EP2778008A1 - Bugklappenanordnung für Schienenfahrzeuge, Schienenfahrzeug mit einer Bugklappenanordnung und Verfahren zum Öffnen und/oder Schließen einer Bugklappenanordnung - Google Patents

Bugklappenanordnung für Schienenfahrzeuge, Schienenfahrzeug mit einer Bugklappenanordnung und Verfahren zum Öffnen und/oder Schließen einer Bugklappenanordnung Download PDF

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EP2778008A1
EP2778008A1 EP14159169.3A EP14159169A EP2778008A1 EP 2778008 A1 EP2778008 A1 EP 2778008A1 EP 14159169 A EP14159169 A EP 14159169A EP 2778008 A1 EP2778008 A1 EP 2778008A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
flap
outer edge
assembly
flaps
nosecloth
Prior art date
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Granted
Application number
EP14159169.3A
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English (en)
French (fr)
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EP2778008B1 (de
Inventor
Lars Harnack
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Alstom Transportation Germany GmbH
Original Assignee
Bombardier Transportation GmbH
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Publication date
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Publication of EP2778008B1 publication Critical patent/EP2778008B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D17/00—Construction details of vehicle bodies
    • B61D17/04—Construction details of vehicle bodies with bodies of metal; with composite, e.g. metal and wood body structures
    • B61D17/06—End walls

Definitions

  • the invention is in the field of vehicle technology and in particular of rail vehicle technology and relates to a Bugklappenan extract for rail vehicles, and a rail vehicle with a Bugklappenan expect. Furthermore, the invention relates to a method for opening and / or closing a Bugklappenan extract a rail vehicle.
  • a telescopic coupling is usually used which requires a much more complex technique with correspondingly negative effects on weight, component price and life cycle costs.
  • a more elaborate flap kinematics is possible, which allows a larger opening angle, but brings with it substantially the same disadvantages as a telescopic coupling with it.
  • From the DE 40 06 811 A1 is known to extend across the width of the vehicle bumper having a pivotable portion to expose a coupling element.
  • the bumper is divided into several segments, which can be swung open depending on the desired opening angle or remain closed.
  • the pivotable segments of the bumper extend in the open state approximately parallel to the vehicle longitudinal axis and occupy a distance between two mutually coupled vehicles bridging position.
  • a flap assembly for rail vehicles which consists of three flaps. Two flaps are pivotable about a vertical axis, while the third flap can be pivoted about a horizontal axis.
  • the three flaps allow a large opening area at the bow of the rail vehicle.
  • the arrangement of the three flaps requires a complicated and space-consuming kinematics.
  • the DE 20 2012 101 220 U1 shows a four-divided nosecloth arrangement, wherein two lying close to the vehicle center flaps are pivotable.
  • the outer flaps which serve to increase the opening width to allow a large deflection angle of a coupling element, are slidable. This reduces the space required for a four-flap nosegun assembly while providing a stable mechanism.
  • the at least two flaps separating at the opening are driven by an actuating mechanism, resulting in their synchronous opening.
  • the opening width of the bow flap system is limited by the outer edges of the flaps in the open state. When closed, a central gap forms between the flaps.
  • the bow flaps are usually designed so that the penetration of dirt, water and ice through the joint is prevented and the aerodynamics is at least not adversely affected. This is usually one of the front baffles equipped with a step along the outer edge to cover the other flap on the inside along the outer edge, thus completing the joint from the inside.
  • this type of configuration leads to an asymmetrical opening width of the joint.
  • the exposed coupling element does not have the same play or deflection space on both sides, and it can, for example in tight cornering, come to collision between the widely deflected coupling element and one of the outer edges of a flap.
  • a nosecloth assembly for a rail vehicle includes a first flap and a second flap, each pivotable about a substantially vertical axis between a first position and a second position. In the first position, the nosecloth assembly is opened in an operative position and the flaps are separated. In the second position the Bugklappenan ever is closed. Each flap has an outer edge at its end facing the other flap. Furthermore, the first flap has a step in an outer edge region along its outer edge to receive the second flap with its outer edge in the second position. In the second, closed position, there is a gap between the first flap and the second flap.
  • the outer edge region of the first flap overlaps with an outer edge region of the second flap in the region of a vertical axis parallel to the central surface of the Bugklappenan instructive force in the second position so that the joint is offset from the central surface of the Bugklappenan instructive force.
  • the flaps are designed such that the outer edges of the first flap and the second flap in the first position have a relation to the central surface substantially symmetrical opening width.
  • the first flap is provided with a step along the outer edge in order to close the gap visually and fluidically, in particular on the inside. Due to the inventive design and the arrangement of the flaps to each other in the closed state, the joint between the flaps is placed asymmetrically to the central surface, wherein the central surface may include the vehicle longitudinal axis or the vehicle center surface. By this measure, in the open state, the outer edges of the two flaps have substantially the same distance to the central surface, and, assuming a symmetrical deflection of the coupling element to the coupling element. This makes it possible to carry out a further optimization of the Bugklappenan Aunt or the underlying mechanism regardless of the stage of the first flap.
  • the opening width of the front doors is largely symmetrical, without requiring more space in the front end of the rail vehicle.
  • the space allocated to the flaps can be better utilized.
  • the aerodynamics of the vehicle as the stage on the first flap, the joint fluidly closes, and the opened Bugklappenanowski extract further symmetry with respect to the vehicle center surface.
  • the solution according to the invention allows for identical opening angle practically equal coupling rashes, thus offering an identical opening width almost identical opening width.
  • a flap size or length can be selected which covers the guide horn.
  • the inventive design of the Bugklappenan angel allows the maintenance of simple technology by a simple geometric optimization. This achieves a significant improvement in vehicle performance in terms of lifetime costs, mass, aerodynamics, acoustics and aesthetic design.
  • the step along the outer edge of the first flap is designed as S-beating.
  • S jointing closes the joint in a particularly simple and robust manner to prevent the ingress of dirt, water and other contaminants into the front end of the rail vehicle.
  • an S-beat allows for easy reception of the second flap in the first flap in the closed position. By using a S-beat on a flap can also be used on proven forms of previous flaps. The formation of an S-beat furthermore makes it possible in a simple manner to realize the arrangement according to the invention of the bow flap arrangement in the open or closed state.
  • the amount by which the outer edge portions of the two flaps overlap in the second position may be approximately equal to the width of the outer edge portion along the outer edge of the first flap having a step.
  • This allows a simple geometry and a space-saving design of the overlapping areas.
  • this makes it possible to arbitrarily shape the area of the flaps outside the outer edge areas, for example on the basis of fluidic considerations. If, as in this embodiment, the overlapping outer edge regions are limited only to areas which approximately correspond to the step of the first flap, the two flaps can be similarly shaped, except for the outer edge region. This simplifies both the design and the manufacture and thereby enables a cost-effective production of the Bugklappenan angel invention.
