EP2681094B1 - Schienenfahrzeug mit aufnahmeraum unterhalb des bodens - Google Patents

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Publication number
EP2681094B1
EP2681094B1 EP12707514.1A EP12707514A EP2681094B1 EP 2681094 B1 EP2681094 B1 EP 2681094B1 EP 12707514 A EP12707514 A EP 12707514A EP 2681094 B1 EP2681094 B1 EP 2681094B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
receiving space
cooled
air
rail vehicle
longitudinal
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.)
Active
Application number
EP12707514.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2681094A1 (de
Inventor
Olaf Lemcke
Klaus Fischer
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.)
Alstom Transportation Germany GmbH
Original Assignee
Bombardier Transportation GmbH
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 Bombardier Transportation GmbH filed Critical Bombardier Transportation GmbH
Publication of EP2681094A1 publication Critical patent/EP2681094A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2681094B1 publication Critical patent/EP2681094B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C17/00—Arrangement or disposition of parts; Details or accessories not otherwise provided for; Use of control gear and control systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D27/00—Heating, cooling, ventilating, or air-conditioning
    • B61D27/0072—Means for cooling only
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F1/00—Underframes
    • B61F1/08—Details

Definitions

  • the invention relates to a rail vehicle, in particular a tensile part (eg a carriage or power train) of a high-speed train.
  • the invention further relates to a method for producing a rail vehicle, in particular a tensile part of a high-speed train.
  • the rail vehicle has a body with a bottom that limits a body space for transporting people and / or cargo down. Below the bottom of a receiving space for receiving devices of the vehicle is formed, wherein the receiving space has at least one air inlet opening and at least one air outlet opening.
  • the receiving space is particularly in the height range of bogies of the rail vehicle.
  • the invention relates in particular to a rail vehicle according to the features of the preamble of independent claim 1 and to a method for producing such a rail vehicle according to the features of the preamble of independent claim 7.
  • traction motors for traction motors and other electrical loads
  • voltage transformers for traction motors and other electrical loads
  • battery chargers for controlling other equipment
  • compressed air compressors of the brake system and electrical distributors.
  • These devices are preferably arranged at the bottom of the floor, especially in cars for high-speed trains.
  • WO 2010/026049 A1 describes a rail vehicle with a cooling arrangement for arranged in an underfloor area components that are cooled via an associated radiator.
  • the cooling arrangement has at least one first inlet opening for fresh air to be used as cooling air and at least one fan for guiding the cooling air in the direction of at least one of the components.
  • the at least one first inlet opening is arranged in the underfloor area.
  • the cooling arrangement also has at least one with the fan fluidly connected second inlet opening for use as cooling air deadline air, which is arranged above side skirts of the rail vehicle and connected via an air duct with the underfloor area.
  • a bottom side of a railcar is fluidly sealed by means of a floor pan, so that above the floor pan cooling air flows can be performed.
  • the floor pan continues at its outer edges in side skirts of the trainset.
  • a power converter cooling system which is provided within the floor pan and in the longitudinal direction of the railcar approximately in the middle, draws cooling air for cooling the power converter, which is arranged above the floor pan.
  • traction motor fans draw air for cooling the traction motors provided in bogies, and below the cooling system, an air outlet is provided in the otherwise sealed tray, which serves as an outlet for the cooling air flow of the cooling system.
  • At least part of the cooling air passes via a channel from an inlet opening to the underfloor arranged cooling arrangement.
  • the devices can be housed in a separate housing and particles are filtered out of the cooling air, fed through a channel and introduced into the housing.
  • a corresponding fan, which causes the cooling air flow is typically located within, at the beginning or at the end of the air duct.
  • Underground devices can be of varying difficulty.
  • a voltage transformer may weigh several tons while an electric distributor weighs only a few kilograms.
  • the weight should be balanced, ie it should not, for example, all the particularly heavy equipment in the front of the car and all light equipment in the rear of the car be arranged.
  • the particularly heavy equipment should be located with its center of gravity in the middle of the car body and should be as possible, the center of gravity of the underfloor devices located in the middle of the car body. Since the devices but also have very different volumes and are to be connected, for example, to cables or liquid lines, the mounting location for the individual devices can not be chosen freely.
  • DE 42 23 647 A1 describes a device for cooling of electronic units of a power supply system for passenger cars where the power supply system is housed as an underfloor device in a delimiting the car floor and two aprons space, the electronic units are each arranged along a longitudinal side of the underfloor device.
  • the electronic units are each equipped with a heat sink, the cooling ribs protrude from the frame structure of the underfloor device, and that the underfloor device includes a cooling air duct system, whereby the cooling air is sucked under the car floor above the underfloor device and exits again below the cooling fins of the electronic units from the underfloor device ,
  • EP 1 095 836 A2 discloses a rail vehicle with an underfloor container for electrical components of the rail vehicle, which is modularly divided into a plurality of individual containers which are mechanically connected to each other and thermally connected in series for the purpose of cooling.
  • a fan is arranged in a first single container.
  • On opposite sides of the first single container is ever another (second and third) single container available.
  • On a third side of the single container a fourth single container is provided.
  • the individual containers have ventilation openings and are induced by the fan flows through cooling air.
  • At least one device to be cooled is arranged underfloor in a receiving space, which is secured against the ingress of dirt and which also has outer surfaces which are the devices Protect against mechanical damage in the receiving space.
  • at least one device to be cooled (preferably underfloor) is / are arranged outside the receiving space, but it is cooled with air from the receiving space.
  • the receiving space in this case is at least one device that does not have to be cooled by an airflow generated by a radiator.
  • at least one air inlet opening of the receiving space is a filter device for filtering particles out of the ambient air passing through the inlet opening.
  • the filter device may consist of several filters, for. B.
  • a gravity filter and a particle filter of the filter class G3 ie, a filter with an average degree of separation of 80 to 90% for particles, eg., Particles, which are greater than 10 microns
  • This ensures that air purified via the at least one inlet opening enters the receiving space. Since the receiving space is otherwise also secured against ingress of dirt, in particular through walls and receiving space floor is located during operation of the rail vehicle only in this way purified air within the receiving space.
  • cooling air ducts to draw in air from the environment simplifies the construction and assembly and reduces the dependence on suitable conditions outside the rail vehicle. For example, during operation outside the rail vehicle, pressure fluctuations may occur (eg, due to vehicle speed and cross winds) which, in the case of an air supply duct, act directly on the cooling air flow. Corresponding fluctuations of the cooling air flow within the receiving space are at least largely avoided by a large reservoir of already cleaned cooling air.
  • the device in the receiving space or at least one of the arranged in the receiving space facilities is a device to be cooled and the fan is arranged so that it accelerates during operation air from the main air volume and the air flows to the device to be cooled and flows from the device to be cooled through at least one air outlet opening from the receiving space into the environment.
  • a volume can be located within the receiving space, which is used for discharging the heated cooling air into the environment via the at least one air outlet opening. Furthermore, it is also possible to supply unused and therefore not yet heated cooling air from the receiving space traction motors, which are located outside of the receiving space in an adjacent bogie.
  • the feeder occupies part of the volume in the receiving space. In this case, the feed preferably begins at a cooler which accelerates the air from the main volume of air and thereby pressurized and fed by the feed to the traction motor or traction motors.
  • These volume areas therefore also contain cooling air, which however is not available for sucking and cooling the arranged within the receiving space facilities.
  • the main volume of air may not only contain most of the air in the receiving space (ie more than 50%) but more than 70%, and more preferably more than 80% of the total volume of air.
  • the receiving space extends beyond the maximum possible length and maximum possible width of the space available below the body floor space, created in this way a very large main air volume and therefore a particularly large reservoir for already cleaned cooling air is formed.
  • At least one fan is arranged in the receiving space, which cools at least one device to be cooled (which is also preferably arranged within the receiving space) by accelerating air from the main air volume, so that the device to be cooled is cooled becomes.
  • no additional fan is required for the same device to be cooled, and no additional fan is needed for the intake of air from the environment of the rail vehicle. Rather, the negative pressure generated by the fan suffices for air from the environment to flow in through the at least one inlet opening into the receiving space.
  • the fan is also sufficient for the used cooling air, which has absorbed heat from the device to be cooled, to be able to flow out into the environment via the at least one outlet opening.
  • Preferred dimensions of air from the receiving space is used not only for cooling a device to be cooled, but for a plurality of devices to be cooled.
  • the devices to be cooled can all be located inside the receiving space or at least one device to be cooled (eg a drive motor) can be located outside the receiving space.
  • each of the plurality of devices to be cooled is assigned at least one fan, d. H.
  • several units can be combined to form a common device to be cooled, z.
  • B. several converter units (such as traction converter, auxiliary converter and network rectifier) to a power converter device. However, it is preferred that different units not be grouped together.
  • a power converter and / or a transformer for transforming the mains voltage from an electrical supply network into an electrical voltage for the operation of a power converter, for example, alone and / or with others to be cooled and / or not to be cooled facilities in the receiving space, not combined to a common device to be cooled.
  • Each of the fans draws cooling air from the main volume of air and creates an airflow that cools the associated device to be cooled.
  • the receiving space can therefore be designed in particular as large as possible.
  • the receiving space extends over the maximum possible length, ie in Direction of travel between two bogies of a car or power car, the main air volume preferably passes over the entire length of the receiving space.
  • a large air reservoir exists in the main air volume, with the various cooling air streams being fed to the various devices to be cooled from the reservoir. Fluctuations in the demand for cooling air for the various devices may thus at least partially compensate each other as long as they do not correlate completely in time.
  • the at least one air inlet opening or at least one of the air inlet openings is formed as a recess in a side wall of the receiving space.
  • the recess can z. B. at least part of a filter device (s.o.) be introduced for filtering particles in the sucked air or be.
  • Such recesses may be provided at various suitable locations on the side wall. They require little space, unlike air ducts do not increase the weight of the rail vehicle and are easy to manufacture. Since the receiving space, in contrast to a plurality of individual, separate and mutually partitioned compartments or unlike a provided with air supply channels underfloor area has a large, continuous internal volume, is also a large outer surface for air inlet openings available. Of course, not the entire large outer surface or a substantial part of it is to be formed by air inlet openings, but rather air inlet openings of the appropriate size and number can be arranged at suitable locations of the outer surface.
  • no air inlet port may be provided in the front portion of the side walls of the accommodating space, since negative pressure may exist in this region.
  • air inlet openings arranged further back air can nevertheless flow into the receiving space and also move within the receiving space into its front area if a device to be cooled is arranged there and an associated fan generates a corresponding cooling air flow.
  • front area Under the front area is in particular the front lying in the direction of travel area to understand, ie the area that is closer to the respective end of the train, for example, the locomotive or the power car. If, as is the case, for example, in a train with power cars at both opposite ends, the direction of travel is reversed, the so-called front area is located in the direction of travel further back than a rear area thereof Receiving space. However, this is harmless for effective cooling of the devices in the receiving space, since the same turbulences do not occur in the region of one end of a train as at the beginning of the train. Therefore, an inflow of air through the air inlet openings arranged at the very end of the train into the receiving space will be possible.
  • the term "front area” in this case is to be understood in particular as a synonym for "closer to the end".
  • the receiving space are distributed in the longitudinal direction of the rail vehicle over a longitudinal portion of the receiving space, a plurality of devices (in particular with a plurality of devices to be cooled) of the vehicle arranged, wherein the main air volume extends at least over the longitudinal portion and the main air volume in the longitudinal portion is continuous, ie is not divided into individual, separate and mutually partitioned compartments, and wherein in a front region of the longitudinal section, in which at least one of the devices of the vehicle is located in side walls of the receiving space no air inlet opening is present, but in a more rearwardly located area of the Longitudinal section in the side walls of the receiving space air inlet openings are arranged, can enter through the air in the main volume of the receiving space.
  • the receiving space viewed in the direction of travel is at the beginning of a train, for example in a power car or a locomotive at the beginning of the train, this avoids that outside of air inlet openings in side walls of the receiving space, especially at high speeds over 250 km / h creates a negative pressure , Therefore, air can enter the main air volume at the existing rear air inlet openings, where there is no negative pressure outside. Since the main air volume is continuous, the air that has entered through the existing air inlet openings, within the longitudinal section reach into the front area and is there for cooling facilities available.
  • the single air outlet opening or, if there are a plurality of air outlet openings, all air outlet openings are located in the underfloor of the receiving space, ie on the lower outer surface of the receiving space.
  • the air inlet openings in the side walls arise at higher speeds no air flow through the receiving space, from the air inlet openings to the air outlet openings, obstructing pressure conditions outside of the receiving space. Rather, it is created below the receiving space typically a negative pressure everywhere, so that lower air outlet openings favor the flow of air through the receiving space.
  • the predominant part of the weight forces (preferably the total weight forces) of the at least one device to be cooled down on a substructure of the receiving space is exercised / and acts on the substructure on the car body. At least the majority of the weight forces is therefore not exerted directly on the floor of the car body interior, but indirectly through the substructure.
  • the substructure may have an underbody support. It is also preferred that above the at least one device to be cooled a clearance to the bottom of the car body interior exists or is formed. This clearance can be used for the main air volume and / or for additional facilities of the rail vehicle (eg cable ducts for electrical lines).
  • the attachment of the underbody support to supporting parts of the carbody allows the weight of at least one of the devices in the receiving space to rest on the underbody support or at least the weight of the device to be partially, preferably predominantly and more preferably fully applied to the underbody support ,
  • the substructure can be formed, the devices and other devices to be cooled can be applied to the substructure or introduced into the substructure, and this prefabricated arrangement can then be connected to the car body.
  • the complex assembly is facilitated because the receiving space is freely accessible from the top before connecting the substructure to the car body.
  • an underbody support may be provided as part of the substructure. At its ends, ie at the sides of the car body, the underbody support is connected to supporting parts of the car body, in particular each with a longitudinal member of the car body, which serves to transmit longitudinal forces in the longitudinal direction of the car body. In particular, therefore, in each case in a transition region between the bottom and the side walls of the car body interior are a longitudinal member for transmitting longitudinal forces extending in the longitudinal direction of the car body.
