Anordnung und Verfahren zur Klimatisierung eines Führerraums eines Schienenfahrzeugs

Die Erf indung betrif ft eine Anordnung und ein Verfahren zur Klimatisierung eines Führerraums eines Schienenfahrzeugs mit einem Führertisch und mit einer unterhalb des Führertischs angeordneten Abdeckung , die sich vom Führertisch bis in die Nähe des Führerraumbodens erstreckt und eine Oberf läche auf weist , wobei unterhalb des Führertischs eine Klimatisierungs anlage angeordnet werden kann, die klimatisierte Luft über eine Ausblasöf fnung im Wesentlichen nach oben ausbläst .

Führerräume von Schienenfahrzeugen weisen in der Regel einen Führertisch auf , an oder in dem Bedienelemente , Anzeigevorrichtungen und ähnliches angeordnet sind . Unterhalb des Führertisches ist eine Abdeckung angeordnet , die dort vorhandene Kabel , Steckverbindungen, Schalter und ähnliche elektrische oder mechanische Komponenten abdeckt . Sie dient in erster Li nie dem Schutz dieser Komponenten vor unabsichtlicher Berührung und Beschädigung .

Ein Führerraum muss im Betrieb eine möglichst homogene Temperaturverteilung aufweisen, um anwendbare Normen ( insbesondere EN 14813 ) zu erfüllen und geeignete Arbeitsbedingungen für Fahrzeugführende zu schaf fen . Daher ist eine stabile und gleichmäßige Durchströmung mit klimatisierter Luft notwendig . Die Klimatisierung , also die Anpassung der Luft an die gewünschte Temperatur , erfolgt in einer Klimatisierungsanlage . Die Klimatisierungsanlage ist so ausgelegt , dass sie die Luft einerseits heizen, andererseits kühlen kann, so dass in praktisch j eder Situation eine angenehme Lufttemperatur erzeugbar ist .

Um eine stabile und ef fektive Durchströmung des Führerraums mit klimatisierter Luft zu erzielen, ist es vorteilhaft , dass die Klimatisierungsanlage eine Ausblasöf fnung besitzt , die Luft in der Nähe der Frontscheibe , möglichst an ihrem unteren Ende und mit Ausblasrichtung nach oben, ausbläst . Im Kühlbetrieb wird die klimatisierte Luft nach oben und hinten an die Decke des Führerraums geleitet und sinkt dann nach unten . Die Frontscheibe ist in der Regel gut wärmeleitend, weil sie nur eine sehr geringe Farbverschiebung und Spiegelwirkung haben darf und daher eine thermische Trennung mit Edelgasen in Zwi schenräumen meist nicht möglich ist ; daher weist sie meist eine Temperatur nahe der Außentemperatur auf . Durch die in ihrer Nähe austretende kalte Luft kann sie somit ef fektiv gekühlt werden und insgesamt eine zu starke Erwärmung des Innenraums vermieden werden .

Im Heizbetrieb muss erwärmte Luft vor allem dem unteren Bereich des Führerraums zugeführt werden, da warme Luft auf grund der natürlichen Thermik nach oben steigt . Bei der geschilderten Anordnung mit einer Ausströmung der klimatisierten Luft nach oben muss die klimatisierte Luft nach unten gesaugt werden, insbesondere nach unten und vorne , um eine aus reichende Durchströmung des Führerraums mit erwärmter Luft zu erreichen .

Dies kann dadurch erfolgen, dass die Abdeckung unterhalb des Führertischs nicht ganz bis zum Boden des Führerraums reicht , sondern am unteren Ende ein Spalt zwischen Abdeckung und Boden vorgesehen ist , der den Weg zur Umluft -Ansaugöf fnung der Klimatisierungsanlage freigibt . Die Klimatisierungsanlage kann also durch diesen Spalt die Luft aus dem Führerraum ansaugen . Die Klimatisierungsanlage ist in der Regel unterhalb des Führertischs in der Nähe der Front des Schienenfahrzeugs angeordnet , und der Spalt verläuft über die gesamte Breite der Abdeckung .

Bei dieser Anordnung ergibt sich eine gute Durchströmung des gesamten Führerraums . Nachteilig ist aber , dass der Raum hinter der Abdeckung unterhalb des Führertischs einen Hohlraum bildet , in dem sich die oben beschriebenen zu schützenden Komponenten bef inden, und sich hier Staub und andere Verun- reinigungen ablagern . Die genannten Komponenten bieten eine große und schwer zugängliche Oberf läche für solche Ablagerungen, die aufgrund der ständigen Zufuhr von Raumluft verstärkt auf treten . Der Hohlraum und die Komponenten müssen aus Zuverlässigkeitsgründen aufwändig gereinigt werden, wodurch der Wartungsaufwand erhöht wird .