  • the joint in the second position, is offset from about 10 mm to about 150 mm from the center face of the nose flap assembly.
  • this area which may, for example, comprise the outer edge area
  • existing and proven systems can be used, at least as far as the area outside the outer edge region of the flaps is concerned.
  • the step along the outer edge of the first flap is according to the invention offset relative to the central surface when the nose flap assembly is in the second position.
  • the central area of the overlap of the two flaps can be the same. It is also possible that the overlap of the two flaps with respect to the central surface also be uneven. This can be compensated, for example, that the typically inwardly facing step of the first flap slightly limits the opening width compared to the second stage formed without a step. As a result, a completely symmetrical opening width can thus be achieved.
  • the first flap and the second flap are substantially pivotable in the horizontal direction, and the outer edges of the first flap and the second flap are substantially parallel to the central surface when the flaps are in the second position.
  • the first flap is pivotable about a vertical first axis and the second flap is pivotable about a different from the first axis vertical second axis, wherein the first axis and the second axis are arranged parallel to each other.
  • the first axis and the second axis may have a substantially horizontal distance of about 6 cm. This makes it possible to install the two Bugklappenverschwenkmechanismen separated from each other in the bow region of the rail vehicle. This creates more design freedom for the bow area.
  • the first axis and the second axis are arranged symmetrically with respect to the center surface. This favors a simple and robust construction of the bow region of the rail vehicle. In addition, this increases the predictability in the design of the bow area, since a symmetrical design of the elements accommodated in the bow area is possible.
  • the first flap and the second flap in the first position have a symmetrical opening angle to the central surface. This allows to use a robust mechanism for opening and closing the flaps, which can be used cost-effectively for both flaps. An individual adaptation of the mechanism of the Bugklappenan angel to open the flaps is not necessary.
  • a rail vehicle having a center surface along a longitudinal axis of the rail vehicle, a coupling member, and a nosecloth assembly described herein, the nosecloth assembly exposing the coupling member in the first position and covering in the second position.
  • the coupling element of the rail vehicle on a guide horn which is covered by the Bugklappenan whatsoever in the second position.
  • the flaps can be designed longer in the direction of the vehicle longitudinal axis, as in previously known flaps. This makes it possible to cover with the flaps and the guide horn. This significantly improves the aerodynamics of the rail vehicle.
  • the guide horn is covered, which is advantageous in terms of penetrating dirt and water.
  • a method for opening and / or closing a bow flap assembly of a rail vehicle takes place by pivoting a first flap and a second flap about a substantially vertical axis, wherein each flap has an outer edge at its end pointing to the other flap.
  • each flap has an outer edge at its end pointing to the other flap.
  • an outer edge region of the first flap overlaps an outer edge region of the second flap in the region of a central axis parallel to the vertical axis of the Bugklappenan instructive closing, offset from the central surface of the Bugklappenan instructive closing, offset from the central surface of the Bugklappenan instructive closing, offset from the central surface of the Bugklappenan instructive closing, offset from the central surface of the Bugklappenan instructive closing, offset from the central surface of the Bugklappenan
  • the pivoting of the first flap and the second flap exposes and / or covers a coupling element of the rail vehicle.
  • the coupling element and the front part of the rail vehicle are protected from penetrating impurities.
  • the bow area can be designed simultaneously by the valves fluidly advantageous. Characterized in that a coupling element of the rail vehicle is exposed by a simple pivoting, complicated and error-prone constructions for the coupling element can be avoided.
  • the first and second flap are each pivoted when opening and / or closing with a symmetrical opening angle with respect to the central surface.
  • a robust mechanism for opening and / or closing the flaps can be used, which can be used cost-effectively for both the first and the second flap.
  • the planning safety increases when designing the bow region of the rail vehicle.
  • the aerodynamics are improved by the cover of the guide horn (and thus fewer protruding parts than in the prior art).
  • the less prominent free-flowing vehicle parts also improve the aero-acoustics, which is particularly important in terms of noise protection.
  • the aesthetics of a homogeneous vehicle front without protruding vehicle parts is appealing.
  • the bow region of the rail vehicle fits better to the rest of the rail vehicle.
  • the invention can be used in rail vehicles, in particular high-speed vehicles.
  • the invention can be applied in any rail vehicle that is confronted with space conflicts in terms of the design of the bow region of the rail vehicle.
  • FIG. 1 shows a prior art known Bugklappenan Aunt 100 of a (not shown) rail vehicle in the closed state.
  • the nosecloth assembly 100 includes a first flap 110 and a second flap 120. At the first flap 110 is located along the outer edge of a so-called S-beat 140th
  • the view of the prior art front fascia assembly 100 also shows a center surface 160 of the noseglobe assembly, which in one example may include the vehicle longitudinal axis 160 of the railcar.
  • a rotation axis 130 is shown, which extends vertically and around which the flaps 110 and 120 can rotate, and thus can be pivoted apart.
  • the flaps 110 and 120 cover a coupling element (not shown in this view) of the rail vehicle in the closed state.
  • FIG. 2 shows the prior art bulkhead assembly 100 in an open position, which is achieved by the rotation of the flaps 110 and 120 about the rotation axis 130.
  • the nose flaps 110 and 120 have a different opening width, as can be seen in sections 181 and 182.
  • the at least in the outer edge region of the flaps asymmetric design of the flaps leads to different opening widths. Will these be in the outer edge area asymmetrically shaped flaps when opening the Bugklappenan angel synchronously pivoted with the same opening angle, there is a difference between the exposed space on the side of the stage equipped with the flap and the exposed space on the side of the other flap.
  • a virtual line 170 is shown in FIG. 2 plotted, which illustrates the difference between the opening width of the first flap 110 and the opening width of the second flap 120.
  • the flaps should open so far that the maximum deflections of the coupling element does not lead to a collision of the coupling element and the outer edge of the flap open.
  • the flap 120 allows comparatively much clearance without S-beating and the flap 120 with S-beating comparatively little clearance. Due to the different opening widths, in order to ensure a sufficient opening width on both sides, a large opening angle would have to be provided, which leads to a complicated kinematics and / or a space problem in the bow region of the rail vehicle.
  • the current design of the Bugklappenan isten of rail vehicles thus does not allow identical opening width on each side of the bow door.
  • the opening width can be extended in the prior art by further flaps, which, however, adversely affects the space in the front part of the rail vehicle, the cost of the nose flap and the robustness of the mechanism.
  • these approaches of the prior art offer a certain broadening of the open space and thus allow a greater variability in the deflection of an exposed coupling element, but these are very expensive and expensive.