  • the car body has at least one underbody support, which extends below the bottom of the one longitudinal member to the other side member, wherein the underbody support extends partially at a distance to the ground, so that between the underbody support and the Floor is part of the recording room.
  • the underbody beam has a U-shaped profile when viewed in the longitudinal direction (travel direction) of the rail vehicle, i. H. he can take a U-shaped course from one side to the opposite side.
  • Such side members are usually in the transition region between the bottom and the side walls.
  • the underbody support initially extends downwardly from the side rail and is angled or curved at a lower level than the height level of the side rails, the underbody beam transitioning, at the bend or bend, into an approximately horizontal section, which in FIG the distance to the bottom of the car body runs.
  • On the opposite side is preferably again a bend or bend, at which the underbody carrier merges into a second, likewise from top to bottom or from bottom to top extending portion.
  • the underbody support is preferably symmetrical or at least substantially symmetrical, ie, symmetrical with the exception of fastening means with which the carrier with the side members and / or connected to the facilities in the reception room.
  • a guide is preferably arranged on the longitudinal carriers, by means of which a movement of one end of the underbody carrier can be guided in the longitudinal direction of the vehicle body.
  • a fastening means by which the underbody support is selectively attachable in a plurality of different positions relative to the side rail. This makes it possible, during the first assembly of the car body or in a later remodeling, to move and fix the substructure supports in the longitudinal direction of the car body. This allows different configurations of equipment to be attached to the underbody construction. Depending on the dimensions and weight of the underfloor devices, the positions of the underbody supports can be selected and adjusted.
  • the guide may, for example, by one or more down open C-shaped rails are realized. Alternatively, however, the upper ends of the underbody beams may be attached to another structure attached to the underside of the floor.
  • a plurality of the underbody beams can be arranged in different longitudinal positions in the longitudinal direction of the car body and extends below the bottom of the one longitudinal beam to the other side rail in each case.
  • 5-8 such carriers may be disposed below the floor of a large capacity passenger car to accommodate the underfloor devices required for the operation of the car or train.
  • all underbody beams are located in the longitudinal section between the two bogies of the carriage.
  • it is also not excluded to accommodate one or two underbody beams in the end region of the car body, that is, at the longitudinal ends of the car body.
  • An underbody support can be made very sturdy with relatively little weight so that it can accommodate large weight forces from underfloor devices to be placed.
  • a subfloor support in a simple manner with supporting parts, in particular the longitudinal members, in the transition region between the bottom and side walls are attached. This makes it possible in a simple way to derive the weight forces directly on the underbody support and the supporting parts on the bogies.
  • the arrangement of the facilities underfloor also facilitates the production of connections to the devices, since the connection cables and connection cables usually pass through the floor or are guided on the underside of the floor. Between devices that do not extend over the entire height of the space between the underbody support and the floor of the car body, a gap remains to the ground, so that the mounting of the terminals is facilitated.
  • the underbody support does not require that a device be attached to a particular position in the course of the wearer. The exact position can therefore be selected taking into account other criteria. This is especially true when not only an underbody carrier, but at least two such carriers are present. In this case, additional elements may be provided which, together with the underbody beams, are parts of a substructure. Such elements will be discussed in more detail.
  • the underfloor devices can optionally be attached to the additional elements of the substructure or be arranged thereon.
  • the space between the beams is at least partially closed by preferably plate-shaped underbody elements, wherein air outlet openings may be provided therein.
  • a plate-shaped element may form a subfloor, which preferably extends in the horizontal direction and approximately parallel to the actual bottom of the car body.
  • a plate-shaped element may form a side wall of the underfloor area.
  • another part of the clearance may be closed by at least one device to be cooled and / or at least one device not to be cooled (eg by an outer wall of the cooling and / or not to cool device).
  • the plate-shaped elements may in particular be extruded plate-shaped elements in which between two sheet-like, approximately parallel areas forming the outer surfaces, a plurality of air chambers is arranged, which are separated by partitions, which in a longitudinal direction of the plate-shaped element.
  • extruded plate-shaped elements may preferably be made of aluminum and are preferably bolted to underbody beams.
  • a plurality of plate-shaped elements can be manufactured separately in the extrusion process and connected to each other before assembly to the underbody beams, in particular welded.
  • the side walls and the bottom of the car body may be at least partially made of such plate-shaped elements.
  • the side walls, the floor and an additional ceiling element are prefabricated, substantially plate-shaped elements, it is referred to an integral construction of the car body.
  • the underbody beams are particularly suitable for such a car body, wherein also longitudinal beams can be made in the transition region between the bottom and the side walls in the extrusion process.
  • other constructions are possible, in particular with the side members, for example conventional double T-beams, i. I-beams.
  • At least two in the longitudinal direction of the car body adjacent to each other underbody support may be interconnected by at least one longitudinal strut.
  • the longitudinal strut does not have to run exactly in the longitudinal direction of the car body, but can also run diagonally.
  • the use of longitudinal struts represents an alternative or additional measure to the use of plate-shaped connections (also referred to above as plate-shaped elements), which serve to stiffen the underbody construction.
  • plate-shaped connections also referred to above as plate-shaped elements
  • the substructure can be made very stiff and light and, for example, clad only with thin, non-load-bearing elements to improve the aerodynamic properties and to seal the receiving space from the environment.
  • Several such longitudinal struts result in a distribution of the weight forces exerted by the devices, so that such a construction is particularly advantageous when underfloor devices with very different weights are to be accommodated below the floor.
  • the at least one device to be cooled is arranged within the receiving space and is arranged at a distance from at least one side wall of the receiving space, so that a free space remains between the device and the side wall, which forms part of the main Air volume forms. Through this space, air can be distributed within the main volume of air or air can be sucked by a fan.
  • Fig. 1 shows a single sub-floor support 1, which has a U-shaped profile, wherein the transverse leg 4 is designed to be significantly longer than the vertically extending longitudinal leg 2a, 2b.
  • the transverse leg 4 is designed to be significantly longer than the vertically extending longitudinal leg 2a, 2b.
  • a diagonal brace 3a, 3b which connects a central region of the longitudinal limb 2 with the transverse limb 4 diagonally is located in the transition region.
  • the term longitudinal leg here does not refer to the longitudinal direction of the car body.
  • an additional support 9a, 9b is optionally attached, in each case on the inside of the longitudinal limb 2, in order, for example, to provide an additional covering (not in FIG Fig. 1 shown) to attach carbody floor.
  • a plurality of holes 10 a, 10 b, 10 c, 10 d and that at the in Fig. 1 left facing visible surface and on on the in Fig. 1 are realized in the aforementioned transition region by sheet-like, mutually parallel and spaced-apart material regions of the carrier 1. Therefore, it is also possible to hold in the space between the two material areas, for example, a screw head or tighten a nut.
  • These holes 10 are used for fastening longitudinal struts, via which the carrier 1 is connected to longitudinally adjacent carriers.
  • the carrier 1 is made of aluminum, for example. It can be made from a plurality of individual parts.
  • the diagonal strut 3 is manufactured separately and only then connected to the longitudinal strut 2 and the cross member 4.
  • the connection areas are in Fig. 1 not shown in detail.
  • a further metal strip can be added later, which forms the inside surfaces of the longitudinal leg 2 and the diagonal struts 3 and the upward-facing surface of the transverse leg 4.
  • the required joints are made for example by welding.
  • Additional supports 7a, 7b, 7c, 7d with holes extending in the vertical direction are located on the surface of the transverse limb 4 pointing to the left front, wherein such support elements are also arranged on the side of the transverse limb 4 pointing to the right, or at least can be arranged if it is not the last carrier 1 in the longitudinal direction.
  • These support elements 7 may be used for laying and connecting to plate-shaped elements or as attachment points for attaching devices in the receiving space.
  • the transverse leg 4 also has a plurality of through-holes 8 through which, for example, cables or lines for liquids or gases can be passed.
  • through-holes 8 through which, for example, cables or lines for liquids or gases can be passed.
  • Fig. 2 shows the carrier 1 from Fig. 1 with its transverse leg 4 and its longitudinal legs 2a, 2b, wherein the longitudinal legs 2 are fastened on the underside by a respective longitudinal member 24a, 24b of a rail vehicle car body.
  • a respective longitudinal member 24a, 24b of a rail vehicle car body Of the car body are in addition to the longitudinal members 24, which preferably extend over almost the entire length of the car body (the longitudinal extent extends in a direction perpendicular to the plane of the figure Fig. 2 ), Also a bottom 13 and the lower portions of two side walls 11 a, 11 b shown.
  • the bottom and the side walls 11 define a car body interior 17.
  • the bottom 13 is composed in the embodiment of five plate-shaped elements 12 which are welded together.
  • the hollow chamber structure of both the bottom 13 and the longitudinal member 24 can be seen.
  • it is extruded aluminum profiles.
  • Fig. 2 illustrated roof area and the side walls in Fig. 2 with the exception of the lower sections
  • a cuboid 15 which stands on the transverse leg 4 of the underbody support 1 is in Fig. 2 indicated that in the underfloor space between the bottom 13 and the transverse leg 4 underfloor devices (in particular to be cooled facilities) can be arranged.
  • Fig. 3 shows an arrangement with a total of eight longitudinally successively arranged underbody beams 101 - 108, for example, all as in Fig. 1 and in Fig. 2 are executed shown.
  • the individual carriers 101 - 108 run as in FIG Fig. 1 shown transverse to the longitudinal direction and have a U-shaped profile when viewed in a plane perpendicular to the longitudinal direction.
  • an additional strut 110a, 110b which similar to the longitudinal struts 2 of Carrier 1 according to Fig. 1 and Fig. 2 can be configured.
  • the additional struts 110 are not connected to the underbody beams 101-108 by a crossbar.
  • the underbody beams 101 - 108 are connected in pairs on both sides of the car body by a longitudinal strut 121-128 and 131-138 extending in the longitudinal direction of the car body.
  • a longitudinal strut is present on each side between the carrier 105 and the carrier 106, but a first longitudinal strut 125 or on the other side 135, which connects the carrier 105 with the additional struts 110, and both Pages a longitudinal strut 126, 136 which connects the additional strut 110 with the carrier 106.
  • connection of all the longitudinal struts 121-128 and 131-138 are each made in the transition region between the approximately vertically extending partial strut of the carrier and the extending approximately in the horizontal direction transverse strut of the carrier.
  • threaded rods are introduced with external thread at the front end of a longitudinal strut in the holes 10 and secured on the opposite side of the bore by nuts.
  • FIG. 3 illustrated underbody construction with U-shaped underbody supports and longitudinal struts on the opposite sides represents an embodiment for a stable construction.
  • longitudinal struts extending in the longitudinal direction are not absolutely necessary.
  • the function of the longitudinal struts can be taken over by correspondingly stably configured plate-shaped elements, which are arranged between the pairs of mutually adjacent underbody beams and connected to the carriers.
  • FIG. 3 Another possibility is the underbody construction in the way in Fig. 3 shown running with U-shaped underbody supports and longitudinally extending side members and additionally plate-shaped elements to install as a panel.
  • Fig. 4 Such an embodiment is in Fig. 4 shown. Same reference numerals in FIG Fig. 4 as in Fig. 3 denote the same elements.
  • plate-shaped fairings 144a-144h On the underside of the U-shaped underbody beams 101-108 are mounted plate-shaped fairings 144a-144h which form the bottom of the underbody space.
  • the plate-shaped panels have a cutout 139, so that the underbody space is accessible from below through the cutout 139 or so that an underfloor device for which the height of the underfloor Space is not sufficient or that it should not be located in a closed room, protrudes.
  • an underfloor device for which the height of the underfloor Space is not sufficient or that it should not be located in a closed room, protrudes.
  • the underfloor device such a cutout 139 may be useful.
  • the driving wind then cools the bottom of the device.
  • an air-permeable mesh in the panel may be present, so that an air exchange is possible.
  • the side surfaces of the in Fig. 4 be shown disguised support structure with plate-shaped elements 141.
  • the plate-shaped elements on the side surfaces preferably each have a flap 140 (as shown at element 141 c, 141 d, 141 e) and / or an air inlet opening with a dirt separator (eg ventilation grille and / or filter).
  • damping elements may be present (not shown), which are connected to the transition region of the carrier 108 between the transverse leg and its approximately vertically extending longitudinal leg.
  • damping elements allow a support against a not in Fig. 4 illustrated additional support means, wherein the damping elements deform elastically under load and thus in particular allow a deformation of the support structure relative to the additional support.
  • the side trim panel 141 may include at least one reclosable opening, such as a flap 140 or door or removable trim panel, so that the space within the underbody construction is accessible.
  • Fig. 5 shows a three-dimensional representation of one of the upper ends of an underbody support, for example, the carrier 1 according to Fig. 1 .
  • Same reference numerals as in Fig. 1 denote equal parts.
  • the surface formed by a plate-shaped region at the upper end of the carrier has in particular the in Fig. 1 shown a total of eight holes 6, which in Fig. 5 are not recognizable, because through the holes 6 each extending a screw 85 which is secured in its lower end by a nut 87 against loosening and falling out.
  • the screws 85 each hold in pairs a groove body 71, the one in the longitudinal direction (from the right rear to the left front in Fig. 5 ) has a constant cross-sectional profile and in the embodiment has a U-shaped profile.
  • these groove bodies 71 can be arranged in C-shaped grooves 83, 84, the opening of the grooves 83, 84 allowing the shafts of the screws 85 to pass downwards. It is located between the plate-shaped upper end of the longitudinal strut 2a and the nut 87 each have a spacer 81 a, 81 b, which facilitates the assembly and leads to a uniform pressing of the parts to be screwed together when the nuts 87 are tightened. A rotation of the heads of the screws 85 is prevented by the groove body 71.
