DE19532855A1 - Schienentriebfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schienentriebfahrzeug, insbesondere eine Lokomotive, mit ei­ nem dieselhydraulischen Antrieb, mit einem Wagenkasten oder Rahmen zur Aufnahme eines Antriebsmotors, eines Getriebes und von Komponenten für die Kühlung von Flui­ den, wie Motoröl, Getriebefluid und Fluid einer Klimaanlage, welche Komponenten wenigstens einen Kühler, Pumpen und Verbindungsleitungen für das jeweilige Fluid umfassen und auf dem Fahrzeug von einer Gehäuseabdeckung umgeben sind.

Es ist bekannt, daß Schienentriebfahrzeuge mit von Verbrennungsmaschinen gebilde­ ten Antriebsmotoren ausgerüstet sind und zur Abführung der beim Betrieb der An­ triebsmotoren freigesetzten Abwärme Kühleinrichtungen aufweisen. Ferner ist bekannt, daß beim Einsatz von hydraulischen Drehmomentwandlern und Getrieben, wie sie vor­ nehmlich bei dieselhydraulisch betriebenen Schienentriebfahrzeugen vorgesehen sind, ebenfalls Wärme freigesetzt wird, die abgeführt werden muß, um den störungsfreien Betrieb zu gewährleisten und mögliche thermisch bedingte Schäden zu vermeiden.

Um diesen Anforderungen zu entsprechen, ist allgemein verbreitet, die betreffenden Fahrzeuge mit Kühlaggregaten auszurüsten, in welchen die aus den jeweiligen Wär­ mequellen herrührende Abwärme mit Hilfe von Wärmetauschern an die Umgebung ab­ gegeben wird.

Bei modernen Schienentriebfahrzeugen sind die Kühlaggregate für das Kühlwasser sowie gegebenenfalls bei hydraulischer Leitungsübertragung für das Hydraulikfluid des hydraulischen Drehmomentwandlers bzw. Getriebes auf dem Schienentriebfahrzeug jeweils an geeigneter Stelle plaziert, das heißt dort, wo verfügbarer Raum ist. Die Ein­ bindung dieser Aggregate erfolgt üblicherweise sukzessive im Zuge der Fertigung des Schienentriebfahrzeuges, wobei ein besonderes Problem, das auch im späteren Be­ trieb zu Störungen führen kann, aus der Verbindung der Fluidleitungen mit den betref­ fenden Aggregaten resultiert.

Diese Aggregate, nämlich sowohl die Antriebsmaschine und das Getriebe als auch die zugeordneten Kühler sind jeweils elastisch gelagert um so die Übertragung von be­ triebsbedingten Schwingungen auf den Fahrzeugrahmen nach Möglichkeit zu vermei­ den. Bei der Einbindung der hydraulischen Pumpen für die Umwälzung des Hydraulik­ fluids beziehungsweise des Kühlwassers in den jeweiligen Kreislauf der Kühleinrich­ tung beziehungsweise der Hilfseinrichtungen werden im allgemeinen zur Aufnahme von betriebsbedingten Schwingungen der betreffenden Bauteile sowie zur Vermeidung von ansonsten erforderlichen Anpassungsarbeiten Schlauchverbindungen verwendet. Diese Schlauchleitungen und Verbinder sowie gegebenenfalls Rohrleitungen sowie die Umwälzpumpen werden lose mitgeliefert und sind vom Motorhersteller beziehungswei­ se vom Fahrzeughersteller jeweils zu montieren.

Bei der Montage der ebenfalls zum Lieferumfang der Kühlanordnung gehörigen Um­ wälzpumpen sind zeitraubende Anpassungsarbeiten, wie mechanische Bearbeitung und Ausrichtung der Komponenten, unvermeidlich. Dabei sind Montagefehler und sonstige Abweichungen von bestehenden Vorgaben nie völlig auszuschließen, was das Risiko späterer Störungen in sich birgt. Als wesentlicher Punkt kann die Dichtheits- und Druckprüfung erst nach der erfolgten Montage erfolgen, was im Falle auftretender Störungen zu unerwünschtem Lieferverzug führen kann.

Eine Komplettmontage der einzelnen Komponenten der Kühleinrichtung einschließ­ lich der zugehörigen Abnahmeprüfungen durch deren Lieferanten ist, wie gezeigt, auf­ grund der bislang üblichen Anordnungskonzeption der einzelnen Komponenten auf den Schienentriebfahrzeugen nicht möglich, so daß sich die Ursachen späterer Störfälle infolge dieser montagebedingten Verzahnung der Fertigung sich schwer und nur mit unverhältnismäßigem Aufwand aufklären lassen.