  • FIGS. 3 and 4 show a front flap assembly 200 according to an embodiment of the invention in a first position, that is in an open state ( FIG. 4 ) and in a second position, that is in a closed state ( FIG. 3 ).
  • the bow flap assembly 200 includes a first flap 210 and a second flap 220, each having an outer edge 215, and 225, respectively.
  • a step 240 is formed, which in one embodiment may be an S-beat.
  • the S-beat may occupy a width in the horizontal direction of from about 3 cm to about 10 cm, preferably from about 5 cm to about 8 cm, and most preferably about 5 cm.
  • the S-Shock described hereinabove is to be understood generally as an S-shaped configuration of the outer edge, which becomes visible in a horizontal sectional view of the first flap.
  • the design of the first flap along the outer edge can also, in simple terms, comprise a step, which is visible in a horizontal sectional view, as shown in the pictures.
  • outer edge of a flap used herein is used for the edge facing the other flap.
  • the outer edge may also be described as the edge which projects outwardly in the open state and thus defines the opening width with respect to a center surface of the nosecloth assembly.
  • outer edge area of a flap is to be understood as the area or area of the flap which contains both the outer edge itself and the immediately adjacent portion of the flap.
  • the outer edge region of the flap may comprise about 2% to about 10%, preferably about 4% to about 8%, and most preferably about 5% of the total flap width in the horizontal direction.
  • the central surface 260 of the rail vehicle shown in the figures may include the vehicle longitudinal axis of the rail vehicle.
  • the midplane may be substantially a symmetry surface of the noseglobe assembly and / or the rail vehicle. Both the longitudinal axis of the rail vehicle and the center surface may be described as being substantially parallel to the vertical axis of rotation of the nosegawl assembly.
  • the term "substantially” as used herein means that some departure from the property described as “substantially” is also encompassed by the description.
  • substantially parallel may mean that the elements designated by that term may differ by a few percent from the strictly mathematical definition of the term “parallel.”
  • substantially parallel may include a deviation of 1 ° -10 ° from the parallel position. The same applies to terms such as “substantially vertical” or “substantially horizontal”.
  • the outer edge region of the first flap 210 and the outer edge region of the second flap 220 each overlap in the closed position.
  • the first flap 210 and the second flap 220 substantially overlap in the region of the central surface 260 of FIG Front door assembly 200.
  • the outer edge portions of the first door 210 and the second door 220 overlap such that the seat 250 is offset from the center panel 260 of the front door assembly 200.
  • the groove 250 may be offset from the center surface 260 by about 5 mm to about 200 mm, preferably by about 10 mm to about 180 mm, and more preferably by about 10 mm to about 150 mm.
  • the joint 250 may be offset with respect to the center surface 260 by about 2% to 10%, preferably by about 3% to about 8%, and most preferably by about 5% of the width of the vehicle frame.
  • FIG. 4 shows that in the nosecloth assembly 200, according to one embodiment, the first flap 310 and the second flap 320 are separated about the axis 230 during pivoting.
  • the outer edges 215, 225 in the open (ie first) position with respect to the central surface 260 symmetrical opening width 271, 272 on.
  • the opening width is to be understood as the width in the horizontal direction, which is exposed by one of the flaps by the rotation about the vertical axis 230 in the open position, measured as the distance between the central surface 260 and the respective outer edge of the flap.
  • the opening width 271 of the first flap 210 is defined as the distance from the central surface 260 to the outer edge 215, and the opening width 272 of the second flap 220 is defined as the distance from the central surface 260 to the outer edge 225.
  • FIG. 5 For example, there is shown a prior art bug flap system 300 and a coupling member 380 of the rail vehicle.
  • the joint 350 which lies substantially on the center surface 360, can be seen.
  • FIG. 6 shows the Bugklappenan Aunt 300 in the open state, wherein the coupling element 380 is shown in the respective maximum deflected position.
  • the opening width is limited by the free space of the deflected coupling element to the outer edge of the flap.
  • the cutouts 381 and 382 illustrate the problem described above of the over-dimensioned clearance of the open, second flap 320 and the lack of available space of the opened, first flap 310 in the bow flap system of the prior art.
  • FIGS. 7 and 8 show a front door assembly 400 according to one embodiment with a coupling member 480 of the (not shown) rail vehicle.
  • the outer edge portions of the two flaps 410 and 420 overlap in relation to FIG FIGS. 3 and 4 described way.
  • the outer edges 415 and 425 of the flaps 410 and 420 may project beyond the central surface 460, respectively.
  • FIG. 8 shows the Bugklappenan Aunt 400 in the open state, wherein the coupling element 480 is shown in the maximum deflections on both sides.
  • the symmetrical opening width of the first flap 410 and the second flap 420 with symmetrical opening angle which is allowed by the embodiment according to the invention, prevents space on the side of the second flap 420 from being wasted and at the same time prevents the risk of collision of the first flap 410 with the coupling element 480 to the image sections 381 and 382 in the FIG. 6 show the image sections 481 and 482 in FIG FIG. 8 a symmetrical opening width despite asymmetrical configuration of the outer edge regions of the two flaps.

Landscapes

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Abstract

Es wird eine Bugklappenanordnung, ein Schienenfahrzeug mit Bugklappenanordnung und ein Verfahren zum Öffnen und/oder Schließen einer Bugklappenanordnung eines Schienenfahrzeugs beschrieben. Die Bugklappenanordnung umfasst eine erste (210; 410) und eine zweite Klappe (220; 420), die jeweils um eine im Wesentlichen vertikale Achse (230; 430) zwischen einer ersten Position, in welcher die Bugklappenanordnung (200; 400) in einer Betriebsstellung geöffnet ist und in welcher die Klappen (210; 410; 220; 420) voneinander getrennt sind, und einer zweiten Position, in welcher die Bugklappenanordnung (200; 400) geschlossen ist, verschwenkbar sind. Jede Klappe (210; 220; 410; 420) weist eine Außenkante (215; 225; 415; 425) an ihrem zur jeweils anderen Klappe weisenden Ende auf. Die erste Klappe (210; 410) weist in einem Außenkantenbereich entlang ihrer Außenkante eine Stufe (240; 440) auf, um die zweite Klappe (220; 420) mit ihrer Außenkante (225; 425) in der zweiten Position aufzunehmen.

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Fahrzeugtechnik und insbesondere der Schienenfahrzeugtechnik und betrifft eine Bugklappenanordnung für Schienenfahrzeuge, sowie ein Schienenfahrzeug mit einer Bugklappenanordnung. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Öffnen und/oder Schließen einer Bugklappenanordnung eines Schienenfahrzeugs.
