, das - in Fahrzeuglängsrichtung gesehen - im Bereich der Mitte des Bremswiderstands 20 angeordnet ist. Das Schwenklager 200 bildet somit eine Art Wippenlager, das ein Wippen des Bremswiderstands 20 bzw. wahlweise ein Ausschwen¬ ken des vorderen Abschnitts des Bremswiderstands 20 oder ein Ausschwenken des hinteren Abschnitts des Bremswiderstands 20 ermöglicht. Das Ansteuern des Schwenklagers 200 erfolgt mit- tels einer elektrischen Steuereinrichtung 40 durch ein elektrisches Steuersignal ST, das einen aus Gründen der Übersicht in der Figur 5 nicht gezeigten Antrieb, der im Bereich des Schwenklagers 200 oder im Schwenklager 200 selbst angeordnet ist, aktiviert.
Die Steuereinrichtung 40 wird mittels des Steuersignals ST vorzugsweise bei einem Bremsbetrieb und bei Vorwärtsfahrt des Schienenfahrzeugs 10 ein Ausschwenken des vorderen Abschnitts des Bremswiderstands 20 (wie in Figur 5 gezeigt) sowie bei einem Bremsbetrieb und bei Rückwärtsfahrt des Schienenfahr¬ zeugs 10 ein Ausschwenken des hinteren Abschnitts des Brems¬ widerstands 20 hervorrufen.
Ein Vorteil der Ausführungsvariante gemäß Figur 5 besteht da- rin, dass im Vergleich zu den Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren 1 bis 4 lediglich ein Lager erforderlich ist.
Die Ausführungsvariante gemäß Figur 5 lässt sich entsprechend den Figuren 1 und 2 mit Einlassklappen 26 und 27 ausstatten.
Bezüglich der Ausgestaltung der Auslassklappen 25, der Einlassklappen 26 und 27 und der Luftstromangleichungseinrich- tung 100 gelten die Ausführungen im Zusammenhang mit den Fi- guren 1 bis 4 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 ent¬ sprechend .
Die im Zusammenhang den Figuren 1 bis 5 erläuterten Ausführungsbeispiele können - je nach Ausgestaltung - einzelne oder mehrere der folgende Vorteile bzw. Merkmale aufweisen:
- Es lässt sich ein aerodynamisch glattes Dach (= minimaler aerodynamischer Widerstand) erreichen, solange der Bremswiderstand nicht betrieben wird und eingeschwenkt ist.
- Es wird eine staudruckgetriebene Durchlüftung und
Entwärmung des Bremswiderstands im Betriebsfall (also ohne Zwangsbelüftung durch Lüfter) durch den Fahrtwind erreicht .
- Die Bauhöhe ist durch den Entfall des Bauraums für einen Lüfter kleiner als bei Fahrzeugen mit Lüfter.
- Der Bremswiderstand kann symmetrisch ausgeführt sein und für den Zweirichtungsbetrieb geeignet sein. Von der Fahrt¬ richtung ist abhängig, um welchen Drehpunkt gedreht werden muss, um die in Fahrtrichtung gesehen vorne befindliche Stirnseite des Bremswiderstands auszudrehen.
- Durch Ausdrehen wird Luft zwischen Bremswiderstand und
Dachausschnitt gefördert. Dieser Zwischenraum weist als besonderes Merkmal vorzugsweise eine dreieckige Form auf, die eine gleichmäßige Belüftung des Bremswiderstands über seine Länge ermöglicht.
- Zwischen dem dreieckförmigen Zwischenraum und den elektrischen Widerstandselementen des Bremswiderstands kann ein in beiden Fahrtrichtungen wirksamer aerodynamischer
Gleichrichter (Luftstromangleichungseinrichtung) angeordnet sein, der die Umlenkung der Strömung unterstützt und eine gleichmäßige Entwärmung der Widerstandselemente be¬ wirkt .
- Auf der Oberseite des Bremswiderstands können mehrere Aus¬ lassklappen angeordnet sein, die in geöffneter Stellung den Austritt der erwärmten Luft und eine zusätzliche Saug¬ wirkung ermöglichen. Die Auslassklappen sind vorzugsweise immer dann geöffnet, wenn der Bremswiderstand ausgedreht wird. Im geschlossenen Zustand, der in der waagerechten Null-Stellung des Bremswiderstands eingenommen wird, können die Klappen eine Durchströmung des Bremswiderstands verhindern .
- Die erforderliche Kinematik für das Ausdrehen des Bremswi- derstands und das Öffnen und Schließen der Klappen ist vorzugsweise fahrtrichtungsabhängig gekoppelt und vorge¬ spannt. Die Vorspannung bewirkt ein besonders schnelles Drehen, Öffnen und Ansprechen des Bremswiderstands.
- Auf der Einlassseite des Bremswiderstands kann mit einer beweglichen Einlassklappe der Einlassquerschnitt und damit die Luftmenge vergrößert werden.
- Eine Ausführung des Auslasses mit einer oder wenigen großen Auslassklappen, die sich in der geöffneten Stellung in waagerechter Position befinden, ermöglicht das maximale Ausdrehen des Bremswiderstands bis zum Erreichen der Fahrzeugbegrenzungslinie. Damit wird ein maximaler Einlass¬ querschnitt und ein maximaler dreieckförmiger Zwischenraum erreicht . Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungs¬ beispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims

Patentansprüche
1. Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug (10), mit einem während eines Bremsvorgangs in einen Generatorbetrieb schalt- baren Antrieb, dessen bei Generatorbetrieb erzeugter Genera¬ torstrom in einen mit dem Antrieb in Verbindung stehenden elektrischen Bremswiderstand (20) geleitet wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Bremswiderstand (20) im Bereich der Fahrzeugaußenhaut (11) schwenkbar gelagert ist und von einer eingeschwenkten Stellung in eine ausgeschwenkte Stellung - und umgekehrt - durch Schwenken bringbar ist.