  • the C-profile-shaped, mutually parallel grooves 83, 84 are preferably on the underside of one of the longitudinal members 24 (in the example of Fig. 6 Side member 24a) arranged.
  • the corresponding area in the specific embodiment of Fig. 2 is located below the longitudinal member 24a and is marked by an arrow with the reference numeral 83 to indicate that, inter alia, the groove 83 is located in the region.
  • the grooves 83, 84 and corresponding grooves on the other side of the car body on the other side member need not extend over the entire length of the side member. Rather, the grooves extend, for example, over a longitudinal section over which the longitudinal position of the underbody support is to be freely adjusted.
  • the devices are various liquid containers 201, 202, an electrical distribution device 204 to be cooled, a ventilation device 205 to be cooled, gas containers 206, a transformer 207 to be cooled, and converters 208 to be cooled as well as a cooling device 209.
  • the devices are placed on a plate-shaped element and / or a support of the underbody construction, so that they exert their entire weight or at least almost the entire weight on the U-shaped underbody support 101 - 108.
  • FIG. 8 shown partial view of an underbody support 1 and two plate-shaped elements 91 a, 91 b illustrates that can be dispensed with longitudinal struts connecting adjacent underbody support.
  • the carrier 1 is therefore, for example, the in Fig. 1 and Fig. 2 shown carrier.
  • plate-shaped elements of screwed down or otherwise secured from below as indicated by Fig. 8 - 10 is described.
  • the plate-shaped elements 91 a, 91 b are provided at their ends which are arranged at a small distance from one another in the region of the support 1, each with a vertical cross-section Y-shaped profile which surrounds the end of the plate-shaped support 91 and a from the end-extending plate-shaped part, the through holes for passing screws 93 (see Fig. 10 ) having.
  • the underside of the carrier 1 is provided with corresponding holes with internal thread into which the screws 93 are screwed.
  • the heads of the screws 93 can be seen, including a spacer 98 and again below the projecting plate-shaped element of the profile 94, which covers the underside of the carrier 1. This way not only, as in Fig.
  • two plates 91 are secured to the underside of the carrier 1, but in the same way, for example, another four plates, two of which are fastened symmetrically to the median plane of the carrier on the other longitudinal strut 2a and two further plates fill the space between the peripheral plates ,
  • FIG. 11 schematically the air flow from the environment of the rail vehicle through an air inlet opening 307, a fan 309, a device to be cooled 315 and again out of the receiving space 301 through an air outlet opening 311 shown in the environment.
  • the presentation is simplified.
  • Other components may be provided, in particular dirt particle filters at the air inlet opening 307 and barriers for dirt at the air outlet opening 311 to prevent the occurrence of dirt at occasionally reversed air pressure ratios.
  • the air inlet does not have to take place at the same position in the longitudinal direction of the rail vehicle on which the fan is located. The same applies to the position of the air outlet opening in the longitudinal direction of the rail vehicle.
  • the longitudinal direction of the rail vehicle extends in 11 and FIG. 12 perpendicular to the figure plane.
  • the accommodating space 301 contains a continuous main air volume.
  • the air can therefore perpendicular to the plane of the figure FIGS. 11 and 12 in particular flow between the device to be cooled 315 and the side walls 317a, 317b in the areas from which derive the fan or the air and supply the devices to be cooled.
  • Fig. 12 shows that this air flow is also possible at longitudinal positions in which an underbody carrier 300 is located, the z. B. the in Fig. 1 shown underbody support 1 can be. Further shows Fig. 12 in that cable ducts 320, 321 can be located below the vehicle body floor 313 but above a device 315 to be cooled, in which cables running in particular in the longitudinal direction of the rail vehicle can be laid, which in Fig. 12 designated by the reference numeral 323.
  • Fig. 13 12 schematically shows the arrangement of devices within a subfloor receiving space 401.
  • This may in particular be the receiving space between the two bogies of a powered rail vehicle (eg a high speed power train), the traction motors in the bogies and traction motors the bogies themselves are not in Fig. 13 are shown.
  • air supply ducts 405a, 405b outgoing from inside the receiving space 401 driving motor fans 403a, 403b lead from the receiving space 401 to the traction motors of one of the adjacent bogies.
  • the air taken in by the traction motor fans 403 from the main air ducts of the accommodating space 401 flows through these air supply passages 405 to the traction motors.
  • the direction of travel runs in Fig. 13 from top to bottom
  • several devices and units to be cooled are arranged.
  • three units 411, 412, 413 are combined to form a common device to be cooled, ie the units 411, 412, 413 are assigned a common fan 410.
  • the fan 410 is bisected (as indicated by a diagonal hyphen) and conveys cooling air in the lower right portion to the unit 411 and in the lower left part to the units 412, 413 serially from the unit Cooling air to be flowed through.
  • the units 411, 412, 413 may in particular be different power converters, in particular a traction converter 411, a supply-side rectifier 412 and an auxiliary inverter 413.
  • Fig. 13 another device 417 to be cooled is shown, to which a further fan 415 is assigned.
  • the fan 415 sucks air from the main air volume of the receiving space 401 and delivers it to the device to be cooled 417, in which it is z.
  • B. may be a battery charger, which is not in Fig. 13 illustrated battery of electrical and / or electrochemical energy storage for storing electrical energy is charging.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug, insbesondere einen Zugteil (z. B. einen Wagen oder Triebkopf) eines Hochgeschwindigkeitszuges. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Schienenfahrzeugs, insbesondere eines Zugteils eines Hochgeschwindigkeitszuges. Das Schienenfahrzeug weist einen Wagenkasten mit einem Boden auf, der einen Wagenkasten-Innenraum zum Transport von Personen und/oder von Fracht unten begrenzt. Unterhalb des Bodens ist ein Aufnahmeraum zur Aufnahme von Einrichtungen des Fahrzeugs gebildet, wobei der Aufnahmeraum zumindest eine Lufteintrittsöffnung und zumindest eine Luftaustrittsöffnung aufweist. Der Aufnahmeraum liegt insbesondere im Höhenbereich von Drehgestellen des Schienenfahrzeugs.
  • Die Erfindung betrifft insbesondere ein Schienenfahrzeug gemäss den Merkmalen des Oberbegriffes des unabhängigen Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Schienenfahrzeugs gemäss den Merkmalen des Oberbegriffes des unabhängigen Anspruchs 7.
  • Für den Betrieb von Schienenfahrzeugen werden verschiedene Einrichtungen benötigt, wie zum Beispiel Stromrichter für Traktionsmotoren und andere elektrische Verbraucher, Spannungs-Transformator, Batterie-Ladegeräte, Steuergeräte zum Steuern anderer Einrichtungen, Druckluft-Kompressoren der Bremsanlage und elektrische Verteiler. Diese Geräte werden vor allem bei Wagen für Hochgeschwindigkeitszüge bevorzugt an der Unterseite des Bodens angeordnet.
  • WO 2010/026049 A1 beschreibt ein Schienenfahrzeug mit einer Kühlanordnung für in einem Unterflurbereich angeordnete Komponenten, die über einen zugehörigen Kühler gekühlt werden. Die Kühlanordnung weist wenigstens eine erste Eintrittsöffnung für als Kühlluft zu verwendende Frischluft und wenigstens einen Lüfter zum Führen der Kühlluft in Richtung auf mindestens eine der Komponenten auf. Die wenigstens eine erste Eintrittsöffnung ist im Unterflurbereich angeordnet. Die Kühlanordnung weist außerdem wenigstens eine mit dem Lüfter strömungstechnisch verbundene zweite Eintrittsöffnung für als Kühlluft zu verwendende Fristluft auf, die oberhalb von Seitenschürzen des Schienenfahrzeugs angeordnet und über einen Luftkanal mit dem Unterflurbereich verbunden ist. Bei einer konkreten Ausführungsform ist eine Unterseite eines Triebzuges mithilfe einer Bodenwanne strömungstechnisch abgedichtet, so dass oberhalb der Bodenwanne Kühlluftströmungen geführt werden können. Die Bodenwanne setzt sich an ihren Außenkanten in Seitenschürzen des Triebzuges fort. Eine Stromrichterkühlanlage, die innerhalb der Bodenwanne und in Längsrichtung des Triebwagens etwa in der Mitte vorgesehen ist, zieht sich Kühlluft zur Kühlung des Stromrichters, der oberhalb der Bodenwanne angeordnet ist. Ferner ziehen sich Fahrmotorlüfter Luft zum Kühlen der Fahrmotoren, die in Drehgestellen vorgesehen sind und unterhalb der Kühlanlage ist in der ansonsten abgedichteten Bodenwanne ein Luftauslass vorgesehen, der als Auslass für den Kühlluftstrom der Kühlanlage dient.
  • Gemäß der genannten Druckschrift gelangt zumindest ein Teil der Kühlluft über einen Kanal von einer Eintrittsöffnung zu der Unterflur angeordneten Kühlanordnung.
  • Die Anordnung der oben genannten Einrichtungen unterhalb des Wagenkastenbodens (d. h. unterflur) erfordert eine stabile Befestigung der Einrichtungen. Außerdem müssen die Einrichtungen zuverlässig gegen Verschmutzung, insbesondere durch Schmutzpartikel in der Umgebungsluft, geschützt werden. Ferner sind die Einrichtungen auch gegen mechanische Einwirkung, z. B. aufgewirbelte Steine, zu schützen.
  • Üblich ist es, die Einheiten am Boden des Wagenkastens aufzuhängen. Um eine Verschmutzung durch Partikel in der Kühlluft zu vermeiden, können die Einrichtungen in einem eigenen Gehäuse untergebracht werden und werden Partikel aus der Kühlluft ausgefiltert, durch einen Kanal zugeführt und in das Gehäuse eingeleitet. Ein entsprechender Lüfter, der den Kühlluftstrom bewirkt, ist typischerweise innerhalb, am Anfang oder am Ende des Luftführungskanals angeordnet.
  • Unterflur angeordnete Geräte können unterschiedlich schwer sein. Zum Beispiel kann ein Spannungs-Transformator mehrere Tonnen wiegen, während ein Elektroverteiler nur einige Kilogramm wiegt. Um die Fahreigenschaften des Wagens nicht zu beeinträchtigen, sollte das Gewicht ausbalanciert sein, d.h., es sollten nicht zum Beispiel sämtliche besonders schweren Geräte im vorderen Teil des Wagens und sämtliche leichten Geräte im hinteren Teil des Wagens angeordnet sein. Auch in der Richtung quer zur Fahrtrichtung sollten sich die besonders schweren Geräte mit ihrem Schwerpunkt in der Mitte des Wagenkastens befinden und sollte möglichst auch der Gesamtschwerpunkt der unterflur angeordneten Geräte in der Mitte des Wagenkastens befinden. Da die Geräte aber auch sehr unterschiedliche Volumina aufweisen und zum Beispiel an Kabel oder Flüssigkeitsleitungen anzuschließen sind, kann der Befestigungsort für die einzelnen Geräte nicht frei gewählt werden. In vielen Fällen muss zumindest ein bestimmter lokaler Bereich für die Unterbringung eines bestimmten Geräts eingehalten werden, oder es müssen zusätzliche Anschlussleitungen oder Kabel in Kauf genommen werden. Hinzu kommt, dass die Herstellung von Anschlüssen der Geräte unmittelbar unterhalb des Bodens des Wagenkastens erschwert ist. Bei der Herstellung des Wagens kann die Montage noch dadurch erleichtert werden, dass zunächst die Geräte im Unterflurbereich befestigt und angeschlossen werden und erst dann weitere Einrichtungen und Teile des Wagens montiert werden. Bei der späteren Wartung und Reparatur von Geräten ist der Aufwand für das Lösen und Wiederherstellen der Anschlüsse und die Demontage der Geräte jedoch erschwert.
  • Hinzu kommt ferner, dass sogar die Anordnung besonders schwerer Geräte unterhalb des Bodens dazu beiträgt, dass der Gesamt-Schwerpunkt des Wagens oberhalb der Fahrschienen liegt. Durch eine Halterung an der Unterseite des Bodens, die eine tiefer liegende Anordnung schwerer Geräte ermöglicht, kann der Schwerpunkt abgesenkt werden. Allerdings wird durch eine solche stabile Zusatzhalterung das Gesamtgewicht des Wagens erhöht.
  • DE 42 23 647 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Kühlung von elektronischen Einheiten einer Energieversorgungsanlage für Reisezugwagen wobei die Energieversorgungsanlage als Unterflurgerät in einem vom Wagenboden und zwei Schürzen begrenzenden Raum untergebracht ist, deren elektronische Einheiten jeweils entlang einer Längsseite des Unterflurgerätes angeordnet sind. Die elektronischen Einheiten sind jeweils mit einem Kühlkörper ausgestattet, deren Kühlrippen aus der Rahmenkonstruktion des Unterflurgerätes herausragen, und dass das Unterflurgerät ein Kühlluftführungssystem enthält, wodurch die Kühlluft unter dem Wagenboden über dem Unterflurgerät angesaugt wird und unterhalb der Kühlrippen der elektronischen Einheiten aus dem Unterflurgerät wieder austritt.
  • EP 1 095 836 A2 offenbart ein Schienenfahrzeug mit einem Unterflurcontainer für elektrische Komponenten des Schienenfahrzeugs, der modulartig in mehrere Einzelcontainer unterteilt ist, die miteinander mechanisch verbunden und zum Zwecke der Kühlung thermisch in Reihe geschaltet sind. In einem ersten Einzelcontainer ist ein Lüfter angeordnet. An gegenüberliegenden Seiten des ersten Einzelcontainers ist je ein weiterer (zweiter und dritter) Einzelcontainer vorhanden. An einer dritten Seite des Einzelcontainers ist ein vierter Einzelcontainer vorgesehen ist. Die Einzelcontainer weisen Lüftungsöffnungen auf und werden induziert vom Lüfter von Kühlluft durchströmt.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schienenfahrzeug und ein Verfahren zum Herstellen eines Schienenfahrzeugs anzugeben, durch die unterflur angeordnete Einrichtungen des Schienenfahrzeugs auf einfache Weise und dennoch zuverlässig gekühlt werden können, wobei eine Verschmutzung durch in der Umgebungsluft enthaltene Partikel vermieden werden soll.
