DE102008061140A1

DE102008061140A1 - Schienenfahrzeug für den Zweirichtungsverkehr

Info

Publication number: DE102008061140A1
Application number: DE102008061140A
Authority: DE
Inventors: Andreas Schaefer-Enkeler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2008-12-09
Filing date: 2008-12-09
Publication date: 2010-06-10

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schienenfahrzeug (2) für den Zweirichtungsverkehr mit derart aerodynamisch gestalteten Schienenfahrzeugenden (1), dass das Schienenfahrzeug (2) einen niedrigen Fahrwiderstand aufweist. Um ein solches Schienenfahrzeug besonders strömungsgünstig auszugestalten, sind erfindungsgemäß an beiden Schienenfahrzeugenden (1) zur Strömungsbeeinflussung verstellbare Strömungselemente (5) vorgesehen.

Description

Bei Schienenfahrzeugen insbesondere im Hochgeschwindigkeitsverkehr ist es notwendig, den aerodynamischen Anteil am Fahrwiderstand so gering wie möglich zu halten, weil er maßgeblich für den Energieverbrauch eines Schienenfahrzeuges ist. Zum aerodynamischen Anteil des Fahrwiderstandes trägt die Form der Schienenfahrzeugenden einen erheblichen Anteil bei, weshalb die Schienenfahrzeugenden in ihrer Form entsprechend optimiert werden. Der aerodynamische Widerstand eines Fahrzeugschienenendes unterscheidet sich je nach dem, ob sich das Fahrzeugschienenende am Bug als so genanntes vorlaufendes Schienenfahrzeugende oder am Heck als nachlaufendes Schienenfahrzeugende des Zuges befindet, weil sich die Luftströmung am Bug und am Heck wesentlich voneinander unterscheiden kann. Moderne Schienenfahrzeuge sind Zweirichtungsfahrzeuge, bei denen die Form der Schienenfahrzeugenden einen Kompromiss hinsichtlich des aerodynamischen Widerstandes für das vorlaufende und das nachlaufende Schienenfahrzeugende darstellt.
Die Erfindung geht von einem Schienenfahrzeug für den Zweirichtungsverkehr mit derart aerodynamisch gestalteten Schienenfahrzeugenden aus, dass das Schienenfahrzeug einen niedrigen Fahrwiderstand aufweist, und stellt sich die Aufgabe, den Fahrwiderstand eines solchen Schienenfahrzeugs noch weiter zu verringern.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einem Schienenfahrzeug für den Zweirichtungsverkehr erfindungsgemäß an beiden Schienenfahrzeugenden zur Strömungsbeeinflussung verstellbare Strömungselemente vorgesehen.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs besteht darin, dass es die Möglichkeit bietet, jedes Schienenfahrzeugende im Hinblick auf einen niedrigen aerodynamischen Fahrwiderstand als vorlaufendes Ende optimal in seiner Form auszugestalten und eine Anpassung des Fahrwiderstandes für das dann jeweils nachlaufende Schienenfahrzeugende dadurch zu ermöglichen, dass Strömungselemente zur Strömungsbeeinflussung verstellbar sind. Dadurch kann verhindert werden, dass sich die das Schienenfahrzeug vor dem Heck umströmende Luft im Heckbereich bzw. im Bereich des nachlaufenden Fahrzeugschienenendes ablöst und stark verwirbelt, was zu einem erheblichen aerodynamischen Anteil am Fahrwiderstand führt. Es ist damit möglich, einem Schienenfahrzeug für den Zweirichtungsverkehr die vorteilhaft aerodynamische Ausgestaltung an seinen Schienenfahrzeugenden zu geben, die für Schienenfahrzeuge für den Einrichtungsverkehr seit langem bekannt ist. Gemäß der Erfindung ist es also möglich, im Betrieb dem jeweiligen Schienenfahrzeugende hinsichtlich seiner Kopfform eine variable Ausprägung zu geben, je nach dem, ob das jeweilige Schienenfahrzeugende gerade als ein vorlaufendes oder ein nachlaufendes Schienenfahrzeugende im Betrieb ist.
Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Strömungselemente in Fahrzeuglängsrichtung nach außen verstellbar sind.
Bei dem erfindungsgemäßen Schienenfahrzeug können die Strömungselemente in unterschiedlicher Weise ausgestaltet und auch in unterschiedlicher Weise an den Schienenfahrzeugenden angebracht sein. Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Strömungselemente im Dachbereich der Schienenfahr zeugenden angebracht sind, weil sie dort einen starken Einfluss auf den aerodynamischen Fahrwiderstand ausüben.
Es wird ferner als vorteilhaft erachtet, wenn die Strömungselemente schieberartig ausgebildet und aus dem Dachbereich ausfahrbar sind. Befindet sich das jeweilige Schienenfahrzeugende am Bug des Schienenfahrzeuges, dann sind die Strömungselemente vollkommen eingefahren und verursachen keinen zusätzlichen aerodynamischen Widerstand.
Es kann aus konstruktiven und Kosten-Gründen auch vorteilhaft sein, wenn sich die Strömungselemente an der Oberfläche des Schienenfahrzeugs befinden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs mit an der Oberfläche angeordneten Strömungselementen sind die Strömungselemente Strömungsklappen, die schwenkbar im Dachbereich angebracht sind. Fungiert das Schienenfahrzeugende als nachlaufendes Schienenfahrzeugende, dann ist die dort befindliche Strömungsklappe ausgeschwenkt und beeinflusst das Strömungsverhalten positiv im Hinblick auf einen niedrigen Fahrwiderstand. Bildet das jeweilige Schienenfahrzeugende ein vorlaufendes Schienenfahrzeugende, dann sind bei dieser Ausgestaltung die Strömungsklappen nicht ausgeschwenkt, sondern liegen an dem Schienenfahrzeugende an, wodurch der aerodynamische Widerstand auch hier optimal niedrig bleibt.
Besonders vorteilhaft ist bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs, wenn die Strömungsklappen im eingeschwenkten Zustand absatzfrei in der Oberfläche der Schienenfahrzeugenden liegen, weil sie sich dann so gut wie gar nicht auf den aerodynamischen Widerstand auswirken.
Der aerodynamische Fahrwiderstand eines Schienenfahrzeugs ist wesentlich von der Geschwindigkeit abhängig. Deshalb erscheint es vorteilhaft, wenn die Strömungselemente in einem von der Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs abhängigen Ausmaß einstellbar sind. Diese Einstellung kann selbsttätig durch eine Steuereinrichtung erfolgen, die in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs die Strömungselemente am nachlaufenden Schienenfahrzeugende entsprechend mehr oder weniger weit nach außen verstellt.
Aus konstruktiven und herstellungstechnischen Gründen erscheint es zur Verringerung des Aufwandes vorteilhaft, wenn die Strömungselemente an den Schienenfahrzeugenden jeweils einteilig ausgebildet sind. Es befindet sich dann also an jedem Schienenfahrzeugende nur eine einzige Klappe oder ein einziger Schieber, der sich dann in der Regel über die ganze Breite des Schienenfahrzeugendes erstreckt.
Um den aerodynamischen Fahrwiderstand noch gezielter an die jeweilige Geschwindigkeit anpassen zu können, wird es auch als vorteilhaft angesehen, wenn die Strömungselemente an den Schienenfahrzeugenden jeweils aus mehreren nebeneinander liegenden Einzelelementen bestehen, die dann gegebenenfalls unterschiedlich nach außen verstellt werden können in Abhängigkeit von der jeweiligen Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung ist in der Figur in schematischer Darstellung eine Ausführungsform des Schienenfahrzeugendes des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs dargestellt.
Die Figur zeigt ein Schienenfahrzeugende 1 eines weiter nicht dargestellten Schienenfahrzeuges 2. In dem dargestellten Fal le bildet das Schienenfahrzeugende 1 ein nachlaufendes Schienenfahrzeugende, weil sich das Schienenfahrzeug in Richtung des Pfeiles 3 bewegt. Am Schienenfahrzeugende 1 befindet sich im Dachbereich 4 eine Strömungsklappe 5, die in diesem Falle um eine nur schematisch dargestellte Achse 6 nach oben geschwenkt ist, wodurch der Strömungswiderstand im Heckbereich des Schienenfahrzeugs 2 erheblich vermindert ist. Die strömende Luft verwirbelt durch die ausgeschwenkte Strömungsklappe 5 erheblich weniger als in dem Falle, in dem die Strömungsklappe 5 in Richtung des Pfeiles 7 gegen eine Oberfläche 8 am Schienenfahrzeugende 1 geschwenkt ist.
Wird während des Einsatzes des dargestellten Schienenfahrzeuges 2 das gezeigte Schienenfahrzeugende 1 als vorlaufendes Schienenfahrzeugende zum Kopfteil des Schienenfahrzeuges, indem sich dieses entgegen gesetzt zum Pfeil 3 bewegt, dann ist die Strömungsklappe 5 gegen die Oberfläche 8 des Schienenfahrzeugendes 1 geschwenkt und verursacht dadurch keinen nennenswerten zusätzlichen aerodynamischen Fahrwiderstand, insbesondere wenn in der Oberfläche 8 ein Absatz vorgesehen ist, in den sich die Strömungsklappe 5 strömungsgeschützt legen kann.

