DE102011118951A1

DE102011118951A1 - Anordnung zum Betrieb eines Mehrkomponentenantriebs eines Schienenfahrzeuges

Info

Publication number: DE102011118951A1
Application number: DE102011118951A
Authority: DE
Inventors: Ingo Strotbeck
Original assignee: DB Systemtechnik GmbH
Current assignee: DB Systemtechnik GmbH
Priority date: 2011-11-21
Filing date: 2011-11-21
Publication date: 2013-05-23
Anticipated expiration: 2031-11-22
Also published as: DE102011118951B4; DE102011118951A9

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Betrieb eines Mehrkomponentenantriebs eines Schienenfahrzeuges, wobei ein an sich bekannter Hybridantrieb zum Einsatz kommt, bei dem mindestens ein Power-Pack im Bereich mindestens eines Drehgestells in Unterflurbauweise angeordnet ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein an sich bekanntes Hybrid-Power-Pack so an die fahrzeugseitigen Gegebenheiten anzupassen, dass das vorgegebene Lichtraumprofil eingehalten, die Massebilanz vor und nach dem Einbau der Zusatzteile ausgeglichen und ein Wechsel zwischen den verschiedenen Antriebsarten problemlos möglich ist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass das Power-Pack über einen im Fahrzeuginneren angeordneten Abgasschacht mit Abgasrohr mit dem Dach des Schienenfahrzeugs verbunden ist, wobei auf dem Dach eines jeden Schienenfahrzeugs in Annäherung zur Fahrzeugmitte als Dachaufbauten jeweils mindestens eine Klimaanlage, ein Kühler, ein Umrichter mit einem EMV-Filter, eine Batteriehalterung mit Batterien/Akkus, ein Zwischenkreiskasten (ZWK) und ein Hilfsbetriebsumrichter (HBU) angeordnet sind, die mit dem Power-Pack gekoppelt sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein geteiltes Zahnrad mit zwei gegeneinander verspannten Zahnradhälften, wobei die erste Zahnradhälfte einen hohlzylindrischen Bund mit einer Nut aufweist, auf dem die zweite Zahnradhälfte mittels eines in die Nut eingesetzten Befestigungselementes axial formschlüssig befestigt ist, wobei die zweite Ausnehmung eine sich in radialer Richtung erstreckende Ausnehmung aufweist.
Es ist bekannt bei über einen Zahnradtrieb angetriebenen Wellen, wie z. B. Nockenwellen oder Ausgleichswellen, die sich im Betrieb mit halber bzw. doppelter Motorendrehzahl drehen, als Antriebselement anstelle von einfachen, einstückigen Zahnrädern ein jeweils geteiltes Zahnrad mit gegeneinander verspannten Zahnradhälften einzusetzen. Durch die spielfreie Verspannung der Zahnräder wird eine unerwünschte Geräuschentwicklung vermieden, die erfahrungsgemäß bei Verwendung von einstückigen Zahnrädern aufgrund von Spiel auftreten könnte.
Die EP 0 205 156 B1 offenbart ein geteiltes Zahnrad, das aus einem ersten Zahnradteil und einem zweiten Zahnradteil besteht, wobei die Zahnradteile über eine Omega-förmige Feder gegeneinander verspannt sind. Das erste Zahnradteil weist einen hohlzylindrischen zapfenförmigen Bund auf, mit dem es auf eine Welle aufgeschoben werden kann und der im montierten Zustand die Welle umschließt. Das zweite Zahnradteil wird bei der Montage auf den Außenumfang des Bundes aufgeschoben. Der Bund weist an seinem Außenumfang eine Nut auf, in die ein Sprengring (snap ring) eingesetzt wird, mit dem das zweite Zahnradteil auf dem Bund axial formschlüssig befestigt wird. Das zweite Zahnradteil stützt sich mit seiner von dem ersten Zahnradteil abgewandten Seitenfläche an dem Sprengring ab.
In den Figuren der EP 0 205 156 B1 ist der Sprengring nicht dargestellt. Die Befestigung der zweiten Zahnradhälfte auf dem Bund wird lediglich im Beschreibungsteil beschrieben und nicht in der Zeichnung dargestellt.
Wird der Sprengring wieder aus der Nut entfernt, so lässt sich das zweite Zahnradteil wieder von dem Bund abziehen. Die beiden Zahnradteile sind daher nicht unlösbar miteinander verbunden, sondern die zweite Zahnradhälfte wird lediglich mit einer lösbaren formschlüssigen Verbindung auf dem Bund gehalten.
Nachteilig bei dieser bekannten Verbindung zwischen den beiden Zahnradhälften ist außerdem, dass in Axialrichtung der Welle gesehen ein großer Bauraum benötigt wird. Denn der Bund der ersten Zahnradhälfte muss in Axialrichtung gesehen deutlich über die von der ersten Zahnradhälfte abgewandten Seitenfläche der zweiten Zahnradhälfte hinaus ragen, damit die Nut in den Bund eingebracht werden kann und gleichzeitig auch noch am freien Ende des Bundes genügend „Fleisch” vorhanden ist, damit der Bund die geforderte Festigkeit aufweist. Insbesondere bei Nockenwellen oder Ausgleichswellen in Verbrennungsmotoren steht den Konstrukteuren jedoch häufig nur ein sehr geringer Bauraum zur Verfügung.
Aus der Druckschrift US 4,747,321 ist es bekannt, bei einem geteilten Zahnrad ein erstes Zahnradteil (second gear 20) mit einem Bund (shaft 22) und ein zweites Zahnradteil (first gear 18) vorzusehen, das auf den Bund aufgeschoben wird. Der Bund weist eine Nut (groove 34) auf, die fluchtend mit einer Bohrung (counterbore 33) in dem zweiten Zahnradteil angeordnet ist. Mit Hilfe eines von außen in die Nut einsetzbaren Federringes (snap ring 36) wird das zweite Zahnradteil nach dem Aufschieben auf den Bund formschlüssig mit dem Bund des ersten Zahnradteil verbunden. Der Federring ist nach der Montage über die Bohrung in dem zweiten Zahnradteil von außen zugänglich.
Der Erfindung liegt daher ausgehend von dem Eingangs erwähnten bekannten Zahnrad die Aufgabe zu Grunde ein geteiltes Zahnrad mit zwei gegeneinander
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0205156 B1 [0003, 0004]
US 4747321 [0007]