  • Die beigefügten Patentansprüche definieren den Schutzumfang.
  • Gemäß einem Grundgedanken der vorliegenden Erfindung wird zumindest eine zu kühlende Einrichtung unterflur in einem Aufnahmeraum angeordnet, der gegen Eindringen von Schmutz gesichert ist und der außerdem Außenoberflächen aufweist, die die Einrichtungen im Aufnahmeraum gegen mechanische Beschädigung schützen. Alternativ ist/wird zumindest eine zu kühlende Einrichtung (vorzugsweise unterflur) außerhalb des Aufnahmeraums angeordnet, jedoch mit Luft aus dem Aufnahmeraum gekühlt. In dem Aufnahmeraum befindet sich in diesem Fall zumindest eine Einrichtung, die nicht durch einen von einem Kühler erzeugten Luftstrom gekühlt werden muss. Insbesondere befindet sich an zumindest einer Lufteintrittsöffnung des Aufnahmeraums eine Filtereinrichtung zum Ausfiltern von Partikeln aus der durch die Eintrittsöffnung hindurch tretenden Umgebungsluft. Die Filtereinrichtung kann aus mehreren Filtern bestehen, z. B. einen Schwerkraftfilter und einen Partikelfilter der Filterklasse G3 (d. h. ein Filter mit einem mittleren Abscheidegrad von 80 bis 90 % für Partikel, z. B. Partikel, die größer als 10 µm sind) aufweisen. Damit wird erreicht, dass über die zumindest eine Eintrittsöffnung gereinigte Luft in den Aufnahmeraum eintritt. Da der Aufnahmeraum auch ansonsten gegen Eindringen von Schmutz gesichert ist, insbesondere durch Wände und Aufnahmeraum-Boden befindet sich während des Betriebs des Schienenfahrzeugs lediglich auf diese Weise gereinigte Luft innerhalb des Aufnahmeraums.
  • Gemäß einem weiteren Grundgedanken der vorliegenden Erfindung kann innerhalb des Aufnahmeraums auf Luftzuführungskanäle verzichtet werden. Vielmehr kann an beliebiger Stelle innerhalb des Aufnahmeraums und aus beliebigen Bereichen des Aufnahmeraums Luft angesaugt werden und ein Kühlluftstrom zum Kühlen zumindest einer zu kühlenden Einrichtung erzeugt werden. Die Luft in dem Aufnahmeraum bildet daher ein Reservoir für bereits gereinigte Kühlluft.
  • Der Verzicht auf Kühlluftkanäle zum Ansaugen von Luft aus der Umgebung vereinfacht die Konstruktion und Montage und verringert die Abhängigkeit von geeigneten Verhältnissen außerhalb des Schienenfahrzeugs. Zum Beispiel können beim Betrieb außerhalb des Schienenfahrzeugs Druckschwankungen auftreten (z. B. aufgrund der Fahrgeschwindigkeit und durch Seitenwinde), die im Falle eines Luftzuführungskanals unmittelbar auf den Kühlluftstrom einwirken. Entsprechende Schwankungen des Kühlluftstroms innerhalb des Aufnahmeraums werden durch ein großes Reservoir an bereits gereinigter Kühlluft zumindest weitestgehend vermieden.
  • Die Aufgabe wird somit durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles der unabhängigen Ansprüche gelöst.
  • Bevorzugt wird, dass die Einrichtung in dem Aufnahmeraum oder zumindest eine der in dem Aufnahmeraum angeordneten Einrichtungen eine zu kühlende Einrichtung ist und der Lüfter so angeordnet ist, dass er beim Betrieb Luft aus dem Haupt-Luftvolumen beschleunigt und die Luft zu der zu kühlenden Einrichtung strömt und von der zu kühlenden Einrichtung durch zumindest eine Luftaustrittsöffnung aus dem Aufnahmeraum in die Umgebung ausströmt.
  • Neben dem Haupt-Luftvolumen kann sich insbesondere ein Volumen innerhalb des Aufnahmeraums befinden, das für das Ableiten der erwärmten Kühlluft über die zumindest eine Luftaustrittsöffnung in die Umgebung genutzt wird. Ferner ist es auch möglich, noch nicht genutzte und daher noch nicht erwärmte Kühlluft aus dem Aufnahmeraum Fahrmotoren zuzuführen, die sich außerhalb des Aufnahmeraums in einem benachbarten Drehgestell befinden. Die Zuführung nimmt einen Teil des Volumens in dem Aufnahmeraum ein. Dabei beginnt die Zuführung vorzugsweise an einem Kühler, der die Luft aus dem Haupt-Luftvolumen beschleunigt und dadurch unter Druck setzt und durch die Zuführung dem Fahrmotor oder den Fahrmotoren zuführt. Diese Volumenbereiche enthalten daher ebenfalls Kühlluft, die jedoch nicht zum Ansaugen und Kühlen der innerhalb des Aufnahmeraums angeordneten Einrichtungen zur Verfügung steht.
  • Es kann noch weitere Volumenbereiche des Aufnahmeraums geben, in denen sich zwar Luft befindet, die jedoch nicht zu dem Haupt-Luftvolumen gehört. Zum Beispiel kann Luft innerhalb von Gehäusen dauerhaft eingeschlossen sein. Bevorzugt wird jedoch, dass das Haupt-Luftvolumen nicht nur den überwiegenden Teil der Luft in dem Aufnahmeraum enthält (d. h. mehr als 50 %), sondern mehr als 70 % und besonders bevorzugt mehr als 80 % des Gesamt-Luftvolumens. Insbesondere wenn sich der Aufnahmeraum über die maximal mögliche Länge und maximal mögliche Breite des unterhalb des Wagenkasten-Bodens zur Verfügung stehenden Raumes erstreckt, entsteht auf diese Weise ein sehr großes Haupt-Luftvolumen und ist daher ein besonders großes Reservoir für bereits gereinigte Kühlluft gebildet.
  • Es ist bzw. wird zumindest ein Lüfter in dem Aufnahmeraum angeordnet, der zumindest eine zu kühlende Einrichtung (die vorzugsweise ebenfalls innerhalb des Aufnahmeraums angeordnet ist/wird) kühlt, indem er Luft aus dem Haupt-Luftvolumen beschleunigt, so dass die zu kühlende Einrichtung gekühlt wird. Im Allgemeinen wird kein weiterer Lüfter für dieselbe zu kühlende Einrichtung benötigt und es wird auch kein zusätzlicher Lüfter für das Ansaugen von Luft aus der Umgebung des Schienenfahrzeugs benötigt. Vielmehr reicht der durch den Lüfter erzeugte Unterdruck dafür aus, dass Luft aus der Umgebung durch die zumindest eine Eintrittsöffnung in den Aufnahmeraum nachströmt. Auch reicht der Lüfter dafür aus, dass die genutzte Kühlluft, die Wärme von der zu kühlenden Einrichtung aufgenommen hat, über die zumindest eine Austrittsöffnung in die Umgebung ausströmen kann.
  • Bevorzugtermaßen wird Luft aus dem Aufnahmeraum nicht nur zur Kühlung einer zu kühlenden Einrichtung genutzt, sondern für eine Mehrzahl von zu kühlenden Einrichtungen. Die zu kühlenden Einrichtungen können sich dabei alle innerhalb des Aufnahmeraums befinden oder es kann zumindest eine zu kühlende Einrichtung (z. B. ein Fahrmotor) außerhalb des Aufnahmeraums befinden. In beiden Fällen ist vorzugsweise jeder der Mehrzahl der zu kühlenden Einrichtungen zumindest ein Lüfter zugeordnet, d. h. es existiert für jede zu kühlende Einrichtung zumindest ein separater Lüfter. Allerdings können mehrere Einheiten zu einer gemeinsamen zu kühlenden Einrichtung zusammengefasst werden, z. B. mehrere Stromrichtereinheiten (etwa Traktionsumrichter, Hilfsbetriebeumrichter und netzseitiger Gleichrichter) zu einer Stromrichtereinrichtung. Allerdings werden bevorzugtermaßen verschiedenartige Einheiten nicht zu einer gemeinsamen Einrichtung zusammengefasst. Z. B. werden bevorzugtermaßen in dem Aufnahmeraum vorhandene Einrichtungen, insbesondere ein Batterie-Ladegerät, ein Stromrichter und/oder ein Transformator zur Transformation der Netzspannung aus einem elektrischen Versorgungsnetz in eine elektrische Spannung für den Betrieb eines Stromrichters, die sich zum Beispiel allein und/oder mit weiteren zu kühlenden und/oder nicht zu kühlenden Einrichtungen in dem Aufnahmeraum befinden, nicht zu einer gemeinsamen zu kühlenden Einrichtung kombiniert. Jeder der Lüfter saugt Kühlluft aus dem Haupt-Luftvolumen an und erzeugt einen Luftstrom, der die zugeordnete zu kühlende Einrichtung kühlt.
  • Der Aufnahmeraum kann daher insbesondere so groß wie möglich gestaltet werden. Insbesondere erstreckt sich der Aufnahmeraum über die maximal mögliche Länge, d.h. in Fahrtrichtung, zwischen zwei Drehgestellen eines Wagens oder Triebkopfes, wobei das Haupt-Luftvolumen vorzugsweise über die gesamte Länge des Aufnahmeraums durchgeht. Somit existiert ein großes Luftreservoir in dem Haupt-Luftvolumen, wobei die verschiedenen Kühlluftströme zu den verschiedenen zu kühlenden Einrichtungen aus dem Reservoir gespeist werden. Schwankungen in dem Bedarf an Kühlluft für die verschiedenen Einrichtungen können sich damit zumindest teilweise gegenseitig kompensieren, solange sie nicht vollständig zeitlich korrelieren.
  • Vorzugsweise ist die zumindest eine Lufteintrittsöffnung oder ist zumindest eine der Lufteintrittsöffnungen als Aussparung in einer Seitenwand des Aufnahmeraums gebildet. In die Aussparung kann z. B. zumindest ein Teil einer Filtereinrichtung (s.o.) zum Ausfiltern von Partikeln in der angesaugten Luft eingebracht sein bzw. werden.
  • Solche Aussparungen können an verschiedenen geeigneten Stellen der Seitenwand vorgesehen werden. Sie benötigen wenig Platz, erhöhen im Gegensatz zu Luftzuführungskanälen nicht das Gewicht des Schienenfahrzeugs und sind einfach herzustellen. Da der Aufnahmeraum im Unterschied zu einer Mehrzahl von einzelnen, voneinander getrennten und gegeneinander abgeschotteten Abteilen oder im Unterschied zu einem mit Luftzuführungskanälen versehenen Unterflurbereich ein großes, durchgehendes Innenvolumen hat, steht auch eine große Außenfläche für Lufteintrittsöffnungen zur Verfügung. Selbstverständlich soll nicht die gesamte große Außenfläche oder ein wesentlicher Teil davon durch Lufteintrittsöffnungen gebildet werden, sondern können vielmehr Lufteintrittsöffnungen der passenden Größe und Anzahl an geeigneten Stellen der Außenoberfläche angeordnet sein. Zum Beispiel kann bei einem Triebkopf eines Hochgeschwindigkeitsfahrzeugs mit einer Höchstgeschwindigkeit von mehr als 300 km/h im vorderen Bereich der Seitenwände des Aufnahmeraums keine Lufteintrittsöffnung vorgesehen sein, da in diesem Bereich ein Unterdruck herrschen kann. Durch die weiter hinten angeordneten Lufteintrittsöffnungen kann aber dennoch Luft in den Aufnahmeraum einströmen und sich innerhalb des Aufnahmeraums auch in dessen vorderen Bereich bewegen, wenn dort eine zu kühlende Einrichtung angeordnet ist und ein zugeordneter Lüfter einen entsprechenden Kühlluftstrom erzeugt.
  • Unter dem vorderen Bereich ist insbesondere der in Fahrtrichtung vorne liegende Bereich zu verstehen, d.h. der Bereich, der näher an dem jeweiligen Ende des Zuges, zum Beispiel der Lokomotive oder des Triebkopfes, liegt. Wenn, wie es z.B. bei einem Zug mit Triebköpfen an beiden entgegengesetzten Enden der Fall ist, die Fahrtrichtung umgekehrt wird, liegt der so genannte vordere Bereich in Fahrtrichtung weiter hinten als ein hinterer Bereich desselben Aufnahmeraumes. Für eine effektive Kühlung der Einrichtungen in dem Aufnahmeraum ist dies aber unschädlich, da im Bereich eines Endes eines Zuges nicht dieselben Turbulenzen auftreten wie am Anfang des Zuges. Es wird daher ein Einströmen von Luft durch die ganz am Ende des Zuges angeordneten Lufteintrittsöffnungen in den Aufnahmeraum möglich sein. Der Begriff "vorderer Bereich" ist in diesem Fall insbesondere als Synonym für "näher am Ende gelegen" zu verstehen.
  • In dem Aufnahmeraum sind verteilt in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs über einen Längsabschnitt des Aufnahmeraumes eine Mehrzahl der Einrichtungen (insbesondere mit einer Mehrzahl zu kühlender Einrichtungen) des Fahrzeugs angeordnet, wobei sich das Haupt-Luftvolumen zumindest über den Längsabschnitt erstreckt und das Haupt-Luftvolumen in dem Längsabschnitt durchgehend ist, d.h. nicht in einzelne, voneinander getrennte und gegeneinander abgeschottete Abteile aufgeteilt ist, und wobei in einem vorderen Bereich des Längsabschnitts, in dem sich zumindest eine der Einrichtungen des Fahrzeugs befindet, in Seitenwänden des Aufnahmeraums keine Lufteintrittsöffnung vorhanden ist, jedoch in einem weiter hinten angeordneten Bereich des Längsabschnitts in den Seitenwänden des Aufnahmeraumes Lufteintrittsöffnungen angeordnet sind, durch die Luft in das HauptVolumen des Aufnahmeraumes eintreten kann.