    • Vorbekannter Stand der Technik
  • Bei Schnellzügen mit aerodynamisch gestalteten Wagenenden (Fahrzeugkopf) sind in bekannten Systemen in der Regel Kupplungselemente durch bewegliche Bugklappen verkleidet. Dies dient einerseits dazu, die Kupplungselemente zu schützen, andererseits verbessern sich durch die Bugklappen auch die aerodynamischen und ästhetischen Eigenschaften des Schienenfahrzeugs. Um verlässliche Mechanismen für die Bugklappen zu realisieren, sind heute Kinematiken mit einfacher rotatorischer Bewegungen bevorzugt. Eine einfache rotatorische Bewegung wird insbesondere bevorzugt, weil der dafür benötigte Mechanismus als hinreichend robust gilt. Als problematisch stellt sich allerdings die Integration dieser einfachen Kinematik in eine aerodynamisch optimierte Frontgeometrie des Schienenfahrzeugs dar. Dabei muss zusätzlich gewährleistet sein, dass sich die Bugklappe weit genug öffnen kann, um alle Kupplungsausschläge zu ermöglichen.
  • Um dennoch eine den Anforderungen nach Aerodynamik, Aussehen und Funktionalität genügende Bugklappenanordnung bereit zu stellen, wurden bisher entweder komplizierte Mechaniken eingesetzt oder die Fahrzeugfront wurde entsprechend breit gestaltet. Dabei sind vertikale rotatorische Drehbewegungen bisher immer senkrecht verlaufen.
  • Bisherige Bugklappensysteme erlauben jedoch nur eine begrenzte Abdeckung von Elementen, was oft dazu führt, dass manche Elemente nicht von den Bugklappen abgedeckt werden können. Aufgrund der oben genannten Zwänge wird zum Beispiel das Führungshorn oft nicht abgedeckt, da dessen Abdeckung eine Vergrößerung der Bugklappe erforderlich machen würde, was wiederum zu einer geringeren Öffnungsbreite führen würde. Dies bringt jedoch designtechnische und aerodynamische Nachteile mit sich. Dennoch ist eine Abdeckung des Führungshorns gewünscht.
  • Sollen die oben aufgeführten Vorteile eines umschlossenen Führungshorns bei heutigem Stand der Technik erreicht werden, wird üblicherweise eine teleskopierbare Kupplung verwendet, die eine wesentlich komplexere Technik mit entsprechend negativen Auswirkungen auf Gewicht, Bauteilpreis und Lebenszykluskosten erfordert. Alternativ ist eine aufwendigere Klappenkinematik möglich, die einen größeren Öffnungswinkel erlaubt, die aber im Wesentlichen die gleichen Nachteile wie eine teleskopierbare Kupplung mit sich bringt.
  • Aus der DE 40 06 811 A1 ist eine sich quer über die Fahrzeugbreite erstreckende Stoßstange bekannt, die einen schwenkbaren Bereich aufweist, um ein Kupplungselement frei zu legen. Dabei ist die Stoßstange in mehrere Segmente geteilt, die je nach gewünschtem Öffnungswinkel aufgeschwenkt werden können oder geschlossen bleiben. Die verschwenkbaren Segmente der Stoßstange erstrecken sich im geöffneten Zustand etwa parallel zur Fahrzeuglängsachse und nehmen eine den Abstand zweier miteinander gekuppelter Fahrzeuge überbrückende Lage ein.
  • In der DE 10 2009 005 693 A1 ist eine Klappenanordnung für Schienenfahrzeuge beschrieben, die aus drei Klappen besteht. Zwei Klappen sind dabei um eine vertikale Achse verschwenkbar, während die dritte Klappe um eine horizontale Ache verschwenkt werden kann. Durch die drei Klappen wird eine große Öffnungsfläche am Bug des Schienenfahrzeugs ermöglicht. Allerdings erfordert die Anordnung der drei Klappen eine komplizierte und Raum einnehmende Kinematik.
  • Die DE 20 2012 101 220 U1 zeigt eine viergeteilte Bugklappenanordnung, wobei zwei nahe an der Fahrzeugmitte liegende Klappen verschwenkbar sind. Die äußeren Klappen, die dazu dienen, die Öffnungsbreite zu erhöhen, um einen großen Auslenkwinkel eines Kupplungselements zu erlauben, sind verschiebbar. Dadurch wird der Platzbedarf für eine Bugklappenanordnung mit vier Klappen verringert und gleichzeitig ein stabiler Mechanismus gezeigt.
    • Nachteile des Standes der Technik
  • Bei den bekannten Systemen werden die mindestens zwei sich bei der Öffnung trennenden Klappen von einem Betätigungsmechanismus angetrieben, was zu deren synchroner Öffnung führt. Die Öffnungsbreite des Bugklappensystems begrenzt sich dabei durch die Außenkanten der Klappen im geöffneten Zustand. Im geschlossenen Zustand bildet sich zwischen den Klappen eine mittige Fuge aus. Die Bugklappen sind meist so ausgestaltet, dass das Eindringen von Schmutz, Wasser und Eis durch die Fuge hindurch verhindert wird und die Aerodynamik zumindest nicht negativ beeinflusst wird. Dafür ist meist eine der Bugklappen mit einer Stufe entlang der Außenkante ausgestattet, um die andere Bugklappe innenseitig entlang der Außenkante zu überdecken und so die Fuge von Innen abzuschließen. Diese Art der Ausgestaltung führt jedoch zu einer unsymmetrischen Öffnungsbreite der Fuge.
  • Durch diese unsymmetrische Öffnungsbreite hat das freigelegte Kupplungselement nicht auf beiden Seiten den gleichen Spiel- oder Auslenkungsraum und es kann, zum Beispiel bei engen Kurvenfahrten, zur Kollision zwischen dem weit ausgelenkten Kupplungselement und einer der Außenkanten einer Klappe kommen.
    • Problemstellung
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfache, robuste und kostengünstige Bugklappenanordnung zur Verfügung zu stellen, die eine Differenz in der Öffnungsbreite zweier getrennter Klappen vermeidet und das Abdecken hervorstehender Elemente durch die Bugklappenanordnung ermöglicht.