Claims

Anordnung zum Betrieb eines Mehrkomponentenantriebs eines Schienenfahrzeuges, wobei ein an sich bekannter Hybridantrieb zum Einsatz kommt, bei dem mindestens ein Power-Pack im Bereich mindestens eines Drehgestells in Unterflurbauweise angeordnet ist, gekennzeichnet dadurch, dass Komponenten des Powerpacks (1) über einen Abgasschacht (2) mit Abgasrohr (3) mit Komponenten auf dem Dach (4) des Schienenfahrzeugs (5) verbunden sind, wobei auf dem Dach (4) eines jeden Schienenfahrzeugs (5) in Annäherung zur Fahrzeugmitte als Dachaufbauten jeweils mindestens eine Klimaanlage (6), ein Kühler (7), ein Umrichter (8) mit einem EMV-Filter (9), eine Batteriehalterung (10) mit Batterien/Akkus (11), ein Zwischenkreiskasten (ZWK) (12) und ein Hilfsbetriebsumrichter (HBU) (13) angeordnet sind, die mit dem Power-Pack (1) gekoppelt sind.
Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Dachaufbauten und das Power-Pack (1) elektrisch und mittels eines Kühlkreislaufes gekoppelt sind.
Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Batterien/Akkus (10) aus Lithium-Ionen-Akkus und/oder Kondensatoren (Power Caps) und/oder Kombispeicher und/oder ähnlichen Elementen bestehen.
Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, dass die Dachaufbauten unter Beachtung einer dynamischen Einschränkungsberechnung im freien Lichtraumprofil des Schienenfahrzeuges (5) angeordnet sind.
Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, dass die Massebilanz des Schienenfahrzeuges (5) vor und nach dem Einbau des Hybrid-Power-Packs (1) und der Dachaufbauten durch Änderungen am Innenraumkonzept nahezu ausgeglichen ist und zulässige Achslasten eingehalten werden.
Anordnung nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, dass das Abgasrohr (3) in thermisch isolierter Bauweise so ausgebildet ist, dass an seinem Außenumfang kreisförmig, vorzugsweise metallische Leerrohre (14) zur Durchführung von Verbindungsleitungen zwischen dem Power-Pack (1) und den Dachaufbauten angeordnet sind.
Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass für Leitungsdurchführungen zwischen den Dacheinbauten und Geräten im Wagenkasten ein passiver Lüftungsschacht (ohne Ventilator) angeordnet ist.
Anordnung nach Anspruch 1 bis 7, gekennzeichnet dadurch, dass die elektrische Verschaltung der Dachaufbauten mit dem Power-Pack (2) so ausgeführt ist, dass Signal- und Leistungsleitungen vom Dachbereich zum Unterflurbereich verlegt sind.
Anordnung nach Anspruch 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, dass eine Kühlung der Anlage erfolgt und diese so geschaltet ist, dass die zu kühlenden Dachaufbauten vom Kühler (7) in einem sehr engen Toleranzbereich für die Betriebstemperatur von ca. 34°C bis 40°C mit Kühlmittel zu versorgen sind, wobei der Rücklauf des Kühlmittels parallel durch die Kühlwasserleitungen des Hilfsbetriebsumrichters (HBU) (13) und der Klimaanlage (6) sowie anschließend des Traktionsumrichters zu leiten ist und der Hilfsbetriebsumrichter (HBU) (13) durch das Hauptvolumen des Durchflusses an Kühlmittel zu beaufschlagen ist.
Anordnung nach Anspruch 1 bis 9, gekennzeichnet dadurch, dass die Klimaanlage (6) aus mehreren, vorzugsweise drei Baugruppen zusammengesetzt ist, wobei die erste Baugruppe ein Klimagerät mit Klimakompressor und die zweite Baugruppe einen Klimaumwandler sowie die dritte Baugruppe einen EMV-Filter umfasst.