  • Insbesondere wenn der Aufnahmeraum in Fahrtrichtung betrachtet am Anfang eines Zuges liegt, zum Beispiel in einem Triebkopf oder einer Lokomotive am Anfang des Zuges, wird dadurch vermieden, dass außerhalb von Lufteintrittsöffnungen in Seitenwänden des Aufnahmeraumes insbesondere bei hohen Fahrgeschwindigkeiten über 250 km/h ein Unterdruck entsteht. An den weiter hinten gelegenen vorhandenen Lufteintrittsöffnungen, an denen außerhalb kein Unterdruck entsteht, kann daher Luft in das Haupt-Luftvolumen eintreten. Da das Haupt-Luftvolumen durchgehend ist, kann die Luft, die durch die vorhandenen Lufteintrittsöffnungen eingetreten ist, innerhalb des Längsabschnitts in den vorderen Bereich gelangen und steht dort zur Kühlung von Einrichtungen zur Verfügung.
  • Vorzugsweise liegt/liegen die einzige Luftaustrittsöffnung oder, wenn mehrere Luftaustrittsöffnungen vorhanden sind, alle Luftaustrittsöffnungen im Unterboden des Aufnahmeraumes, d.h. an der unteren Außenoberfläche des Aufnahmeraumes. Im Gegensatz zu den Lufteintrittsöffnungen in den Seitenwänden entstehen bei höheren Fahrgeschwindigkeiten keine den Luftstrom durch den Aufnahmeraum, von den Lufteintrittsöffnungen zu den Luftaustrittsöffnungen, behindernden Druckverhältnisse außerhalb des Aufnahmeraumes. Vielmehr entsteht unterhalb des Aufnahmeraumes typischerweise überall ein Unterdruck, so dass unten liegende Luftaustrittsöffnungen den Luftstrom durch den Aufnahmeraum begünstigen.
  • Im Folgenden wird auf eine bevorzugte Art der mechanischen Konstruktion eingegangen, die verschiedenen Ausgestaltungen der Konstruktion sind besonders vorteilhaft für die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Aufnahmeraums und der Kühlung von Einrichtungen.
  • Insbesondere wird es bevorzugt, dass der überwiegende Teil der Gewichtskräfte (vorzugsweise die gesamten Gewichtskräfte) der zumindest einen zu kühlenden Einrichtung nach unten auf eine Unterkonstruktion des Aufnahmeraums ausgeübt wird/werden und über die Unterkonstruktion auf den Wagenkasten wirkt. Zumindest der überwiegende Teil der Gewichtskräfte wird daher nicht direkt auf den Boden des Wagenkasten-Innenraums ausgeübt, sondern indirekt über die Unterkonstruktion. Insbesondere, wie noch näher beschrieben wird, kann die Unterkonstruktion einen Unterboden-Träger aufweisen. Bevorzugt wird auch, dass oberhalb der zumindest einen zu kühlenden Einrichtung ein Freiraum zu dem Boden des Wagenkasten-Innenraums besteht bzw. gebildet wird. Dieser Freiraum kann für das Haupt-Luftvolumen und/oder für zusätzliche Einrichtungen des Schienenfahrzeugs (z. B. Kabelkanäle für elektrische Leitungen) benutzt werden.
    Die Befestigung des Unterboden-Trägers an tragenden Teilen des Wagenkastens ermöglicht es, dass das Gewicht zumindest einer der Einrichtungen im Aufnahmeraum auf dem Unterboden-Träger ruht oder zumindest die Gewichtskraft der Einrichtung teilweise, vorzugsweise überwiegend und besonders bevorzugt vollständig auf den Unterboden-Träger ausgeübt wird.
  • Die Ableitung der Gewichtskräfte nach unten hat für die Montage erhebliche Vorteile. Zum Beispiel kann zunächst die Unterkonstruktion gebildet werden, können die zu kühlenden Einrichtungen und sonstigen Einrichtungen auf die Unterkonstruktion aufgebracht bzw. in die Unterkonstruktion eingebracht werden und kann diese vorgefertigte Anordnung anschließend mit dem Wagenkasten verbunden werden. Die komplexe Montage ist erleichtert, da der Aufnahmeraum vor dem Verbinden der Unterkonstruktion mit dem Wagenkasten von oben frei zugänglich ist.
  • Wie erwähnt kann ein Unterboden-Träger als Teil der Unterkonstruktion vorgesehen sein/werden. An seinen Enden, d.h. an den Seiten des Wagenkastens, ist der Unterboden-Träger mit tragenden Teilen des Wagenkastens verbunden, insbesondere mit jeweils einem Längsträger des Wagenkastens, der der Übertragung von Längskräften in Längsrichtung des Wagenkastens dient. Insbesondere kann sich daher jeweils in einem Übergangsbereich zwischen dem Boden und den Seitenwänden des Wagenkasten-Innenraums ein Längsträger zur Übertragung von Längskräften befinden, der sich in Längsrichtung des Wagenkastens erstreckt. Dabei weist der Wagenkasten zumindest einen Unterboden-Träger auf, der sich unterhalb des Bodens von dem einen Längsträger zu dem anderen Längsträger erstreckt, wobei sich der Unterboden-Träger teilweise in einem Abstand zu dem Boden erstreckt, sodass sich zwischen dem Unterboden-Träger und dem Boden ein Teil des Aufnahmeraums befindet.
  • Insbesondere hat der Unterboden-Träger ein U-förmiges Profil, wenn er in Längsrichtung (Fahrtrichtung) des Schienenfahrzeugs betrachtet wird, d. h. er kann einen U-förmigen Verlauf von der einen Seite zu der gegenüberliegenden Seite nehmen. Solche Längsträger befinden sich üblicherweise im Übergangsbereich zwischen dem Boden und den Seitenwänden.
  • Vorzugsweise erstreckt sich der Unterboden-Träger ausgehend von dem Längsträger zunächst nach unten und ist auf einem tiefer liegenden Höhenniveau als das Höhenniveau der Längsträger abgewinkelt oder gekrümmt, wobei der Unterboden-Träger an der Abwinklung oder Krümmung in einen etwa horizontal verlaufenden Abschnitt übergeht, der in dem Abstand zu dem Boden des Wagenkastens verläuft. Auf der gegenüberliegenden Seite befindet sich vorzugsweise wieder eine Abwinklung oder Krümmung, an der der Unterboden-Träger in einen zweiten, sich ebenfalls von oben nach unten bzw. von unten nach oben erstreckenden Abschnitt übergeht. Bezüglich einer Mittelebene des Fahrzeugs, die in vertikaler Richtung verläuft und außerdem in Längsrichtung des Wagenkastens verläuft, ist der Unterboden-Träger vorzugsweise symmetrisch oder zumindest im Wesentlichen symmetrisch, d.h., symmetrisch mit Ausnahme von Befestigungsmitteln, mit denen der Träger mit den Längsträgern und/oder den Einrichtungen im Aufnahmeraum verbunden ist.
  • An den Längsträgern ist vorzugsweise jeweils eine Führung angeordnet, durch die eine Bewegung eines Endes des Unterboden-Trägers in Längsrichtung des Wagenkastens führbar ist. Es ist eine Befestigungseinrichtung vorgesehen, durch die der Unterboden-Träger wahlweise in einer Vielzahl verschiedener Positionen relativ zu dem Längsträger befestigbar ist. Dies erlaubt es, bei der ersten Montage des Wagenkastens oder bei einem späteren Umbau, die Unterbau-Träger in Längsrichtung des Wagenkastens zu verschieben und wieder zu befestigen. Dadurch können unterschiedliche Konfigurationen von Einrichtungen an der Unterboden-Konstruktion befestigt werden. Je nach Abmessungen und Gewicht der Unterflur-Geräte können die Positionen der Unterboden-Träger gewählt und eingestellt werden. Die Führung kann zum Beispiel durch eine oder mehrere nach unten offene C-profilförmige Schienen realisiert werden. Alternativ können die oberen Enden der Unterboden-Träger jedoch an einer anderen Konstruktion befestigt werden, die an der Unterseite des Bodens angebracht ist.
  • Wie bereits erwähnt, kann eine Mehrzahl der Unterboden-Träger in verschiedenen Längspositionen in Längsrichtung des Wagenkastens angeordnet sein und erstreckt sich jeweils unterhalb des Bodens von dem einen Längsträger zu dem anderen Längsträger. Zum Beispiel können 5 - 8 solche Träger unterhalb des Bodens eines Großraum-Passagierwagens angeordnet sein, um die für den Betrieb des Wagens oder eines Zuges benötigten Unterflur-Geräte unterzubringen. Dabei befinden sich vorzugsweise sämtliche Unterboden-Träger in dem Längsabschnitt zwischen den zwei Drehgestellen des Wagens. Allerdings ist es auch nicht ausgeschlossen, ein oder zwei Unterboden-Träger im Endbereich des Wagenkastens unterzubringen, d.h., an den Enden in Längsrichtung des Wagenkastens. Dort befindet sich jedoch üblicherweise die Kupplung zum Kuppeln des Wagens mit einem benachbarten Wagen, sodass der für die Unterflur-Geräte verfügbare Raum gering ist.
  • Ein Unterboden-Träger kann bei verhältnismäßig geringem Gewicht sehr stabil ausgestaltet sein/werden, so dass er große Gewichtskräfte von unterflur anzuordnenden Geräten aufnehmen kann. Außerdem kann ein solcher Unterboden-Träger auf einfache Weise mit tragenden Teilen, wie insbesondere den Längsträgern, im Übergangsbereich zwischen Boden und Seitenwänden befestigt werden. Damit gelingt es auf einfache Weise, die Gewichtskräfte unmittelbar über den Unterboden-Träger und die tragenden Teile auf die Drehgestelle abzuleiten.
  • Durch die Anordnung der Einrichtungen unterflur ist außerdem die Herstellung von Anschlüssen zu den Geräten erleichtert, da die Anschlussleitungen und Anschlusskabel üblicherweise durch den Boden hindurch führen oder an der Unterseite des Bodens geführt sind. Zwischen Geräten, die sich nicht über die gesamte Höhe des Raumes zwischen dem Unterboden-Träger und dem Boden des Wagenkastens erstrecken, verbleibt ein Zwischenraum zu dem Boden, so dass die Montage der Anschlüsse erleichtert ist. Außerdem erfordert es der Unterboden-Träger nicht, dass ein Gerät an einer bestimmten Position im Verlauf des Trägers befestigt wird. Die exakte Position kann daher unter Berücksichtigung anderer Kriterien gewählt werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn nicht nur ein Unterboden-Träger, sondern zumindest zwei solche Träger vorhanden sind. In diesem Fall können zusätzliche Elemente vorgesehen sein, die zusammen mit den Unterboden-Trägern Teile einer Unterkonstruktion sind. Auf solche Elemente wird noch näher eingegangen. Je nach Ausführung dieser Elemente können die Unterflur-Geräte wahlweise auch an den zusätzlichen Elementen der Unterkonstruktion befestigt werden oder daran angeordnet werden. Wenn mehrere Unterboden-Träger vorhanden sind, wird es bevorzugt, dass der Zwischenraum zwischen den Trägern zumindest teilweise durch vorzugsweise plattenförmige Unterbodenelemente geschlossen ist, wobei Luftaustrittsöffnungen darin vorgesehen sein können. Zum Beispiel kann ein solches plattenförmiges Element einen Unterboden bilden, der vorzugsweise in horizontaler Richtung und etwa parallel zu dem eigentlichen Boden des Wagenkastens verläuft. Alternativ oder zusätzlich kann ein plattenförmiges Element eine Seitenwand des Unterflurbereichs bilden. Diese plattenförmigen Elemente zwischen den Unterboden-Trägern verbessern die aerodynamischen Eigenschaften des Wagens. Wenn der Zwischenraum zwischen den Trägern lediglich teilweise durch plattenförmige Unterbodenelemente geschlossen ist, kann zum Beispiel ein anderer Teil des Zwischenraums durch zumindest eine zu kühlende Einrichtung und/oder durch zumindest eine nicht zu kühlende Einrichtung geschlossen sein (z. B. durch eine Außenwand der zu kühlenden und/oder nicht zu kühlenden Einrichtung).
  • Bei den plattenförmigen Elementen kann es sich insbesondere um extrudierte plattenförmige Elemente handeln, bei denen zwischen zwei blechförmigen, etwa parallel zueinander verlaufenden Bereichen, die die Außenoberflächen bilden, eine Vielzahl von Luftkammern angeordnet ist, die durch Trennwände voneinander getrennt sind, welche in einer Längsrichtung des plattenförmigen Elements verlaufen. Solche extrudierten plattenförmigen Elemente können vorzugsweise aus Aluminium hergestellt sein und werden bevorzugtermaßen mit Unterboden-Trägern verschraubt. Dabei können mehrere plattenförmige Elemente separat im Strangpressverfahren hergestellt werden und vor der Montage an den Unterboden-Trägern miteinander verbunden, insbesondere verschweißt werden. Auch die Seitenwände und der Boden des Wagenkastens können zumindest teilweise aus solchen plattenförmigen Elementen hergestellt sein. Wenn es sich bei den Seitenwänden, dem Boden und einem zusätzlichen Deckenelement um vorgefertigte, im Wesentlichen plattenförmige Elemente handelt, wird von einer Integralbauweise des Wagenkastens gesprochen. Die Unterboden-Träger sind insbesondere für einen solchen Wagenkasten geeignet, wobei auch Längsträger im Übergangsbereich zwischen dem Boden und den Seitenwänden im Strangpressverfahren hergestellt werden können. Insbesondere bei den Längsträgern sind jedoch auch andere Konstruktionen möglich, zum Beispiel konventionelle Doppel-T-Träger, d.h. I-Träger.