Ausgehend vom vorstehend aufgezeigten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfin­ dung, für ein Schienenfahrzeug der eingangs genannten Art ein technisches Konzept aufzuzeigen, welches die vorstehend dargelegten Schwierigkeiten weitestgehend ver­ meidet und auf einfache Weise umgesetzt werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß entsprechend den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 dadurch gekennzeichnet, daß alle Komponenten für die Kühlung sowie die Hilfseinrichtung modulartig zusammengefaßt in Form einer Bau­ gruppe als eine kompakte Kühlanordnung gestaltet sind. Dabei ist es zweckmäßig, die Kühlungs-Baugruppe komplett auf einer gemeinsamen Plattform zu installieren, die dann nur noch im Schienenfahrzeug am zugeordneten Platz aufgestellt wird. Mit der erfindungsgemäß vorgesehenen modularen Bauweise der zur Kühlung erforderlichen Komponenten bzw. Baugruppen wird der Vorteil erreicht, daß die Nutzung des zur Un­ terbringung der Kühlanordnung vorgesehenen Raumes in dem Schienentriebfahrzeug optimiert werden kann, und darüber hinaus, daß vom Zulieferer der Kühlkomponenten ein komplett befülltes und geprüftes Kühlmodul bezogen werden kann, wobei die Zahl der beim Hersteller des Schienenfahrzeugs noch erforderlichen Anschlüsse und Ver­ bindungsstellen minimiert ist.

Entsprechend einer Ausgestaltung der Erfindung kann der wenigstens eine Kühler als Druckkühler, das heißt mit einem Druckgebläse, oder als Saugkühler, das heißt mit Sauggebläse für die Kühlluft, ausgebildet sein. Vorteilhafterweise ist er oberhalb der übrigen Komponenten plaziert, so daß er nach Einbau der Kühlanordnung in das be­ treffende Fahrzeug in dessen Dachbereich angeordnet ist, wo eine entsprechende Ausnehmung in der Gehäuseabdeckung für die Kühlluft vorgesehen ist.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die als Baugruppe auf dem Fahrzeug angeordnete Kühlanordnung mit jedem zu küh­ lenden Aggregat, wie Antriebsmotor, Getriebe oder Klimaanlage sowie Druckluftanlage über eine elastische Fluidverbindung, zum Beispiel Metall-Faltenbalgkompensator oder Schlauchverbindung, in Verbindung steht.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist es zweckmäßig, daß alle Komponenten in der als Baugruppe ausgebildeten Kühlanordnung auf einem gemein­ samen Montagerahmen angeordnet sind und gemeinsam mit diesem in das jeweilige Fahrzeug eingebaut sind. Dabei sind in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Fluidverbindungen der auf dem Montagerahmen angeordneten Komponenten starr, vorzugsweise als Rohrverbindung, ausgebildet.

Um die Raumverhältnisse in dem Kühlmodul optimal zu nutzen, sind in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung unterhalb des wenigstens einen günstigerweise im Dach­ bereich angeordneten Kühlers der Kühlanordnung die Pumpen der Hydrostatikanlage, das Kühlgebläse mit Hydromotor und gegebenenfalls ein Wärmetaucher für Getriebeöl angeordnet. Hierdurch wird erreicht, daß der für das Kühlmodul erforderliche Raum beziehungsweise dessen Grundfläche im wesentlichen von der erforderlichen Aus­ tauschfläche der eingesetzten Kühler bestimmt ist.

Um einerseits die Verantwortlichkeiten klar zu definieren und andererseits den Ferti­ gungsablauf bei der Herstellung des Schienentriebfahrzeugs zu verkürzen, sind gemäß einer weiteren Verbesserung der Erfindung die Leitungswege und Volumina der zur Montage bereit stehenden Kühlanordnung mit dem Hydraulikfluid für die Hydrostatikan­ triebe bereits komplett befüllt und erprobt.

Zur Umwälzung des Fluids dient in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung eine Tan­ dempumpe oder Dreifachpumpe, deren Antrieb durch den fahrzeugeigenen Antriebs­ motor erfolgt. Demgemäß ist vorgesehen, daß der Antrieb mittels einer Gelenkwelle erfolgt, welche die gegebenenfalls auftretenden Bautoleranzen sowie Differenzbewe­ gungen im Betrieb ausgleicht.

Vorteilhafterweise ist in an sich bekannter Weise ferner ein Gebläse vorgesehen, wel­ ches unterhalb des Kühlers angeordnet ist und die Abwärme der Kühlanordnung nach außen abführt. Dabei ist jedoch zusätzlich ein zwischen dem Gebläse und dem Kühler angeordneter Kanal mit einem Abzweig vorgesehen, über welchen ein Teilluftstrom zur Belüftung des Maschinenraums entnehmbar ist, so daß eine besondere, das heißt zu­ sätzliche, Maschinenraumbelüftung entfallen kann, wobei der Teilluftstrom einstellbar ist.