2. Fahrzeug nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
bei ausgeschwenkter Stellung des Bremswiderstands (20) Fahrt¬ wind (Win) in einen Bereich zwischen Bremswiderstand (20) und Fahrzeuginnenraum (13) gelenkt wird und der in diesen Bereich gelenkte Fahrtwind (Win) den Bremswiderstand (20) entwärmt.
3. Fahrzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
bei ausgeschwenkter Stellung des Bremswiderstands (20) ein im Querschnitt dreieckförmiger Luftstaubereich (70) zwischen dem Bremswiderstand (20) und einer den Bremswiderstand (20) vom Fahrzeuginnenraum (13) trennenden Trennwand (60) gebildet wird .
4. Fahrzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
- der Bremswiderstand (20) mittels eines Schwenklagers (30, 31, 200) um einen Drehpunkt schwenkbar ist und
- das Fahrzeug eine Steuereinrichtung (40) aufweist, die bei einem Bremsbetrieb ein Schwenken des Bremswiderstands (20) um den Drehpunkt hervorruft.
5. Fahrzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
- der Bremswiderstand (20) mittels eines in Vorwärtsfahrt¬ richtung (V) gesehen hinteren Schwenklagers (31) um einen hinteren Drehpunkt und mittels eines in Vorwärtsfahrtrichtung (V) gesehen vorderen Schwenklagers (30) um einen vorderen Drehpunkt schwenkbar ist und
- das Fahrzeug eine Steuereinrichtung (40) aufweist, die bei einem Bremsbetrieb und bei Vorwärtsfahrt ein Schwenken des Bremswiderstands (20) um den hinteren Drehpunkt sowie bei einem Bremsbetrieb und bei Rückwärtsfahrt ein Schwenken des Bremswiderstands (20) um den vorderen Drehpunkt her¬ vorruft .
6. Fahrzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
- der Bremswiderstand (20) um ein - in Fahrzeuglängsrichtung gesehen - im Bereich der Mitte des Bremswiderstands (20) angeordnetes Schwenklager (200), insbesondere Wippenlager, schwenkbar ist, wodurch wahlweise der - in Fahrzeuglängs¬ richtung gesehen - vordere Abschnitt des Bremswiderstands (20) oder der hintere Abschnitt des Bremswiderstands (20) ausgeschwenkt und der jeweils andere Abschnitt einge¬ schwenkt wird, und
- das Fahrzeug eine Steuereinrichtung (40) aufweist, die bei einem Bremsbetrieb und bei Vorwärtsfahrt ein Ausschwenken des vorderen Abschnitts des Bremswiderstands (20) sowie bei einem Bremsbetrieb und bei Rückwärtsfahrt ein Aus¬ schwenken des hinteren Abschnitts des Bremswiderstands (20) hervorruft.
7. Fahrzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Bremswiderstand (20) nach außen durch eine oder mehrere bewegliche Auslassklappen (25, 110) abgedeckt wird, die bei ausgeschwenkter Stellung des Bremswiderstands (20) von dem Fahrtwind (Win) , der in den Bereich zwischen Bremswiderstand (20) und Fahrzeuginnenraum (13) gelenkt wurde und den Brems¬ widerstand (20) bereits passiert hat, ebenfalls passiert wer¬ den .
8. Fahrzeug nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Fahrtwind (Win) bei ausgefahrener Stellung des Bremswiderstands (20) die Auslassklappen (25, 110) nach außen klappt.
9. Fahrzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen dem Bremswiderstand (20) und dem Fahrzeuginnenraum (13) eine Luftstromangleichungseinrichtung (100) angeordnet ist, die - in Fahrzeuglängsrichtung gesehen - die Luftstromdichte des an dem Bremswiderstand (20) vorbei und/oder durch den Bremswiderstand (20) hindurch fließenden Luftstromes vergleichmäßigt .
10. Fahrzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Fahrzeug mindestens eine Feder aufweist, deren Federkraft den Bremswiderstand (20) in die ausgefahrene Stellung bewegen will.
11. Fahrzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Fahrzeug mindestens eine Einlassklappe (26, 27) aufweist, die in ihrer aktiven Stellung ein Einleiten des Fahrtwinds
(Win) in den Bereich zwischen Bremswiderstand (20) und Fahrzeuginnenraum (13) unterstützt.
12. Fahrzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
in der eingeschwenkten Stellung des Bremswiderstands (20) die Fahrzeughaut (11) im Bereich des Bremswiderstands (20) flä¬ chenbündig verschlossen ist.
13. Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, insbesondere Schienenfahrzeugs (10), wobei bei dem Verfahren während eines Bremsvorgangs ein Antrieb des Fahrzeugs in einen Generatorbe¬ trieb geschaltet wird und dessen Generatorstrom in einen mit dem Antrieb in Verbindung stehenden elektrischen Bremswiderstand (20) geleitet wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Bremswiderstand (20) entwärmt wird, indem der Bremswider¬ stand (20) von einer eingeschwenkten Stellung in eine ausgeschwenkte Stellung geschwenkt wird und dadurch Fahrtwind (Win) in Richtung des Bremswiderstands (20) geleitet wird.
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