    • Erfindungsgemäße Lösung
  • Diese Aufgabe wird durch eine Bugklappenanordnung nach Anspruch 1 gelöst. Weiterhin wird diese Aufgabe durch ein Schienenfahrzeug nach Anspruch 9 sowie ein Verfahren zum Öffnen und/oder Schließen einer Bugklappenanordnung eines Schienenfahrzeugs nach Anspruch 11 gelöst. Weitere Ausführungsformen, Modifikationen und Verbesserungen ergeben sich anhand der folgenden Beschreibung und gemäß den beigefügten Ansprüchen.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird eine Bugklappenanordnung für ein Schienenfahrzeug bereitgestellt. Die Bugklappenanordnung umfasst eine erste Klappe und eine zweite Klappe, die jeweils um eine im Wesentlichen vertikale Achse zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position verschwenkbar sind. In der ersten Position ist die Bugklappenanordnung in einer Betriebsstellung geöffnet und die Klappen sind voneinander getrennt. In der zweiten Position ist die Bugklappenanordnung geschlossen. Jede Klappe weist eine Außenkante an ihrem zur jeweils anderen Klappe weisenden Ende auf. Weiterhin weist die erste Klappe in einem Außenkantenbereich entlang ihrer Außenkante eine Stufe auf, um die zweite Klappe mit ihrer Außenkante in der zweiten Position aufzunehmen. In der zweiten, geschlossenen Position befindet sich zwischen der ersten Klappe und zweiten Klappe eine Fuge. Dabei überlappt der Außenkantenbereich der ersten Klappe mit einem Außenkantenbereich der zweiten Klappe im Bereich einer zur vertikalen Achse parallelen Mittelfläche der Bugklappenanordnung in der zweiten Position so dass die Fuge versetzt zur Mittelfläche der Bugklappenanordnung angeordnet ist. Außerdem sind die Klappen so ausgestaltet, dass die Außenkanten der ersten Klappe und der zweiten Klappe in der ersten Position eine bezüglich der Mittelfläche weitgehend symmetrische Öffnungsbreite aufweisen.
  • Die erste Klappe ist mit einer Stufe entlang der Außenkante versehen, um die Fuge optisch und strömungstechnisch insbesondere innenseitig zu schließen. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung und die Anordnung der Klappen zueinander in geschlossenem Zustand, wird die Fuge zwischen den Klappen asymmetrisch zur Mittelfläche gelegt, wobei die Mittelfläche die Fahrzeuglängsachse oder die Fahrzeugmittelfläche enthalten kann. Durch diese Maßnahme haben in geöffnetem Zustand die Außenkanten der beiden Klappen im Wesentlichen die gleiche Entfernung zur Mittelfläche, und, ein symmetrischer Ausschlag des Kupplungselements vorausgesetzt, zum Kupplungselement. Dadurch ist es möglich, eine weitere Optimierung der Bugklappenanordnung oder des zugrunde liegenden Mechanismus unabhängig von der Stufe der ersten Klappe durchzuführen.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird die Öffnungsbreite der Bugklappen weitgehend symmetrisch, ohne mehr Bauraum in der Frontpartie des Schienenfahrzeugs zu beanspruchen. Der den Klappen zugewiesene Bauraum kann besser ausgenutzt werden. Gleichzeitig verbessert sich die Aerodynamik des Fahrzeugs, da die Stufe an der ersten Klappe die Fuge strömungstechnisch verschließt, und die geöffnete Bugklappenanordnung weiterhin Symmetrie bezüglich der Fahrzeugmittelfläche aufweist.
  • Die erfindungsgemäße Lösung erlaubt bei identischem Öffnungswinkel praktisch gleich große Kupplungsausschläge, bietet also bei identischem Öffnungswinkel eine nahezu identische Öffnungsbreite. Damit kann zum Beispiel auch eine Klappengröße oder - länge gewählt werden, die das Führungshorn abdeckt. Des Weiteren erlaubt die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Bugklappenanordnung durch eine einfache geometrische Optimierung die Beibehaltung von einfacher Technik. Dadurch wird eine wesentliche Verbesserung der Fahrzeugperformance in Bezug auf Lebensdauerkosten, Masse, Aerodynamik, Akustik und ästhetischem Design erreicht.
  • In einer Ausführungsform ist die Stufe entlang der Außenkante der ersten Klappe als S-Schlags ausgeführt. Durch den S-Schlag wird die Fuge auf besonders einfache und robuste Weise verschlossen, um das Eindringen von Schmutz, Wasser und anderen Verunreinigungen in die Frontpartie des Schienenfahrzeugs zu verhindern. Auch erlaubt ein S-Schlag eine einfache Aufnahme der zweiten Klappe in der ersten Klappe in der geschlossenen Position. Durch die Verwendung eines S-Schlages an einer Klappe kann auch auf bewährte Formen der bisherigen Klappen zurückgegriffen werden. Das Ausbilden eines S-Schlags ermöglicht weiterhin auf einfache Weise die erfindungsgemäße Anordnung der Bugklappenanordnung in geöffnetem oder geschlossenem Zustand zu realisieren.
  • Gemäß einer hierin beschriebenen Ausführungsform kann das Maß, um das die Außenkantenbereiche der beiden Klappen in der zweiten Position überlappen, in etwa der Breite des Außenkantenbereichs entlang der Außenkante der ersten Klappe entsprechen, der eine Stufe aufweist. Dadurch wird eine einfache Geometrie und eine Platz sparende Ausgestaltung der überlappenden Bereiche ermöglicht. Weiterhin ist es dadurch möglich, den Bereich der Klappen außerhalb der Außenkantenbereiche beliebig zu formen, zum Beispiel anhand strömungstechnischer Betrachtungen. Wenn, wie in dieser Ausführungsform, die überlappenden Außenkantenbereiche nur auf Bereiche beschränkt sind, die in etwa der Stufe der ersten Klappe entsprechen, können die beiden Klappen abgesehen vom Außenkantenbereich ähnlich oder gleich geformt werden. Dies vereinfacht sowohl die Konstruktion als auch die Herstellung und ermöglicht dadurch eine kostengünstige Herstellung der erfindungsgemäßen Bugklappenanordnung.
  • In einer Ausgestaltung ist die Fuge in der zweiten Position ungefähr 10 mm bis ungefähr 150 mm gegenüber der Mittelfläche der Bugklappenanordnung versetzt. Dadurch können die beiden Klappen mit Ausnahme dieses Bereiches (der zum Beispiel den Außenkantenbereich umfassen kann) ähnlich ausgebildet werden, was Konstruktions- und Herstellungskosten verringert. Außerdem kann auf bestehende und bewährte Systeme zurückgegriffen werden, zumindest, was den Bereich außerhalb des Außenkantenbereichs der Klappen betrifft.
  • Die Stufe entlang der Außenkante der ersten Klappe ist erfindungsgemäß bezüglich der Mittelfläche versetzt, wenn die Bugklappenanordnung in der zweiten Position ist. Bezüglich der Mittelfläche kann der Überlapp der beiden Klappen gleich sein. Ist weiterhin möglich, dass der Überlapp der beiden Klappen bezüglich der Mittelfläche auch ungleichmäßig sein. Dadurch kann beispielsweise ausgeglichen werden, dass die typischerweise nach Innen weisende Stufe der ersten Klappe die Öffnungsweite gegenüber der ohne Stufe ausgebildeten zweiten Klappe leicht einschränkt. Im Ergebnis kann somit eine vollständig symmetrische Öffnungsweite erreicht werden.
  • Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform sind die erste Klappe und die zweite Klappe im Wesentlichen in horizontaler Richtung verschwenkbar und die Außenkanten der ersten Klappe und der zweiten Klappe verlaufen im Wesentlichen parallel zur Mittelfläche, wenn die Klappen in der zweite Position sind. Dadurch ist es möglich, eine einfache Kinematik mit einfacher Rotationsbewegung zu verwenden, was eine unkomplizierte, wenig fehleranfällige, und kostengünstige Ausgestaltung der Bugklappenanordnung ermöglicht. Weiterhin bietet diese Ausgestaltung etliche Möglichkeiten der Anordnung des Drehmechanismus im Bug des Schienenfahrzeugs, was die Variabilität bei der Konstruktion des Bugbereichs des Schienenfahrzeugs erhöht.
  • In einer Ausgestaltung der Bugklappenanordnung ist die erste Klappe um eine vertikale erste Achse verschwenkbar und die zweite Klappe ist um eine von der ersten Achse verschiedene vertikale zweite Achse verschwenkbar, wobei die erste Achse und die zweite Achse parallel zueinander angeordnet sind. Zum Beispiel können die erste Achse und die zweite Achse einen im Wesentlichen horizontalen Abstand von ungefähr 6 cm aufweisen. Dies ermöglicht, die beiden Bugklappenverschwenkmechanismen getrennt voneinander in den Bugbereich des Schienenfahrzeugs einzubauen. Dadurch werden mehr Gestaltungsfreiheiten für den Bugbereich geschaffen.
  • Bei einer weiteren Ausgestaltung der oben beschriebenen Bugklappe sind die erste Achse und die zweite Achse bezüglich der Mittefläche symmetrisch zueinander angeordnet. Dies begünstigt eine einfache und robuste Konstruktion des Bugbereichs des Schienenfahrzeugs. Außerdem wird dadurch die Planbarkeit bei der Gestaltung des Bugbereichs erhöht, da eine symmetrische Gestaltung der im Bugbereich untergebrachten Elemente möglich ist.
  • In einer Ausführungsform weisen die erste Klappe und die zweite Klappe in der ersten Position einen zur Mittelfläche symmetrischen Öffnungswinkel auf. Dies erlaubt, einen robusten Mechanismus zum Öffnen und Schließen der Klappen zu verwenden, der kostensparend für beide Klappen verwendet werden kann. Eine individuelle Anpassung des Mechanismus der Bugklappenanordnung zum Öffnen der Klappen ist nicht nötig.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird ein Schienenfahrzeug bereit gestellt, das eine Mittelfläche entlang einer Längsachse des Schienenfahrzeugs, ein Kupplungselement, und eine hierin beschriebenen Bugklappenanordnung aufweist, wobei die Bugklappenanordnung das Kupplungselement in der ersten Position freilegt und in der zweiten Position abdeckt.
  • In einer anderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs weist das Kupplungselement des Schienenfahrzeugs ein Führungshorn auf, das von der Bugklappenanordnung in der zweiten Position abgedeckt wird. Durch die oben beschriebene Ausgestaltung der Bugklappenanordnung und die symmetrische Öffnungsbreite können die Klappen länger in Richtung der Fahrzeuglängsachse ausgestaltet werden, als bei bisher bekannten Klappen. Dadurch wird es möglich, mit den Klappen auch das Führungshorn abzudecken. Dadurch wird die Aerodynamik des Schienenfahrzeugs wesentlich verbessert. Außerdem wird damit auch das Führungshorn abgedeckt, was in Bezug auf eindringenden Schmutz und Wasser vorteilhaft ist.
  • In einer anderen Ausgestaltung wird ein Verfahren zum Öffnen und/oder Schließen einer Bugklappenanordnung eines Schienenfahrzeugs beschrieben. Das Öffnen und/oder Schließen erfolgt durch Verschwenken einer ersten Klappe und einer zweiten Klappe um eine im Wesentlichen vertikale Achse, wobei jede Klappe an ihrem zur jeweils anderen Klappe weisenden Ende eine Außenkante aufweist. Erfindungsgemäß nimmt zum Schließen der Bugklappenanordnung die Außenkante der ersten Klappe die Außenkante der zweiten Klappe auf. Dabei überlappt ein Außenkantenbereich der ersten Klappe mit einem Außenkantenbereich der zweiten Klappe im Bereich einer zur vertikalen Achse parallelen Mittelfläche der Bugklappenanordnung so, dass eine Fuge, welche zwischen der ersten Klappe und zweiten Klappe nach dem Schließen ausgebildet ist, versetzt zur Mittelfläche der Bugklappenanordnung angeordnet ist. Beim Öffnen der Bugklappenanordnung wird durch jede der Außenkanten der beiden Klappen eine bezüglich der Mittelfläche symmetrische Öffnungsbreite bereitgestellt. Das Verfahren erlaubt eine einfache und zuverlässige Öffnung einer Bugklappenanordnung und verhindert gleichzeitig eine zur Fahrzeugmittelachse oder Mittelfläche asymmetrische Öffnungsbreite der beiden Klappen.
  • In einer Ausführungsform des hierin beschriebenen Verfahrens wird durch das Verschwenken der ersten Klappe und der zweiten Klappe ein Kupplungselement des Schienenfahrzeugs freigelegt und/oder abgedeckt. Durch das Abdecken des Kupplungselements werden das Kupplungselement und die Frontpartie des Schienenfahrzeugs vor eindringenden Verunreinigungen geschützt. Außerdem kann der Bugbereich gleichzeitig durch die Klappen strömungstechnisch vorteilhaft gestaltet werden. Dadurch, dass durch ein einfaches Verschwenken ein Kupplungselement des Schienenfahrzeugs freigelegt wird, werden komplizierte und fehleranfällige Konstruktionen für das Kupplungselement vermieden.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens werden die erste und zweite Klappe beim Öffnen und/oder Schließen jeweils mit einem bezüglich der Mittelfläche symmetrischen Öffnungswinkel verschwenkt. Dadurch kann ein robuster Mechanismus zum Öffnen und/oder Schließen der Klappen verwendet werden, der kostengünstig sowohl für die erste als auch für die zweite Klappe eingesetzt werden kann. Zudem erhöht sich die planerische Sicherheit bei der Gestaltung des Bugbereichs des Schienenfahrzeugs.