Ein alternatives Konzept sieht vor , im Heizbetrieb zusätzlich Warmluft in den unteren Bereich des Führerraums zu führen . Dafür sind zusätzliche Luftkanäle notwendig , die von der Kli matisierungsanlage in die Nähe des Führerraumbodens führen . Der dafür benötigte Bauraum steht allerdings oft nicht zur Verfügung , da gerade im Front - und Seitenbereich des Führerraums Crashstrukturen angeordnet werden müssen .

Aufgabe der Erf indung ist es , eine zuverlässige Klimatisierung eines Schienenfahrzeug- Führerraums insbesondere im Heiz betrieb bei verminderter Staubbelastung zu ermöglichen, ohne dass eine aufwändige Wartung notwendig ist .

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 . Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erf indung sind in den Unteransprüchen angegeben .

Die Erf indung sieht vor , dass die Anordnung einen Führertisch und eine darunter angeordnete Abdeckung aufweist , die sich vom Führertisch bis in die Nähe des Führerraumbodens erstreckt und eine Oberf läche aufweist . Unterhalb des Führer- tischs ist eine Klimatisierungsanlage anordnenbar , die klimatisierte Luft über eine Ausblasöf fnung im Wesentlichen nach oben ausbläst . Die Anordnung weist ferner mindestens zwei Ansaugöf fnungen auf , die unterhalb des Führertischs in der Nähe des Führerraumbodens angeordnet sind, wobei die Ansaugöf fnungen zueinander beabstandet sind und im Wesentlichen bündig mit der Oberf läche der Abdeckung sind . Durch die Ansaugöf fnungen, die ausreichend druckdicht mit ei ner Klimatisierungsanlage verbindbar sind, kann Luft für eine Klimatisierungsanlage aus dem Führerraum angesaugt werden .

Die Oberf läche der Abdeckung kann beliebig geformt sein, ins besondere muss sie nicht eben sein . Die Ansaugöf fnungen sind im Wesentlichen bündig mit der Oberf läche , auch wenn sie nicht genau in der Oberf läche liegen, sondern ein gewisses Maß in Richtung Führerraum oder in Richtung Frontseite versetzt sind .

Das Verfahren sieht vor , einen Führerraum mit einem Führertisch, einer unterhalb des Führertischs angeordneten Abdeckung und einer unterhalb des Führertischs angeordneten Kli matisierungsanlage dadurch zu klimatisieren, dass klimati sierte Luft über eine Ausblasöf fnung der Klimatisierungsanlage im Wesentlichen nach oben an eine Frontscheibe des Führerraums geführt wird und über mindestens zwei Ansaugöf fnungen, die unterhalb des Führertischs in der Nähe des Führerraumbodens beabstandet zueinander angeordnet sind und im wesentlichen in der Oberf läche der Abdeckung liegen .

Vorzugsweise ist eine erste Ansaugöf fnung in der Nähe der linken Wand und eine zweite Ansaugöf fnung in der Nähe der rechten Wand des Führerraums angeordnet . Die Ansaugöf fnungen sind also seitlich von Beinbereichen von Personen angeordnet .

Vorteilhaft ist es , die Ansaugöf fnungen j eweils mit einem Filter auszustatten . Durch die Aufteilung des anzusaugenden Volumens auf mehrere Öf fnungen können diese Öf fnungen und damit auch die Filter kleiner sein . Besonders vorteilhaft ist , dass durch die Aufteilung Filter mit einem Gewicht von 100g oder weniger verwendet werden können . Derart kleine und leichte Filter haben nur eine geringe Brandlast , so dass sie keiner Einschränkung durch bahnspezif ische Sicherheitsnormen (beispielsweise EN 45545 ) unterliegen . Dadurch können beliebige , leicht verfügbare und preisgünstige Filter verwendet werden . Durch die Anordnung der Ansaugöf fnungen im Wesentlichen bündig mit der Oberf läche der Abdeckung sind auch die Filter leicht zugänglich und können einfach gewechselt werden .

Die Abdeckung kann sich bis zum Boden des Führerraums erstrecken, wobei lediglich für die Ansaugöf fnungen entsprechende Aussparungen vorhanden sind . Die Abdeckung kann aber auch an anderen Stellen Aussparungen aufweisen, ohne dass es zu größerer Staubbelastung für die dahinter liegenden Komponenten kommt , da die Luft aufgrund des ausreichend dichten Anschlus ses der Ansaugöf fnungen an die Klimatisierungsanlage nicht hinter die Abdeckung gesaugt wird, sondern durch die Ansaugöf fnungen direkt zur Klimatisierungsanlage gesaugt wird .

Die Klimatisierungsanlage ist vorzugsweise im Führerraum unterhalb des Führertischs und hinter der Abdeckung angeordnet . Dadurch sind kurze Wege für die angesaugte und ausgeblasene Luft möglich . Alternativ kann die Klimatisierungsanlage ohne große Verlängerung dieser Wege unter dem Führerraum angeordnet werden, wenn beispielsweise mehr Bauraum für Crashstrukturen im Frontbereich des Schienenfahrzeugs benötigt wird .