Mit anderen Worten, es kann mit Hilfe der erfindungsgemäßen Ausgestaltung auf eine aufwendige zusätzliche und kostenintensive Belüftungsanordnung für den Maschinen­ raum verzichtet werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß im jeweiligen Kühl­ kreislauf Temperaturkontrolleinrichtungen angeordnet sind, welche die Betriebsdauer und/oder die Gebläsedrehzahl des Gebläses abhängig vom jeweiligen Kühlluftbedarf, das heißt letztlich temperaturabhängig, einstellen.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Kühlmoduls ist, wie vorstehend anhand diverser Details dargelegt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Inbetriebnahme der auf dem Fahrzeug montierten Kühlanordnung lediglich die Verbindung der Gelenkwelle für die Tandempumpe, der Fluidverbindungen sowie der Anschluß elektrischer Steuer- und Versorgungsleitungen erforderlich sind.

Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Anhand eines in der schematischen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles sollen die Erfindung, vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.

Es zeigt die einzige Figur ein Schienentriebfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Kühlmodul.

In der einzigen Figur ist in schematischer Darstellung ein dreiachsiges Schienentrieb­ fahrzeug 10 gezeigt, welches eine auf einem Rahmen 12 angeordnete Antriebsma­ schine 14 aufweist, die von einer gestrichelt gezeichneten gehäuseartigen Abdeckung einem sogenannten Maschinenraumvorbau 15, umgeben ist. Die Antriebsmaschine 14 steht gemeinsam mit einer daneben benachbart in dem Maschinenraum 15 ange­ ordneten Kühlanordnung 16 in Wirkverbindung. Ferner sind Teile des Schienentrieb­ fahrzeuges 10, wie ein Führerhaus 20 und die auf Schienen 22 aufstehenden Räder 24 des Schienentriebfahrzeuges 10 ebenfalls gezeigt, die das äußere Erscheinungsbild bestimmen.

Nicht dargestellt sind Einbauten, wie Kraftstoffbehälter, Antriebsteile der Räder und Zug- und Beleuchtungseinrichtungen des Fahrzeuges 10.

Hinsichtlich der die vorliegende Erfindung kennzeichnenden Kühlanordnung 16 be­ schränkt sich die Darstellung darauf, deren modulartige Ausgestaltung zu verdeutli­ chen, welche wesentlich dadurch geprägt ist, daß die Kühlanordnung 16 mit den dazu gehörigen Komponenten als Modulblock ausgebildet ist.

Die erfindungsgemäß gestaltete Kühlanordnung 16 besitzt einen gemeinsamen Trans­ port- und Montagesockel 26, auf welchem alle zugehörigen Komponenten, wie Hydrau­ likpumpe 28, Gebläse 30 und Kühler 32 sowie alle weiteren, nicht dargestellten Bautei­ le wie Leitungen, Ventile und dergleichen,angeordnet und montiert sind. Dieser Trans­ port- und Montagesockel 26 ermöglicht auf einfache Weise den Transport und den Ein­ bau des als Kühlanordnung 16 bezeichneten Kühlmoduls. Dabei ist aufgrund einheitli­ cher Vorgaben betreffend Abmessungen der Anschlüsse, Achsabstände und Maße ein rascher und unkomplizierter Einbau in das Fahrzeug 10 sichergestellt.

Die erwähnten Komponenten umfassen im wesentlichen die bereits genannte Tandem­ pumpe 28, die über eine Gelenkwelle 26 mit dem Antriebsmotor 14 zusammenarbeitet, das Gebläse 30 und den von dem vom Gebläse 30 erzeugten Kühlluftstrom durchsetz­ ten Kühler 32, der an der Oberseite der Kühlanordnung 16 angeordnet ist und eine entsprechend hierfür im Dachbereich 18 vorgesehene Ausnehmung durchgreift. Hier­ durch ist ein optimaler Wärmetausch der dem Kühler zugeführten Abwärme ge­ währleistet.

Ferner befindet sich zwischen der erwähnten Tandempumpe 28 und dem darüber an­ geordneten Kühler 32 und dem Gebläse 30 ein Luftführungskanal 34 mit einer integrierten Abzweigung, über welche bedarfsweise ein Teilstrom der vom Gebläse 30 geför­ derten Kühlluft abgezweigt und zur Belüftung des Maschinenraums 15 genutzt werden kann. Hierdurch kann auf eine zusätzliche Maschinenraumbelüftung verzichtet werden.