  • Mit dem oben geschilderten Ansatz werden zahlreiche Vorteile auf einfache Weise erzielt. Zum einen wird die Aerodynamik durch die Abdeckung des Führungshorns (und damit weniger herausstehende Teile als im Stand der Technik) verbessert. Durch die weniger herausstehenden frei umströmten Fahrzeugteile wird auch die Aeroakustik verbessert, was in Hinblick auf Lärmschutz besonders wichtig ist. Zum anderen wird auch die Ästhetik durch eine homogene Fahrzeugfront ohne herausstehende Fahrzeugteile ansprechender. Damit passt der Bugbereich des Schienenfahrzeugs besser zum restlichen Schienenfahrzeug.
  • Weiterhin wird durch die einfache und robuste Ausgestaltung der einzelnen Teile Kosten gespart und die Lebensdauer der entsprechenden Teile erhöht. Die einfach gehaltenen Komponenten der erfindungsgemäßen Bugklappe bedingt außerdem ein geringes Gesamtgewicht der Bugklappenanordnung und des Bugbereichs des Schienenfahrzeugs. Insgesamt werden durch die erfindungsgemäße Gestaltung der Bugklappenanordnung und der entsprechend frei zu gestaltenden Kupplung geringe Systemgesamtkosten erzeugt.
  • Die Erfindung kann in Schienenfahrzeugen, insbesondere Hochgeschwindigkeitsfahrzeugen, angewendet werden. Außerdem kann die Erfindung in jedem Schienenfahrzeug angewendet werden, das hinsichtlich der Gestaltung des Bugbereichs des Schienenfahrzeugs mit Bauraumkonflikten konfrontiert ist.
    • Figuren
  • Die beiliegenden Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsformen und dienen zusammen mit der Beschreibung der Erläuterung der Prinzipien der Erfindung. Die Elemente der Zeichnungen sind relativ zueinander und nicht notwendigerweise maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen ähnliche Teile.
    • Figur 1 zeigt eine Bugklappenanordnung des Stands der Technik in geschlossenem Zustand.
    • Figur 2 zeigt eine Bugklappenanordnung des Stands der Technik in geöffnetem Zustand.
    • Figur 3 zeigt eine Bugklappenanordnung in geschlossenem Zustand gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
    • Figur 4 zeigt eine Bugklappenanordnung in geöffnetem Zustand gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
    • Figur 5 zeigt einen Ausschnitt eines Bugbereichs eines Schienenfahrzeugs des Stands der Technik mit geschlossener Bugklappenanordnung.
    • Figur 6 zeigt einen Ausschnitt eines Bugbereichs eines Schienenfahrzeugs des Stands der Technik mit geöffneter Bugklappenanordnung.
    • Figur 7 zeigt einen Ausschnitt eines Bugbereichs eines Schienenfahrzeugs mit geschlossener Bugklappenanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
    • Figur 8 zeigt einen Ausschnitt eines Bugbereichs eines Schienenfahrzeugs mit geöffneter Bugklappenanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
    Ausführungsbeispiele
  • Nachfolgend wird eine Bugklappenanordnung gemäß einer Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, die es ermöglicht, eine symmetrische Öffnungsbreite und genügend Raum für die Unterbringung eines Führungshorns bereit zu stellen. Dies wird durch eine geometrische und konstruktive Maßnahme erwirkt, die im Folgenden beispielhaft in den Figuren beschrieben ist.
  • Figur 1 zeigt eine im Stand der Technik bekannte Bugklappenanordnung 100 eines (nicht gezeigten) Schienenfahrzeugs in geschlossenem Zustand. Die Bugklappenanordnung 100 weist eine erste Klappe 110 und eine zweite Klappe 120 auf. An der ersten Klappe 110 befindet sich entlang der Außenkante ein sogenannter S-Schlag 140.
  • Die in Figur 1 gezeigte Ansicht der Bugklappenanordnung 100 des Stands der Technik zeigt weiterhin eine Mittelfläche 160 der Bugklappenanordnung, welche in einem Beispiel die Fahrzeuglängsachse 160 des Schienenfahrzeugs enthalten kann. Außerdem ist in der Figur 1 noch eine Rotationsachse 130 dargestellt, die sich vertikal erstreckt und um die die Klappen 110 und 120 rotieren können, und somit auseinander geschwenkt werden können. Die Klappen 110 und 120 bedecken in geschlossenem Zustand ein Kupplungselement (in dieser Ansicht nicht gezeigt) des Schienenfahrzeugs. Außerdem zeigt die Figur 1 eine Fuge 150, die zwischen der ersten Klappe 110und zweiten Klappe 120 in der geschlossenen Position ausgebildet ist. An der Fuge 150 schließen die Klappen 110 und 120 die Bugklappenanordnung.
  • Figur 2 zeigt die Bugklappenanordnung 100 des Stands der Technik in einer geöffneten Position, welche durch die Rotation der Klappen 110 und 120 um die Rotationsachse 130 erreicht wird. Die Bugklappen 110 und 120 weisen, wie in den Abschnitten 181 und 182 gesehen werden kann, eine unterschiedliche Öffnungsbreite auf. Die zumindest im Außenkantenbereich der Klappen asymmetrische Ausgestaltung der Klappen führt zu unterschiedlichen Öffnungsbreiten. Werden diese im Außenkantenbereich asymmetrisch ausgebildeteten Klappen beim Öffnen der Bugklappenanordnung synchron mit dem gleichen Öffnungswinkel verschwenkt, ergibt sich eine Differenz zwischen dem freigelegten Raum auf der Seite der mit der Stufe ausgestatteten Klappe und dem freigelegten Raum auf der Seite der anderen Klappe.
  • Zur besseren Darstellung ist eine virtuelle Linie 170 in Figur 2 eingezeichnet, die die Differenz zwischen der Öffnungsbreite der ersten Klappe 110 und der Öffnungsbreite der zweiten Klappe 120 verdeutlicht. Die Klappen sollen jedoch so weit öffnen, dass die maximalen Ausschläge des Kupplungselements zu keiner Kollision von Kupplungselement und geöffneter Außenkante der Klappe führt. Wie im Ausschnitt 182 gesehen werden kann, erlaubt die Klappe 120 ohne S-Schlag vergleichsweise viel Freiraum und die Klappe 120 mit S-Schlag vergleichsweise wenig Freiraum. Durch die unterschiedlichen Öffnungsbreiten müsste, um eine an beiden Seiten ausreichende Öffnungsbreite zu gewährleisten, ein großer Öffnungswinkel bereit gestellt werden, was zu einer komplizierten Kinematik und/oder zu einem Platzproblem im Bugbereich des Schienenfahrzeugs führt.
