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Die Erfindung bezieht sich auf ein Schienenfahrzeug mit wenigstens zwei Wagenkästen, zwischen denen ein Wagenübergangsbereich vorgesehen ist, welcher mit einer Verkleidung zum Umschließen des Wagenübergangsbereichs ausgestattet ist.
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Schon früh gab es im Schienenfahrzeugbau Bestrebungen, den Luftwiderstand der Fahrzeuge zu reduzieren oder zumindest den optischen Eindruck einer solchen Luftwiderstandsreduktion im äußeren Erscheinungsbild darzustellen.
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Ein wichtiger Ansatz dazu ist es, einen sich zwischen zwei aufeinander folgenden Wagenkästen eines Zugverbandes ergebenden Spalt in seiner Ausdehnung zu minimieren. Die gängigste Maßnahme dazu ist eine starre Verlängerung des Wagenkastens auf ein Maß, das gerade noch die zum Durchfahren von Gleisbögen nötigen Relativbewegungen der Wagenkästen erlaubt. Dies kann beispielsweise innerhalb der tragenden Struktur des Wagenkastens oder durch zusätzliche Verkleidungen erfolgen.
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Eine weitere Reduktion des Spaltes zwischen aufeinander folgende Wagenkästen ist durch die Verwendung elastischer Materialien, vorzugsweise Elastomere, möglich. Die Verwendung umlaufender Profile ist jedoch an deren zu geringer Steifigkeit und den damit auftretenden aerodynamisch angeregten Schwingungen gescheitert.
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Geschlossene Profile, wie sei bei einigen japanischen Shinkansen-Baureihen eingesetzt worden sind, haben den Nachteil, dass sie sich schlecht einer gekrümmten Außenkontur der Wagenkästen anpassen lassen.
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Eine vollständig geschlossene Verbindung der Wagenkastenaußenflächen wurde beispielsweise bei den Triebzügen VT08, VT11.5 und ET30 der Deutschen Bahn in Form von umlaufenden Gummibändern realisiert, die über Rahmen gekuppelt werden. Die Gummibänder müssen daher zwangsläufig sämtliche Relativbewegungen der Wagenkästen aufnehmen, so dass sie trotz ihrer Elastizität nicht straff gespannt werden können, was die erwünschten günstigen Auswirkungen hinsichtlich des Luftwiderstandes des Schienenfahrzeugs beeinträchtigt.
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Die japanische Offenlegungsschrift
JP H08-216 878 A und das
US-Patent US 2,090,492 A offenbaren weitere mechanische Vorrichtungen zum Verschließen des Spalts zwischen zwei benachbarten Wagenkästen eines Schienenfahrzeugs nach außen, um zu verhindern, dass Personen von außen in den Spalt gelangen können. Diese Dokumente lehren dazu den Einsatz von flexiblen Membranen.
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Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Schienenfahrzeug der eingangs genannten Art derart weiter zu entwickeln, dass der Übergangsbereich günstige aerodynamische Eigenschaften besitzt.
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Diese Aufgabe wird gelöst, durch ein Schienenfahrzeug gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1.
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Die Verkleidung zum Umschließen eines Wagenübergangsbereichs weist zwei in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs in einem Abstand hintereinander angeordnete Spannrahmen zum Umspannen des Wagenübergangsbereichs auf, wobei von jedem Spannrahmen eine Plane ausgeht, die bis zu einem äußeren Rand einer Stirnseite des dem jeweiligen Spannrahmen zugewandten Wagenkastenendes reicht, wobei die Spannrahmen jeweils an dem ihnen zugewandten Wagenkasten in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs beweglich angebracht sind und wobei die Planen zum Einnehmen einer flachen Lage vorgespannt sind.
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Aufgrund ihrer Vorspannung nehmen die eingesetzten Planen bei Geradeausfahrt des Schienenfahrzeugs eine flache Lage ein, was aerodynamisch günstig ist. Bei Kurvenfahrt, insbesondere in engen Gleisbögen, legen sich die Spannrahmen aneinander an und die Planen werden entlastet. Die dann schlaff hängenden Planen sind aerodynamisch unproblematisch. Aufgrund der Schwenkbarkeit der Lenker und damit der vorgesehenen Spannrahmen ist es möglich, dass ein gegenseitiges Verhaken der beiden Spannrahmen wirksam vermieden werden kann.
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Bevorzugt sind die Spannrahmen über Lenker jeweils an den ihnen zugewandten Wagenkasten verschwenkbar angebracht. Dies gestattet es, dass die Spannrahmen aufgrund der möglichen Schwenkbewegung der Lenker in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs beweglich angebracht sind, so dass insbesondere bei Kurvenfahrt eine Längsverschiebung der Spannrahmen ermöglicht wird. Alternativ zur Anlenkung der Spannrahmen an den zugeordneten Wagenkastenenden über die angesprochenen Lenker ist es auch möglich, allgemein eine Linearführung der Spannrahmen vorzusehen, beispielsweise eine Teleskopführung. Möglich ist insbesondere der Einsatz einer Gasdruckfeder, die zwischen Wagenkastenende und Spannrahmen anzuordnen wäre.
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Die Spannrahmen können an den jeweiligen Lenkern über, bezogen auf den Wagenübergangsbereich, radial verlaufende Gleitlager angebracht sein, wobei die Spannrahmen um einen in das jeweilige Gleitlager eingreifenden, rahmenseitigen Lagerzapfen des innen zugeordneten Lenkers verschwenkbar sind. Auf diese Weise wird es ermöglicht, dass die Spannrahmen ihre relative Winkellage gegenüber den benachbarten Wagenkästenstirnseiten im Wesentlichen beibehalten können.