  • Zumindest zwei in Längsrichtung des Wagenkastens einander benachbarte Unterboden-Träger können durch zumindest eine Längsstrebe miteinander verbunden sein. Dabei muss die Längsstrebe nicht exakt in Längsrichtung des Wagenkastens verlaufen, sondern kann auch diagonal verlaufen. Die Verwendung von Längsstreben stellt eine alternative oder zusätzliche Maßnahme zu der Verwendung von plattenförmigen Verbindungen (oben auch plattenförmige Elemente genannt) dar, die der Aussteifung der Unterboden-Konstruktion dienen. Werden zum Beispiel keine steifen plattenförmigen Elemente verwendet, sondern mehrere Längsstreben, kann die Unterkonstruktion sehr steif und leicht ausgestaltet werden und wird zum Beispiel lediglich mit dünnen, nicht tragenden Elementen verkleidet, um die aerodynamischen Eigenschaften zu verbessern und den Aufnahmeraum gegen die Umgebung abzudichten. Mehrere derartige Längsstreben führen zu einer Verteilung der von den Einrichtungen ausgeübten Gewichtskräfte, so dass eine solche Konstruktion besonders vorteilhaft ist, wenn Unterflur-Geräte mit sehr unterschiedlichen Gewichten unterhalb des Bodens unterzubringen sind.
  • Bevorzugt wird, dass die zumindest eine zu kühlende Einrichtung innerhalb des Aufnahmeraums angeordnet ist/wird und dabei in einem Abstand zu zumindest einer Seitenwand des Aufnahmeraums angeordnet ist/wird, so dass zwischen der Einrichtung und der Seitenwand ein Freiraum verbleibt, der einen Teil des Haupt-Luftvolumens bildet. Durch diesen Freiraum kann sich Luft innerhalb des Haupt-Luftvolumens verteilen bzw. kann Luft von einem Lüfter angesaugt werden.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Die einzelnen Figuren der Zeichnung zeigen:
    • Fig. 1
    eine dreidimensionale Ansicht eines Unterboden-Trägers,
    Fig.2
    den Unterboden-Träger gemäß Fig. 1, wobei der Träger an seinen gegenüberliegenden Enden jeweils mit einem Längsträger eines Wagenkastens verbunden ist
    Fig. 3
    eine Anordnung mit einer Mehrzahl in Längsrichtung eines Wagenkastens voneinander beabstandeten Unterboden-Trägern, die über Längsstreben jeweils paarweise miteinander verbunden sind,
    Fig. 4
    die Anordnung gemäß Fig. 3, wobei die Konstruktion außerdem plattenförmige Elemente aufweist, mit denen der Unterboden-Aufnahmeraum verkleidet ist,
    Fig. 5
    eine bevorzugte Ausgestaltung einer Befestigung eines oberen Endes eines Unterboden-Trägers zum Befestigen an zwei parallelen C-profilförmigen Schienen (nicht in Fig. 5 dargestellt),
    Fig. 6
    einen Querschnitt durch die Anordnung in Fig. 5, wobei das Ende des Unterboden-Trägers an den zwei C-profilförmigen Schienen befestigt ist,
    Fig. 7
    eine Anordnung wie in Fig. 3, wobei in dem Unterboden-Aufnahmeraum eine Mehrzahl von Einrichtungen angeordnet ist,
    Fig. 8
    einen Teil eines Unterboden-Trägers, an dem zwei plattenförmige Elemente befestigt sind, die sich in Längsrichtung des Wagenkastens in beide Richtungen weg von dem Träger erstrecken und einen unteren Abschluss des Unterboden-Aufnahmeraumes bilden,
    Fig. 9
    die Anordnung gemäß Fig. 8, ebenfalls in dreidimensionaler Darstellung aus einem anderen Blickwinkel, wobei der Unterboden-Träger und die beiden plattenförmigen Elemente vollständig dargestellt sind, und
    Fig. 10
    die Anordnung gemäß Fig. 8 in dreidimensionaler Darstellung, wobei der Blick auf die Unterseite der Anordnung gerichtet ist.
    Fig. 11
    zeigt einen Querschnitt durch einen Aufnahmeraum zur Aufnahme von zu kühlenden Einrichtungen und optional anderen Einrichtungen eines Schienenfahrzeugs, wobei der Aufnahmeraum unterhalb des in der Figur nicht dargestellten Bodens des Wagenkastens angeordnet ist,
    Fig. 12
    einen Querschnitt ähnlich dem in Fig. 1, wobei ein Unterboden-Träger dargestellt ist, über den das Gewicht von Einrichtungen in dem Aufnahmeraum auf den Wagenkasten abgeleitet wird, und wobei oberhalb einer Einrichtung in dem Aufnahmeraum, aber unterhalb des Wagenkasten-Bodens Kabelkanäle angeordnet sind,
    Fig. 13
    schematisch eine Draufsicht auf das Innere eines Aufnahmeraumes, z. B. des in Fig. 11 und Fig. 12 dargestellten Aufnahmeraumes, wobei eine Mehrzahl von kühlenden Einrichtungen, zugeordnete Lüfter und der Verlauf des Luftstroms dargestellt sind.
  • Fig. 1 zeigt einen einzelnen Unterboden-Träger 1, der ein U-förmiges Profil aufweist, wobei der Querschenkel 4 deutlich länger ausgestaltet ist, als die sich in vertikaler Richtung erstreckenden Längsschenkel 2a, 2b. Am oberen Ende des ersten Längsschenkels 2a und ebenso am oberen Ende des zweiten Längsschenkels 2b, die sich beide etwa in vertikaler Richtung, lediglich leicht einwärts geneigt von oben nach unten erstrecken, befindet sich jeweils eine T-förmige Verbreiterung 5a, 5b, die in einer plattenförmigen Befestigungsfläche mündet, welche jeweils eine Mehrzahl von Durchgangsbohrungen 6 aufweist, von denen nur wenige mit diesen Bezugszeichen in Fig. 1 bezeichnet sind. Um die Stabilität des Trägers 1 im Bereich des Übergangs zwischen den Längsschenkeln 2 und dem Querschenkel 4 noch zu erhöhen, befindet sich in dem Übergangsbereich jeweils eine Diagonalstrebe 3a, 3b, die einen mittleren Bereich des Längsschenkels 2 mit dem Querschenkel 4 diagonal verbindet. Der Begriff Längsschenkel bezieht sich hier nicht auf die Längsrichtung des Wagenkastens. Im oberen Bereich der Längsschenkel 2 ist optional jeweils auf der Innenseite des Längsschenkels 2 eine zusätzliche Abstützung 9a, 9b befestigt, um zum Beispiel eine zusätzliche Verkleidung des (nicht in Fig. 1 dargestellten) Wagenkasten-Bodens zu befestigen.
  • Im Übergangsbereich zwischen den Längsschenkeln 2 und dem Querschenkel 4 befindet sich jeweils eine Mehrzahl von Bohrungen 10a, 10b, 10c, 10d und zwar an der in Fig. 1 nach links weisenden sichtbaren Oberfläche und an auf der in Fig. 1 nach rechts hinten weisenden nicht erkennbaren Oberfläche des Trägers 1. Diese beiden nach links vorne und rechts hinten weisenden Oberflächen sind in dem genannten Übergangsbereich durch blechartige, parallel zueinander verlaufende und voneinander beabstandete Materialbereiche des Trägers 1 realisiert. Daher ist es auch möglich, in dem Zwischenraum zwischen den beiden Materialbereichen zum Beispiel einen Schraubenkopf festzuhalten oder eine Schraubenmutter fest zu ziehen. Diese Bohrungen 10 dienen der Befestigung von Längsstreben, über die der Träger 1 mit in Längsrichtung benachbarten Trägern verbunden wird.
  • Der Träger 1 ist zum Beispiel aus Aluminium gefertigt. Dabei kann er aus einer Mehrzahl von Einzelteilen gefertigt werden. Zum Beispiel wird die Diagonalstrebe 3 separat hergestellt und erst danach mit der Längsstrebe 2 und der Querstrebe 4 verbunden. Die Verbindungsbereiche sind in Fig. 1 nicht näher dargestellt. Es ist jedoch auch möglich, jeweils die Materialbereiche, die die nach links vorne und rechts hinten weisende Oberfläche des Trägers 1 bilden, einstückig herzustellen und durch einen Blechstreifen miteinander zu verbinden, der die außenseitigen Oberflächen der Längsschenkel 2 und die nach unten weisende Oberfläche des Querschenkels 4 bildet. Ferner kann ein weiterer Blechstreifen nachträglich angefügt werden, der die innenseitigen Oberflächen der Längsschenkel 2 und der Diagonalstreben 3 sowie die nach oben weisende Oberfläche des Querschenkels 4 bildet. Die erforderlichen Fügeverbindungen werden beispielsweise durch Schweißen hergestellt.
  • An der nach links vorne weisenden Oberfläche des Querschenkels 4 befinden sich vier zusätzliche Abstützungen 7a, 7b, 7c, 7d mit in vertikaler Richtung verlaufenden Bohrungen, wobei solche Abstützungselemente auch auf der nach rechts hinten weisenden Seite des Querschenkels 4 angeordnet sind oder zumindest angeordnet sein können, wenn es sich nicht um den in Längsrichtung letzten Träger 1 handelt. Diese Abstützungselemente 7 können für das Auflegen und Verbinden mit plattenförmigen Elementen dienen oder als Befestigungspunkte für das Befestigen von Einrichtungen im Aufnahmeraum.
  • Der Querschenkel 4 weist außerdem eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen 8 auf, durch die hindurch zum Beispiel Kabel oder Leitungen für Flüssigkeiten oder Gase hindurchgeführt werden können. Auf diese Weise können zum Beispiel Anschlussleitungen für Unterflur-Geräte durch den Träger 1 hindurchgeführt werden und werden von ihm somit stellenweise hinsichtlich ihrer Position fixiert.
  • Fig. 2 zeigt den Träger 1 aus Fig. 1 mit seinem Querschenkel 4 und seinen Längsschenkeln 2a, 2b, wobei die Längsschenkel 2 an der Unterseite von jeweils einem Längsträger 24a, 24b eines Schienenfahrzeug-Wagenkastens befestigt sind. Von dem Wagenkasten sind außer den Längsträgern 24, die sich vorzugsweise über nahezu die gesamte Länge des Wagenkastens erstrecken (die Längserstreckung verläuft in einer Richtung senkrecht zur Figurenebene der Fig. 2), auch ein Boden 13 und die unteren Abschnitte von zwei Seitenwänden 11 a, 11 b dargestellt. Der Boden und die Seitenwände 11 begrenzen einen Wagenkasten-Innenraum 17. Der Boden 13 ist in dem Ausführungsbeispiel aus fünf plattenförmigen Elementen 12 zusammengesetzt, die miteinander verschweißt sind. Dabei ist die Hohlkammerstruktur sowohl des Bodens 13 als auch der Längsträger 24 erkennbar. Vorzugsweise handelt es sich um extrudierte Aluminiumprofile. Der nicht in Fig. 2 dargestellte Dachbereich und die Seitenwände (die in Fig. 2 mit Ausnahme der unteren Abschnitte nicht dargestellt sind) können ebenfalls aus extrudierten Aluminiumprofilen in ähnlicher Bauweise gefertigt werden.
  • Durch einen Quader 15, der auf dem Querschenkel 4 des Unterboden-Trägers 1 steht, ist in Fig. 2 angedeutet, dass in dem Unterboden-Raum zwischen dem Boden 13 und dem Querschenkel 4 Unterflur-Geräte (insbesondere zu kühlende Einrichtungen) angeordnet werden können.
  • Fig. 3 zeigt eine Anordnung mit insgesamt acht in Längsrichtung hintereinander angeordneten Unterboden-Trägern 101 - 108, die beispielsweise alle wie in Fig. 1 und in Fig. 2 dargestellt ausgeführt sind. Dabei verlaufen die einzelnen Träger 101 - 108 wie in Fig. 1 gezeigt quer zur Längsrichtung und weisen ein U-förmiges Profil auf, wenn sie in einer Ebene senkrecht zur Längsrichtung betrachtet werden.
  • Zwischen den Unterboden-Trägern 105 und 106 befindet sich auf den gegenüberliegenden Seiten jeweils eine zusätzliche Strebe 110a, 110b, die ähnlich wie die Längsstreben 2 des Trägers 1 gemäß Fig. 1 und Fig. 2 ausgestaltet sein können. Die zusätzlichen Streben 110 sind jedoch nicht wie die Unterboden-Träger 101 - 108 durch eine Querstrebe verbunden.
  • Die Unterboden-Träger 101 - 108 sind auf beiden Seiten des Wagenkastens jeweils paarweise durch eine in Längsrichtung des Wagenkastens verlaufende Längsstrebe 121 - 128 und 131 - 138 verbunden. In dem speziellen Ausführungsbeispiel ist dabei zwischen dem Träger 105 und dem Träger 106 auf jeder Seite nicht nur eine Längsstrebe vorhanden, sondern eine erste Längsstrebe 125 bzw. auf der anderen Seite 135, die den Träger 105 mit den zusätzlichen Streben 110 verbindet, sowie jeweils beiden Seiten eine Längsstrebe 126, 136, die die zusätzliche Strebe 110 mit dem Träger 106 verbindet. Die Verbindungen sämtlicher Längsstreben 121 - 128 und 131 - 138 ist jeweils im Übergangsbereich zwischen der etwa in vertikaler Richtung verlaufenden Teilstrebe des Trägers und der etwa in horizontaler Richtung verlaufenden Querstrebe des Trägers hergestellt. Zur Befestigung der Längsstrebe dienen zum Beispiel die in Fig. 1 dargestellten Bohrungen 10. Zum Beispiel werden Gewindestäbe mit Außengewinde am stirnseitigen Ende einer Längsstrebe in die Bohrungen 10 eingeführt und auf der gegenüberliegenden Seite der Bohrung durch Schraubenmuttern gesichert.