Insgesamt sorgt die Aufteilung der Umluftansaugung und die Anordnung in den seitlichen Bereichen, insbesondere seitlich des Beinbereichs von Personen für eine gezielte und gleichmäßige Ansaugung der Umluft des Führerstands , wobei der Bereich unterhalb des Führertisches hinter der Abdeckung nicht verschmutzt wird . Zusammen mit der Zuluft über die Frontscheibe entsteht damit eine Luftwalze , die über den Kopf des Triebfahrzeugführers verlaufen kann . Die erzwungene Luftwalze sorgt für eine Durchspülung des Führerstands in Heiz - und im Kühlbetrieb in allen thermischen Zuständen, da sie die Luft durch Zirkulation aus dem hinteren oberen Raumbereich nach unten und vorne zwingt . Sie ermöglicht dies in gleichmäßiger Form über die ganze Breite des Führerstandes , da die Öf fnungen seitlich angeordnet sind . Der Bauraum für andere Teile des Schienenfahrzeugs, beispielsweise Crashstrukturen ist nicht beeinträchtigt.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig.l einen Führerraum mit Blick in Frontrichtung eines Schienenfahrzeugs

Fig.2 einen Schnitt durch einen Führerraum Fig.l zeigt in vereinfachter Darstellung einen Führerraum 1 mit einer Frontscheibe 2. Vor und unterhalb der Frontscheibe 2 ist ein Führertisch 3 angeordnet. Unterhalb des Führer- tischs 3 sind verschiedene elektrische und mechanische Komponenten angeordnet, die durch eine Abdeckung 4 verdeckt sind. Die Abdeckung dient vor allem dem Schutz dieser Komponenten einerseits und des Fahrzeugführers andererseits. Unter anderem befindet sich in dieser Ausführungsform eine Klimatisierungsanlage 11 (s. Fig.2) hinter der Abdeckung 4. Die Abdeckung reicht bis zum Boden des Führerraums 1, wobei sie zwei Aussparungen in Bodennähe für Ansaugöffnungen 5, 6 für die Klimatisierungsanlage aufweist. Diese Aussparungen sind rechts und links jeweils in der Nähe einer Seitenwand des Führerraums 1 angeordnet, und hinter (d.h. in Richtung Frontscheibe) jeder Aussparung führt ein geschlossener Kanal zur Klimatisierungsanlage. In dieser Ausführungsform sind die Ansaugöffnungen 5, 6 jeweils mit einem Filter 7, 8 zur Filterung der angesaugten Luft versehen. Die Ausblasöffnung der Klimatisierungsanlage befindet sich unterhalb der Frontscheibe 2, so dass die klimatisierte Luft entsprechend den Pfeilen 9 an die Frontscheibe bzw. entlang dieser geblasen wird .

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch den Führerraum entlang der Linie A-A von Fig.l unter Verwendung derselben Bezugsziffern. Die Klimatisierungsanlage 11 ist über den Kanal 11a mit der Ansaugöffnung 6 verbunden. Je nach genauer Lage und Anordnung der Klimatisierungsanlage 11 und der Aussparungen bzw. der Ansaugöffnungen 5, 6 ist der Kanal geeignet geformt. Die Ansaugöffnungen liegen in der Oberfläche der Abdeckung 4, d.h. sind bündig mit der Oberfläche der Abdeckung. Es liegt aber auch im Rahmen der Erfindung, wenn die Ansaugöffnungen 5, 6 nur wenig darüber hinausstehen oder wenig nach hinten, d.h. in Richtung Frontscheibe, versetzt sind. In jedem Fall wird dadurch, dass die Ansaugöffnungen im Wesentlichen bündig mit der Oberfläche der Abdeckung 4 sind, eine Verschmutzung des Raums hinter der Abdeckung und insbesondere der dort angeordneten Komponenten vermieden.

In der Figur ist die Luftströmung im Führerraum 1 durch eine gestrichelte Linie verdeutlicht: die von der Klimatisierungsanlage ausgeblasene Luft 9 wird nach oben und hinten geführt und wird von den Ansaugöffnungen 5, 6 nach unten und vorne (Pfeil 10) wieder angesaugt. Der Führerraum 1 wird sowohl im Heizbetrieb als auch im Kühlbetrieb gleichmäßig mit klimatisierter Luft durchspült, da zwei Ansaugöffnungen 5, 6 voneinander beabstandet und seitlich, nämlich rechts und links, vorhanden sind.

Die in den Ausführungsbeispielen beschriebenen Merkmale und Aspekte der Erfindung können selbstverständlich miteinander in unterschiedlicher Weise kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale nicht nur in den beschriebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder für sich genommen verwendet werden.