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Die Lenker können wagenkastenseitig verschwenkbar gelagert sein, so dass die Verschwenkbarkeit der Spannrahmen über die Lenkeranlenkung realisiert wird.
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Die Lenker können wagenkastenseitig hinsichtlich ihrer Schwenkbewegung derart vorgespannt sein, dass die Planen gespannt sind. Bei dieser Alternative zur Vorspannung der Planen erfolgt eine geeignete Ausgestaltung der Lenkerlagerung, beispielsweise mit Hilfe einer Drehfeder.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Längsschnittansicht eines Wagenübergangsbereiches in einer Grundstellung,
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2 eine Längsschnittansicht des Wagenübergangsbereichs von 1 in einer Kurvenstellung und
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3 eine Längsschnittansicht des Wagenübergangsbereichs von 1 mit quer versetzten Wagenkastenenden.
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Aus 1 geht ein verkleideter Wagenübergangsbereich eines Schienenfahrzeugs hervor, der zwischen Wagenkastenenden 1 einander benachbarter Wagenkästen des Schienenfahrzeugs angeordnet ist. Der Wagenübergangsbereich ist bezüglich einer vertikalen, Querebene des Schienenfahrzeugs symmetrisch gestaltet, wobei die Querebene etwa in der Mitte zwischen den beiden Wagenkastenenden 1 liegt. Insofern wird der Wagenübergangsbereich in diesem Ausführungsbeispiel von zwei spiegelbildlichen Hälften gebildet, bei denen funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind.
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Nach 1, rechte Hälfte des Wagenübergangsbereichs, verlauft eine Plane 3 flach und damit aerodynamisch günstig zwischen einem Wagenkastenende 1 und einem umlaufenden Spannrahmen 2. Dargestellt ist die Situation bei Geradeausfahrt des Schienenfahrzeugs. Für die Plane 3 wird ein biegeschlaffes, jedoch nicht wesentlich dehnbares Material gewählt. Der Spannrahmen 2 wird über einen Lenker 4 an seinem zugeordneten Wagenkastenende 1 gehalten. Im Einzelnen weist der Lenker zwei Lagerzapfen 5, 6 auf, von denen einer wagenkastenseitig und der andere spannrahmenseitig angeordnet ist.
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Der Lagerzapfen 6 am spannrahmenseitigen Ende greift in ein Gleitlager 7 ein, das auf einer dem Wagenkastenende 1 zugewandten Seite des Spannrahmens 2 vorgesehen ist und in der dargestellten Grundstellung vertikal liegt.
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Der Lagerzapfen 5 auf der Wagenkastenseite des Lenkers 4 ist veschwenkbar in einem Festlager 8 gelagert, das an dem Wagenkastenende 1 befestigt ist. Beide Lagerzapfen 5, 6 des Lenkers 4 sind somit verschwenkbar gelagert, nämlich einerseits in dem Gleitlager 7 des Spannrahmens 2 und andererseits in dem Festlager 8.
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Zum Vorspannen der Plane 3 ist im Bereich des wagenkastenseitigen Endes des Lenkers 4 eine Spannvorrichtung, ggf. eine Drehfeder (nicht dargestellt), vorgesehen, welche auf das spannrahmenseitige Ende 6 des rechten Lenkers 4 eine Drehkraft gegen den Uhrzeigersinn ausübt. Der linke Lenker 4 ist demgegenüber im Uhrzeigersinn vorgespannt.
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Die derart erläuterte Ausbildung der rechten Hälfte des Wagenübergangsbereichs findet sich in spiegelsymmetrischer Ausgestaltung in dessen linker Hälfte wieder. Es ist ersichtlich, dass sich zwischen den beiden Spannrahmen 2 ein Spalt 9 ergibt.
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2 zeigt nun den Wagenübergangsbereich in dem Fall, wenn das Schienenfahrzeug einen engen Gleisbogen durchfährt. In diesem Fall gelangen die beiden einander gegenüber liegenden Spannrahmen 2 zur Anlage. Die Lagerzapfen 6 bewegen sich innerhalb der Gleitlager 7 nach oben, so dass die Spannrahmen 2 im Wesentlichen ihre radiale Lage beibehalten können. Die Lenker 4 werden nach Durchführung einer Schwenkbewegung von der schrägen Position von 1 aus in eine etwa vertikale Position verbracht. Insgesamt nähern sich die Spannrahmen 2 ihren zugewandten Wagenkastenenden 1 an, so dass die Planen 3 nach außen gekrümmt werden.
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3 zeigt eine Fahrsituation des Schienenfahrzeugs, bei der die beiden Wagenkastenenden 1 einen Querversatz zueinander zeigen. Die jeweiligen Hälften des Wagenübergangsbereichs befinden sich in der Grundstellung von 1, wobei jedoch der Spannrahmen 2 der rechten Wagenübergangshälfte zur Anlage mit dem Lenker 4 der linken Wagenübergangshälfte gelangt. Es ist ersichtlich, dass selbst bei Anlaufen des Spannrahmens 2 an den Lenker 4 ein Verhaken der beiden Wagenübergangshälften bei Querversatz wirksam vermieden wird.