  • Die in Fig. 3 dargestellte Unterboden-Konstruktion mit U-profilförmigen Unterboden-Trägern und Längsstreben an den gegenüberliegenden Seiten stellt eine Ausführungsform für eine stabile Konstruktion dar. Derartige in Längsrichtung verlaufende Längsstreben sind jedoch nicht zwingend erforderlich. Zum Beispiel kann die Funktion der Längsstreben durch entsprechend stabil ausgestaltete plattenförmige Elemente übernommen werden, die zwischen den paarweise einander benachbarten Unterboden-Trägern angeordnet sind und mit den Trägern verbunden sind.
  • Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Unterboden-Konstruktion in der Art wie in Fig. 3 gezeigt mit U-profilförmigen Unterboden-Trägern und in Längsrichtung verlaufenden Längsträgern auszuführen und zusätzlich plattenförmige Elemente als Verkleidung anzubringen. Eine solche Ausführungsform ist in Fig. 4 gezeigt. Gleiche Bezugszeichen in Fig. 4 wie in Fig. 3 bezeichnen gleiche Elemente. An der Unterseite der U-profilförmigen Unterboden-Trägern 101 - 108 sind plattenförmige Verkleidungen 144a - 144h montiert, die den Boden des Unterboden-Raumes bilden. Dabei ist es auch möglich, wie bei dem plattenförmigen Element 144f gezeigt, dass die plattenförmige Verkleidungen einen Ausschnitt 139 aufweisen, sodass der Unterboden-Raum von unten durch den Ausschnitt 139 zugänglich ist oder sodass ein Unterflur-Gerät, für das die Höhe des Unterboden-Raumes nicht ausreicht oder dass nicht in einem geschlossenen Raum angeordnet sein soll, hindurchragt. Insbesondere kann zum Zweck der Kühlung des Unterflur-Geräts ein solcher Ausschnitt 139 sinnvoll sein. Der Fahrwind kühlt dann die Unterseite des Geräts. Auch kann, wie bei der plattenförmigen Verkleidungen 144g angedeutet, ein luftdurchlässiges Gitter in der Verkleidung vorhanden sein, sodass ein Luftaustausch möglich ist.
  • Ferner können auch die Seitenflächen der in Fig. 4 dargestellten Trägerkonstruktion mit plattenförmigen Elementen 141 verkleidet sein. Auf diese Weise ist eine mit Ausnahme des Ausschnitts 139 an drei Seiten geschlossene U-profilförmige Wanne gebildet, die den Unterboden-Raum berandet. Die plattenförmigen Elemente an den Seitenflächen weisen vorzugsweise jeweils eine Klappe 140 (wie bei Element 141 c, 141 d, 141 e gezeigt) und/oder eine Lufteintrittsöffnung mit Schmutzabscheideeinrichtung (z. B. Lüftungsgitter und/oder Filter) auf.
  • An der in Fig. 4 nach links vorne weisenden Endseite der Konstruktion können zwei Dämpfungselemente vorhanden sein (nicht dargestellt), die mit dem Übergangsbereich des Trägers 108 zwischen dessen Querschenkel und dessen etwa in vertikaler Richtung verlaufenden Längsschenkel verbunden sind. Diese Dämpfungselemente ermöglichen eine Abstützung gegen eine nicht in Fig. 4 dargestellte zusätzliche Abstützungseinrichtung, wobei die Dämpfungselemente sich unter Last elastisch verformen und somit insbesondere auch eine Verformung der Trägerkonstruktion relativ zu der zusätzlichen Abstützung ermöglichen.
  • Wie rechts an der seitlichen Verkleidung 141 an einer Stelle angedeutet ist, kann die seitliche Verkleidung 141 zumindest eine wieder verschließbare Öffnung aufweisen, zum Beispiel eine Klappe 140 oder eine Tür oder ein abnehmbares Verkleidungsteil, sodass der Raum innerhalb der Unterboden-Konstruktion zugänglich ist.
  • Fig. 5 zeigt eine dreidimensionale Darstellung eines der oberen Enden eines Unterboden-Trägers, zum Beispiel des Trägers 1 gemäß Fig. 1. Gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnen gleiche Teile. Die durch einen plattenförmigen Bereich am oberen Ende des Trägers gebildete Oberfläche weist insbesondere die in Fig. 1 dargestellten insgesamt acht Bohrungen 6 auf, die in Fig. 5 nicht erkennbar sind, weil sich durch die Bohrungen 6 hindurch jeweils eine Schraube 85 erstreckt, die in ihrem unteren Endbereich durch eine Schraubenmutter 87 gegen ein Lösen und Herausfallen gesichert ist. Dabei halten die Schrauben 85 jeweils paarweise einen Nutkörper 71, der ein in Längsrichtung (von rechts hinten nach links vorne verlaufend in Fig. 5) gleich bleibendes Querschnittsprofil aufweist und in dem Ausführungsbeispiel ein U-förmiges Profil hat.
  • Wie Fig. 6 zeigt, können diese Nutkörper 71 in C-förmigen Nuten 83, 84 angeordnet werden, wobei die Öffnung der Nuten 83, 84 nach unten ein Hindurchführen der Schäfte der Schrauben 85 ermöglicht. Dabei befindet sich zwischen dem plattenförmigen oberen Ende der Längsstrebe 2a und der Schraubenmutter 87 jeweils ein Distanzring 81 a, 81 b, der die Montage erleichtert und zu einem gleichmäßigen Anpressen der miteinander festzuschraubenden Teile führt, wenn die Schraubenmuttern 87 angezogen werden. Ein Verdrehen der Köpfe der Schrauben 85 wird durch die Nutkörper 71 verhindert.
  • Die C-profilförmigen, parallel zueinander verlaufenden Nuten 83, 84 sind vorzugsweise auf der Unterseite eines der Längsträger 24 (im Beispiel der Fig. 6 Längsträger 24a) angeordnet. Der entsprechende Bereich in der speziellen Ausführungsform der Fig. 2 befindet sich unterhalb des Längsträgers 24a und ist durch einen Pfeil mit dem Bezugszeichen 83 markiert, um anzudeuten, dass sich in dem Bereich unter anderem die Nut 83 befindet. Die Nuten 83, 84 und entsprechende Nuten auf der anderen Seite des Wagenkastens an dem anderen Längsträger müssen sich nicht über die gesamte Länge des Längsträgers erstrecken. Vielmehr erstrecken sich die Nuten zum Beispiel über einen Längsabschnitt, über den hinweg die Längsposition des Unterboden-Trägers frei eingestellt werden soll.
  • Die in Fig. 7 dargestellten Einrichtungen sind in dem Aufnahmeraum angeordnet, welcher zum Beispiel durch die anhand von Fig. 3 und Fig. 4 erläuterte Unterboden-Konstruktion begrenzt wird. Gleiche Bezugszeichen in Fig. 7 wie in den Fig. 3 und 4 bezeichnen gleiche Teile. Zum Beispiel handelt es sich bei den Einrichtungen um verschiedene Flüssigkeitsbehälter 201, 202, eine zu kühlende Elektroverteilungseinrichtung 204, eine zu kühlende Belüftungseinrichtung 205, Gasbehälter 206, einen zu kühlenden Transformator 207 und zu kühlende Stromrichter 208 sowie eine Kühleinrichtung 209. Vorzugsweise sind alle diese Einrichtungen auf ein plattenförmiges Element und/oder einen Träger der Unterboden-Konstruktion gestellt, sodass sie ihre gesamte Gewichtskraft oder zumindest nahezu die gesamte Gewichtskraft auf die U-profilförmigen Unterboden-Träger 101 - 108 ausüben.
  • Die in Fig. 8 gezeigte Teildarstellung eines Unterboden-Trägers 1 und zweier plattenförmiger Elemente 91 a, 91 b veranschaulicht, dass auf Längsstreben, die benachbarte Unterboden-Träger verbinden, verzichtet werden kann. Wiederum bezeichnen gleiche Bezugszeichen wie in anderen Figuren dieselben Teile. Bei dem Träger 1 handelt es sich zum Beispiel daher um den in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten Träger. Jedoch können auch bei anderen Ausführungsformen von U-profilförmigen Unterboden-Trägern plattenförmige Elemente von unten angeschraubt oder auf andere Weise von unten befestigt werden, wie es anhand von Fig. 8 - 10 beschrieben wird.
  • Die plattenförmigen Elemente 91 a, 91 b sind an ihren Enden, die in geringem Abstand zueinander im Bereich des Trägers 1 angeordnet sind, jeweils mit einem im vertikalen Querschnitt Y-förmigen Profil versehen, welches das Ende des plattenförmigen Trägers 91 umgreift und einen sich von dem Ende weg erstreckenden plattenförmigen Teil hat, der Durchgangsbohrungen zum Hindurchführen von Schrauben 93 (siehe Fig. 10) aufweist. Die Unterseite des Trägers 1 ist mit entsprechenden Löchern mit Innengewinde versehen, in die die Schrauben 93 eingeschraubt werden. In der umgekehrten Darstellung von Fig. 10, die die Unterseite der Anordnung zeigt, sind die Köpfe der Schrauben 93 erkennbar, darunter ein Abstandshalter 98 und wieder darunter das vorspringende plattenförmige Element des Profils 94, welches die Unterseite des Trägers 1 abdeckt. Auf diese Weise können nicht nur, wie in Fig. 9 dargestellt, zwei Platten 91 an der Unterseite des Trägers 1 befestigt werden, sondern in gleicher Weise zum Beispiel weitere vier Platten, von denen zwei symmetrisch zur Mittelebene des Trägers auf der anderen Längsstrebe 2a befestigt werden und zwei weitere Platten den Zwischenraum zwischen den randseitigen Platten ausfüllen.
  • In Figur 11 ist schematisch der Luftstrom aus der Umgebung des Schienenfahrzeugs durch eine Lufteintrittsöffnung 307, einen Lüfter 309, eine zu kühlende Einrichtung 315 und wieder aus dem Aufnahmeraum 301 heraus durch eine Luftaustrittsöffnung 311 in die Umgebung dargestellt. Dabei ist die Darstellung vereinfacht. Es können weitere Komponenten vorgesehen sein, insbesondere Schmutzpartikelfilter an der Lufteintrittsöffnung 307 und Barrieren für Schmutz an der Luftaustrittsöffnung 311 um bei gelegentlich umgekehrten Luftdruckverhältnissen ein Eintreten von Schmutz zu verhindern. Auch muss der Lufteintritt nicht an derselben Position in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs stattfinden, an der sich auch der Lüfter befindet. Entsprechendes gilt für die Position der Luftaustrittsöffnung in Längsrichtung des Schienenfahrzeuges. Die Längsrichtung des Schienenfahrzeuges verläuft in Fig. 11 und Fig. 12 senkrecht zur Figurenebene. Der Grund dafür, dass sich Lufteintrittsöffnung und Lüfter nicht an derselben Position oder auch nicht in demselben Längsabschnitt befinden müssen, liegt darin, dass der Aufnahmeraum 301 ein durchgehendes Haupt-Luftvolumen enthält. Insbesondere kann die Luft daher senkrecht zur Figurenebene der Figur 11 und 12 insbesondere zwischen der zu kühlenden Einrichtung 315 und den Seitenwänden 317a, 317b in die Bereiche strömen, aus denen der oder die Lüfter Luft ableiten und den zu kühlenden Einrichtungen zuführen.
  • Fig. 12 zeigt, dass diese Luftströmung auch an Längspositionen möglich ist, in denen sich ein Unterboden-Träger 300 befindet, der z. B. der in Fig. 1 dargestellte Unterboden-Träger 1 sein kann. Ferner zeigt Fig. 12, dass sich unterhalb des Wagenkastenbodens 313, aber oberhalb einer zu kühlenden Einrichtung 315, Kabelkanäle 320, 321 befinden können, in denen insbesondere in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs verlaufende Kabel verlegt werden können, die in Fig. 12 mit dem Bezugszeichen 323 bezeichnet sind.
  • Fig. 13 zeigt schematisch die Anordnung von Einrichtungen innerhalb eines Unterboden-Aufnahmeraumes 401. Dabei kann es sich insbesondere um den Aufnahmeraum zwischen den beiden Drehgestellen eines angetriebenen Schienenfahrzeugs handeln (z. B. eines Hochgeschwindigkeits-Triebkopfes), wobei die Antriebsmotoren (Traktionsmotoren) in den Drehgestellen und die Drehgestelle selbst nicht in Fig. 13 dargestellt sind. Es führen jedoch von innerhalb des Aufnahmeraums 401 angeordneten Fahrmotorlüftern 403a, 403b ausgehende Luftzuführungskanäle 405a, 405b von dem Aufnahmeraum 401 zu den Fahrmotoren eines der benachbarten Drehgestelle. Die von den Fahrmotorlüftern 403 aus den Haupt-Luftführungen des Aufnahmeraums 401 angesaugte Luft strömt durch diese Luftzuführungskanäle 405 zu den Fahrmotoren.
  • Vorzugsweise mittig (in Bezug auf die Richtung quer zur Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs; die Fahrtrichtung verläuft in Fig. 13 von oben nach unten) sind mehrere zu kühlende Einrichtungen und Einheiten angeordnet. Dabei sind drei Einheiten 411, 412, 413 zu einer gemeinsamen zu kühlenden Einrichtung kombiniert, d. h. den Einheiten 411, 412, 413 ist ein gemeinsamer Lüfter 410 zugeordnet. In dem speziellen Ausführungsbeispiel ist der Lüfter 410 (wie durch einen diagonalen Trennstrich angedeutet) zweigeteilt und fördert Kühlluft in dem weiter rechts unten dargestellten Teil zu der Einheit 411 und in dem weiter links oben dargestellten Teil zu den Einheiten 412, 413, die seriell von der Kühlluft durchströmt werden. Bei den Einheiten 411, 412, 413 kann es sich insbesondere um verschiedene Stromrichter handeln, insbesondere einen Traktionsumrichter 411, einen Versorgungsnetz-seitigen Gleichrichter 412 und einen Hilfsbetriebewechselrichter 413.