Die als Modulblock ausgebildete Kühlanordnung gestattet es dem Fahrzeughersteller, vom Lieferanten der Kühlanordnung eine praktisch betriebsbereite Kühlanordnung mit bereits befülltem Hydrostatikantrieb abzurufen, bei der die einschlägigen Funktions­ tests bereits erfolgt sind und für die der Lieferant die Verantwortung trägt.

Gleichzeitig bietet die Erfindung den Vorteil, daß die Montagedauer für den Einbau der Kühlanlage wesentlich verkürzt ist, da die bislang erforderlichen, zeitraubenden An­ passungs- und Richtarbeiten entfallen können.

Claims (15)

1. Schienentriebfahrzeug (10), insbesondere Lokomotive, mit einem Wagenka­ sten oder Rahmen (12) zur Aufnahme eines Antriebsmotors (14), und einer Leistungs­ übertragungseinrichtung, zum Beispiel ein Getriebe, und von Komponenten für die Kühlung von Fluiden, wie Kühlwasser und Getriebefluid, welche Komponenten wenig­ stens einen Kühler (32), Pumpen (28) und Verbindungsleitungen für das jeweilige Fluid umfassen und auf dem Fahrzeug (10) von einer Gehäuseabdeckung umgeben sind, dadurch gekennzeichnet, daß alle Komponenten (26, 28, 30, 32) für die Kühlung modul­ artig zusammengefaßt in Form einer Baugruppe als eine kompakte Kühlanordnung (16) gestaltet sind.

2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Kühler (32) von einem Gebläse beaufschlagt ist, das als Saug- oder als Druckgebläse ausgebildet ist.

3. Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der wenig­ stens eine Kühler (32) oberhalb der übrigen Komponenten plaziert ist, so daß er nach Einbau der Kühlanordnung (16) im Dachbereich des Fahrzeugs (10) angeordnet ist, wo eine entsprechende Ausnehmung in der Gehäuseabdeckung (18) für die Kühlluft vor­ gesehen ist.

4. Fahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die als Baugruppe auf dem Fahrzeug angeordnete Kühlanordnung (16) mit jedem zu kühlenden Aggregat, wie Antriebsmotor (14), Getriebe oder Klimaanlage über eine weiche Fluidverbindung, zum Beispiel Metall-Faltenbalgkompensator oder Schlauch­ verbindung, in Verbindung steht.

5. Fahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle Komponenten der als Baugruppe ausgebildeten Kühlanordnung (16) auf einem gemeinsamen Montagerahmen (26) angeordnet sind und gemeinsam mit diesem in das jeweilige Fahrzeug (10) eingebaut sind.

6. Fahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidverbindun­ gen der auf dem Montagerahmen (26) angeordneten Komponenten als Rohrverbindung ausgebildet sind.

7. Fahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des wenigstens einen Kühlers (32) der Kühlanordnung (16) die Pumpen (28) zur Umwälzung des Fluids sowie ein Kompressor mit Hydromotor für die Drucklufter­ zeugung angeordnet ist.

8. Fahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Montage bereit stehende Kühlanordnung (16) mit dem Fluid für den Hydrostatik­ antrieb bereits komplett befüllt und geprüft ist.

9. Fahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Tandempumpe (28) zur Umwälzung des Fluids vorgesehen ist.

10. Fahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Tandempumpe (28) durch den Antriebsmotor (14) des Fahrzeugs (10) mittels einer Gelenkwelle (29) vorgesehen ist, die auftretende Bautoleranzen und Differenzbewe­ gungen im Betrieb ausgleicht.

11. Fahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckgebläse (30) vorgesehen ist, welches unterhalb des Kühlers (32) ange­ ordnet ist und die Abwärme der Kühlanordnung (16) nach außen abführt.

12. Fahrzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Gebläse (30) und dem Kühler (32) ein Kanal mit einem Abzweig angeordnet ist, über welchen ein Teilluftstrom zur Belüftung des Maschinenraums (15) entnehmbar ist.

13. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilluftstrom einstellbar ist.

14. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß im jeweiligen Kühlkreislauf sowie im Maschinenraum (15) Tempera­ turkontrolleinrichtungen angeordnet sind, welche die Betriebsdauer und/oder die Ge­ bläsedrehzahl des Gebläses (30) bedarfsabhängig einstellen.

15. Fahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß zur Inbetriebnahme der auf dem Fahrzeug (10) montierten Kühlanordnung (16) lediglich die Verbindung der Gelenkwelle (29) für die Tandempumpe (28) und der Fluidverbindungen sowie der Anschluß elektrischer Steuer- und Versorgungsleitungen erforderlich sind.