Claims

Schienenfahrzeug (2) für den Zweirichtungsverkehr mit derart aerodynamisch gestalteten Schienenfahrzeugenden (1), dass das Schienenfahrzeug (2) einen niedrigen Fahrwiderstand aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Schienenfahrzeugenden (1) zur Strömungsbeeinflussung verstellbare Strömungselemente (5) vorgesehen sind.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungselemente (5) in Fahrzeuglängsrichtung nach außen verstellbar sind.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungselemente (5) im Dachbereich (4) der Schienenfahrzeugenden (1) angebracht sind.
Schienenfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungselemente schieberartig ausgebildet und aus dem Dachbereich ausfahrbar sind.
Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Strömungselemente (5) an der Oberfläche des Schienenfahrzeugs (1) befinden.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 1 bis 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungselemente Strömungsklappen (5) sind, die schwenkbar im Dachbereich (4) angebracht sind.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsklappen (5) im eingeschwenkten Zustand absatzfrei in der Oberfläche (8) der Schienenfahrzeugenden (1) liegen.
Schienenfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungselemente (5) in einem von der Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs (2) abhängigen Ausmaß einstellbar sind.
Schienenfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungselemente (5) an den Schienenfahrzeugenden (1) jeweils einteilig ausgebildet sind.
Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungselemente an den Schienenfahrzeugenden jeweils aus mehreren neben einander liegenden Einzelelementen bestehen.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelelemente individuell geschwindigkeitsabhängig verstellbar sind.