  • Ferner ist in Fig. 13 eine weitere zu kühlende Einrichtung 417 dargestellt, der ein weiterer Lüfter 415 zugeordnet ist. Der Lüfter 415 saugt Luft aus dem Haupt-Luftvolumen des Aufnahmeraums 401 an und fördert ihn zu der zu kühlenden Einrichtung 417, bei der es sich z. B. um ein Batterie-Ladegerät handeln kann, das eine nicht in Fig. 13 dargestellte Batterie von elektrischen und/oder elektrochemischen Energiespeichern zur Speicherung von elektrischer Energie auflädt.
  • Die von den Lüftern 410, 415 und gegebenenfalls weitere Lüftern erzeugten Luftströme führen an den zu kühlenden Einrichtungen vorbei und/oder durch die zu kühlenden Einrichtungen hindurch und treten vorzugsweise durch jeweils eine Luftaustrittsöffnung 419, 420, 421 im Unterboden des Aufnahmeraums 401 in die Umgebung aus, wobei die Luftaustrittsöffnungen 419, 420, 421 in Fig. 13 durch einen gestrichelten Rahmen dargestellt sind.
  • Anhand der Pfeile, die den Luftstrom darstellen, ist in Fig. 13 gut erkennbar, dass sich die Luft, welche durch Lufteintrittsöffnungen 424 bis 427 in den Aufnahmeraum 401 eintritt, in Längsrichtung des Aufnahmeraums (von oben nach unten in Fig. 13) verteilen kann.
  • In dem in Fig. 13 gezeigten Ausführungsbeispiel befinden sich im vorderen Teil des Aufnahmeraums (unten in der Figur) keine Lufteintrittsöffnungen, da dort aufgrund hoher Fahrgeschwindigkeiten Unterdrücke außerhalb des Aufnahmeraums 401 entstehen können. Aufgrund des großen, durchgehenden Haupt-Luftvolumens sind aber auch die Luftströme zu den Fahrmotorlüftern 403 und zu dem Lüfter 410 gewährleistet, ohne nennenswert gebremst zu werden.

Claims (12)

  1. Schienenfahrzeug, insbesondere Zugteil eines Hochgeschwindigkeitszuges, wobei
    • das Schienenfahrzeug einen Wagenkasten (11, 13) mit einem Boden (13) aufweist, der einen Wagenkasten-Innenraum (17) zum Transport von Personen und/oder von Fracht unten begrenzt,
    • unterhalb des Bodens (13) ein Aufnahmeraum (301; 401) zur Aufnahme von zu kühlenden Einrichtungen (15; 201, 202, 204, 205, 206, 207, 208; 411,412, 413, 417) des Fahrzeugs gebildet ist, wobei der Aufnahmeraum (301; 401) allseitig berandet ist, zumindest eine Lufteintrittsöffnung (307; 424, 425, 426, 427) und zumindest eine Luftaustrittsöffnung (139; 311; 419, 420, 421) aufweist und gegen Eindringen von Schmutz gesichert ist,
    • die zumindest eine Lufteintrittsöffnung (307; 424, 425, 426, 427) ein Haupt-Luftvolumen des Aufnahmeraums (301; 401) öffnet, wobei das Haupt-Luftvolumen den überwiegenden Teil der Luft in dem Aufnahmeraum (301; 401) enthält und damit ein Reservoir für Kühlluft bildet,
    • in dem Aufnahmeraum (301; 401) zumindest eine zu kühlende Einrichtung (15; 204, 205, 207, 208; 411, 412, 413, 417) angeordnet ist und zumindest ein Lüfter (309; 410, 415) angeordnet ist, der beim Betrieb Luft aus dem Haupt-Luftvolumen beschleunigt, sodass Luft zu der zumindest einen zu kühlenden Einrichtung strömt,
    wobei in dem Aufnahmeraum (401) verteilt in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs über einen Längsabschnitt des Aufnahmeraumes (401) eine Mehrzahl der zu kühlenden Einrichtungen (410, 411, 412, 413, 415, 417) des Fahrzeugs angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
    dass sich das Haupt-Luftvolumen zumindest über den Längsabschnitt erstreckt und das Haupt-Luftvolumen in dem Längsabschnitt durchgehend ist, d.h. nicht in einzelne, voneinander getrennte und gegeneinander abgeschottete Abteile aufgeteilt ist, und dass in einem ersten, näher an dem in Fahrtrichtung vorne liegenden Ende des Schienenfahrzeugs liegenden Bereich des Längsabschnitts, in dem sich zumindest eine (410, 411) der zu kühlenden Einrichtungen (410, 411, 412, 413, 415, 417) des Fahrzeugs befindet, in Seitenwänden des Aufnahmeraums (401) keine Lufteintrittsöffnung vorhanden ist, jedoch in einem zweiten Bereich des Längsabschnitts, der im Vergleich zu dem ersten Bereich des Längsabschnitts weiter von dem in Fahrtrichtung vorne liegenden Ende des Schienenfahrzeugs entfernt liegt, in den Seitenwänden des Aufnahmeraumes (401) Lufteintrittsöffnungen (424 - 427) angeordnet sind, die das Haupt-Luftvolumen des Aufnahmeraums (301; 401) zu der Umgebung des Schienenfahrzeugs öffnen und durch die Luft in das Haupt-Luftvolumen des Aufnahmeraumes (401) eintreten kann.
  2. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1, wobei sich der Aufnahmeraum über die maximal im Unterflurbereich zur Verfügung stehende Länge in Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs zwischen zwei Drehgestellen des Schienenfahrzeugs erstreckt.
  3. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei jeder der Mehrzahl der zu kühlenden Einrichtungen (15; 204, 205, 207, 208; 411, 412, 413, 417) zumindest ein Lüfter (309; 410, 415) zugeordnet ist, der beim Betrieb Luft aus dem Haupt-Luftvolumen beschleunigt, sodass Luft zu der zugeordneten zu kühlenden (315; 411, 412, 413, 417) Einrichtung strömt und diese kühlt.
  4. Schienenfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der überwiegende Teil der Gewichtskräfte zumindest einer der zu kühlenden Einrichtungen (15; 204, 205, 207, 208; 411, 412, 413, 417) nach unten auf eine Unterkonstruktion (1; 300) des Aufnahmeraums (301; 401) ausgeübt wird und über die Unterkonstruktion (1; 300) auf den Wagenkasten (11, 13) wirken, sodass oberhalb der zu kühlenden Einrichtung (15; 204, 205, 207, 208; 411, 412, 413, 417) ein Freiraum zu dem Boden (13) des Wagenkasten-Innenraums (17) besteht.
  5. Schienenfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich jeweils in einem Übergangsbereich zwischen dem Boden (13) und den Seitenwänden (11) des Wagenkasten-Innenraums (17) ein Längsträger (24) zur Übertragung von Längskräften befindet, der sich in Längsrichtung des Wagenkastens (11, 13) erstreckt, wobei der Wagenkasten (11, 13) zumindest einen Unterboden-Träger (1; 300) aufweist, der sich unterhalb des Bodens (13) von dem einen Längsträger (24a) zu dem anderen Längsträger (24b) erstreckt, wobei sich der Unterboden-Träger (1; 300) teilweise in einem Abstand zu dem Boden (13) erstreckt, sodass sich zwischen dem Unterboden-Träger (1; 300) und dem Boden (13) ein Teil des Aufnahmeraums (301; 401) befindet.
  6. Schienenfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zu kühlenden Einrichtungen (15; 204, 205, 207, 208; 411, 412, 413, 417) innerhalb des Aufnahmeraums in Abstand zu zumindest einer Seitenwand des Aufnahmeraums (301; 401) angeordnet sind, sodass zwischen der Einrichtung und der Seitenwand ein Freiraum verbleibt, der einen Teil des Haupt-Luftvolumens bildet.
  7. Verfahren zum Herstellen eines Schienenfahrzeugs, insbesondere eines Zugteils eines Hochgeschwindigkeitszuges, wobei
    • für das Schienenfahrzeug ein Wagenkasten (11, 13) bereitgestellt wird, der einen Boden (13) aufweist, der einen Wagenkasten-Innenraum (17) zum Transport von Personen und/oder von Fracht unten begrenzt,
    • unterhalb des Bodens (13) ein Aufnahmeraum (301; 401) zur Aufnahme von zu kühlenden Einrichtungen (15; 201, 202, 204, 205, 206, 207, 208; 411,412, 413, 417) des Fahrzeugs gebildet wird, wobei der Aufnahmeraum (301; 401) allseitig berandet wird, wobei zumindest eine Lufteintrittsöffnung (307; 424, 425, 426, 427) und zumindest eine Luftaustrittsöffnung (139; 311; 419, 420, 421) des Aufnahmeraums (301; 401) vorgesehen werden und der Aufnahmeraum (301; 401) gegen Eindringen von Schmutz gesichert wird,
    • die zumindest eine Lufteintrittsöffnung (307; 424, 425, 426, 427) so vorgesehen wird, dass sich ein Haupt-Luftvolumen des Aufnahmeraums (301; 401) öffnet, wobei das Haupt-Luftvolumen den überwiegenden Teil der Luft in dem Aufnahmeraum (301; 401) enthält und damit ein Reservoir für Kühlluft bildet,
    • in dem Aufnahmeraum (301; 401) zumindest eine zu kühlende Einrichtung (15; 204, 205, 207, 208; 411, 412, 413, 417) angeordnet wird und zumindest ein Lüfter (309; 410, 415) angeordnet wird, der beim Betrieb Luft aus dem Haupt-Luftvolumen beschleunigt, sodass Luft zu der zumindest einen zu kühlenden Einrichtung (15; 204, 205, 207, 208; 411, 412, 413, 417) strömt,
    wobei in dem Aufnahmeraum (401) verteilt in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs über einen Längsabschnitt des Aufnahmeraumes (401) eine Mehrzahl der zu kühlenden Einrichtungen (410,411, 412, 413, 415, 417) des Fahrzeugs angeordnet wird, dadurch gekennzeichnet,
    dass sich das Haupt-Luftvolumen zumindest über den Längsabschnitt erstreckt und das Haupt-Luftvolumen in dem Längsabschnitt durchgehend ist, d.h. nicht in einzelne, voneinander getrennte und gegeneinander abgeschottete Abteile aufgeteilt wird, und dass in einem ersten, näher an dem in Fahrtrichtung vorne liegenden Ende des Schienenfahrzeugs liegenden Bereich des Längsabschnitts, in dem sich zumindest eine (410, 411) der zu kühlenden Einrichtungen (410, 411, 412, 413, 415, 417) des Fahrzeugs befindet, in Seitenwänden des Aufnahmeraums (401) keine Lufteintrittsöffnung vorgesehen wird, jedoch in einem zweiten Bereich des Längsabschnitts, der im Vergleich zu dem ersten Bereich des Längsabschnitts weiter von dem in Fahrtrichtung vorne liegenden Ende des Schienenfahrzeugs entfernt liegt, in den Seitenwänden des Aufnahmeraumes (401) Lufteintrittsöffnungen (424 - 427) angeordnet werden, die das Haupt-Luftvolumen des Aufnahmeraums (301; 401) zu der Umgebung des Schienenfahrzeugs öffnen und durch die Luft in das Haupt-Luftvolumen des Aufnahmeraumes (401) eintreten kann.
  8. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die zumindest eine Lufteintrittsöffnung (307; 424, 425, 426, 427) oder zumindest eine der Lufteintrittsöffnungen (307; 424, 425, 426, 427) als Aussparung in einer Seitenwand des Aufnahmeraums (301; 401) gebildet wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei jeder der Mehrzahl der zu kühlenden Einrichtungen (15; 204, 205, 207, 208; 411, 412, 413, 417) zumindest ein Lüfter (309; 410, 415) zugeordnet wird, der beim Betrieb Luft aus dem Haupt-Luftvolumen beschleunigt, sodass Luft zu der zugeordneten zu kühlenden Einrichtung (15; 204, 205, 207, 208; 411, 412, 413, 417) strömt und diese kühlt.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei der überwiegende Teil der Gewichtskräfte zumindest einer der zu kühlenden Einrichtungen (15; 204, 205, 207, 208; 411, 412, 413, 417) nach unten auf eine Unterkonstruktion (1; 300) des Aufnahmeraums (301; 401) ausgeübt wird und über die Unterkonstruktion (1; 300) auf den Wagenkasten (11, 13) wirken, sodass oberhalb der zu kühlenden Einrichtung (15; 204, 205, 207, 208; 411, 412, 413, 417) ein Freiraum zu dem Boden (13) des Wagenkasten-Innenraums (17) besteht.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei jeweils in einem Übergangsbereich zwischen dem Boden (13) und den Seitenwänden (11) des Wagenkasten-Innenraums (17) ein Längsträger (24) zur Übertragung von Längskräften angeordnet wird, sodass er sich in Längsrichtung des Wagenkastens (11, 13) erstreckt, wobei zumindest einen Unterboden-Träger (1; 300) vorgesehen wird, der sich unterhalb des Bodens (13) von dem einen Längsträger (24a) zu dem anderen Längsträger (24b) erstreckt, wobei sich der Unterboden-Träger (1; 300) teilweise in einem Abstand zu dem Boden (13) erstreckt, sodass sich zwischen dem Unterboden-Träger (1; 300) und dem Boden (13) ein Teil des Aufnahmeraums (301; 401) befindet.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei die zumindest eine zu kühlende Einrichtung (15; 204, 205, 207, 208; 411, 412, 413, 417) innerhalb des Aufnahmeraums in Abstand zu zumindest einer Seitenwand des Aufnahmeraums (301; 401) angeordnet wird, sodass zwischen der zu kühlenden Einrichtung und der Seitenwand ein Freiraum verbleibt, der einen Teil des Haupt-Luftvolumens bildet.
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