  • Die derzeitige Ausgestaltung der Bugklappenanordnungen von Schienenfahrzeugen erlaubt also keine identische Öffnungsbreite auf jeder Seite der Bugklappe. Die Öffnungsbreite kann im Stand der Technik durch weitere Klappen erweitert werden, was sich jedoch nachteilig auf den Platz in der Frontpartie des Schienenfahrzeugs, auf die Kosten für die Bugklappe und die Robustheit des Mechanismus auswirkt. Zwar bieten diese Ansätze des Stands der Technik (wie zum Beispiel oben erläutert) eine gewisse Verbreiterung des geöffneten Raumes und erlauben damit eine größere Variabilität bei der Auslenkung eines freigelegten Kupplungselements, jedoch sind diese sehr aufwendig und kostenintensiv.
  • Figuren 3 und 4 zeigen eine Bugklappenanordnung 200 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einer ersten Position, das heißt in einem geöffneten Zustand (Figur 4) und in einer zweiten Position, das heißt in einem geschlossenen Zustand (Figur 3). Die Bugklappenanordnung 200 umfasst eine erste Klappe 210 und eine zweite Klappe 220 auf, die jeweils eine Außenkante 215, beziehungsweise 225 aufweisen. Entlang der Außenkante 215 der ersten Klappe 210 ist eine Stufe 240 ausgebildet, die in einer Ausführungsform ein S-Schlag sein kann. In einer Ausführungsform kann der S-Schlag eine Breite in horizontaler Richtung von ungefähr 3 cm bis ungefähr 10 cm, bevorzugt von ungefähr 5 cm bis ungefähr 8 cm, und besonders bevorzugt ungefähr 5 cm einnehmen.
  • Der herein beschriebene S-Schlag soll generell als eine S-förmige Gestaltung der Außenkante verstanden werden, die in einer horizontalen Schnittansicht der ersten Klappe sichtbar wird. Die Gestaltung der ersten Klappe entlang der Außenkante kann auch vereinfacht ausgedrückt eine Stufe enthalten, die, wie in den Bildern gezeigt, in einer horizontalen Schnittansicht sichtbar ist.
  • Generell wird der hierin verwendete Begriff "Außenkante" einer Klappe für die der jeweils anderen Klappe zugewandte Kante verwendet. Die Außenkante kann ferner als die Kante beschrieben werden, die in geöffneten Zustand nach außen ragt und somit die Öffnungsbreite in Bezug auf eine Mittelfläche der Bugklappenanordnung definiert. Der Begriff "Außenkantenbereich" einer Klappe soll verstanden werden als der Bereich oder die Fläche der Klappe, der sowohl die Außenkante selbst, als auch den unmittelbar daran angrenzenden Bereich der Klappe enthält. Zum Beispiel kann der Außenkantenbereich der Klappe ungefähr 2% bis ungefähr 10%, vorzugsweise ungefähr 4% bis ungefähr 8%, und besonders bevorzugt ungefähr 5% der gesamten Klappenbreite in horizontaler Richtung umfassen.
  • Die in den Figuren gezeigte Mittelfläche 260 des Schienenfahrzeugs kann die Fahrzeuglängsachse des Schienenfahrzeugs enthalten. In einer Ausführungsform kann die Mittelfläche im Wesentlichen eine Symmetriefläche der Bugklappenanordnung und/oder des Schienenfahrzeugs sein. Sowohl die Längsachse des Schienenfahrzeugs als auch die Mittelfläche können als im Wesentlichen parallel zur vertikalen Rotationsachse der Bugklappenanordnung beschrieben werden. Der hierin verwendete Begriff "im Wesentlichen" bedeutet, dass auch eine gewisse Abweichung von der Eigenschaft, die mit "im Wesentlichen" beschrieben wird, von der Beschreibung umfasst wird. Zum Beispiel kann der Begriff "im Wesentlichen parallel" bedeuten, dass die mit diesem Begriff bezeichneten Elemente um einige Prozent von der streng mathematischen Definition des Begriffes "parallel" abweichen können. Zum Beispiel kann "im Wesentlichen parallel" eine Abweichung von 1°-10° von der parallelen Position beinhalten. Dasselbe gilt für Bezeichnungen wie "im Wesentlichen vertikal" oder "im Wesentlichen horizontal".
  • Wie in den Figuren 3 und 4 gesehen werden kann, überlappen der Außenkantenbereich der ersten Klappe 210 und der Außenkantenbereich der zweiten Klappe 220 jeweils in der geschlossenen Position. Die erste Klappe 210 und die zweite Klappe 220 überlappen im Wesentlichen im Bereich der Mittelfläche 260 der Bugklappenanordnung 200. Typischerweise überlappen die Außenkantenbereiche der ersten Klappe 210 und der zweiten Klappe 220 so, dass die Fuge 250 versetzt zur Mittelfläche 260 der Bugklappenanordnung 200 angeordnet ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann die Fuge 250 dabei in Bezug auf die Mittelfläche 260 um ungefähr 5 mm bis ungefähr 200 mm, bevorzugt um ungefähr 10 mm bis ungefähr 180 mm, und besonders bevorzugt um ungefähr 10 mm bis ungefähr 150 mm versetzt sein. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Fuge 250 in Bezug auf die Mittelfläche 260 um ungefähr 2% bis 10%, bevorzugt um ungefähr 3% bis ungefähr 8%, und besonders bevorzugt um ungefähr 5% der Breite des Fahrzeugrahmens versetzt sein.
  • Figur 4 zeigt, dass bei der Bugklappenanordnung 200 gemäß einer Ausführungsform die erste Klappe 310 und die zweite Klappe 320 beim Verschwenken um die Achse 230 getrennt werden. Außerdem weisen die Außenkanten 215, 225 in der geöffneten (also ersten) Position eine bezüglich der Mittelfläche 260 symmetrische Öffnungsbreite 271, 272 auf. Die Öffnungsbreite soll dabei verstanden werden als die Breite in horizontaler Richtung, die von einer der Klappen durch die Drehung um die vertikale Achse 230 in der geöffneten Position freigelegt wird, und zwar gemessen als Abstand zwischen der Mittelfläche 260 und der jeweiligen Außenkante der Klappe. So ist die Öffnungsbreite 271 der ersten Klappe 210 definiert als der Abstand von der Mittelfläche 260 zur Außenkante 215, und die Öffnungsbreite 272 der zweiten Klappe 220 ist definiert als der Abstand von der Mittelfläche 260 zur Außenkante 225.
  • In Figur 5 sind ein Bugklappensystem 300 des Stands der Technik und ein Kupplungselement 380 des Schienenfahrzeugs gezeigt. Im geschlossenen Zustand sieht man die Fuge 350, die im Wesentlichen auf der Mittelfläche 360 liegt. Figur 6 zeigt die Bugklappenanordnung 300 im geöffneten Zustand, wobei das Kupplungselement 380 in der jeweils maximal ausgelenkten Position gezeigt wird. Die Öffnungsbreite wird durch den Freiraum des ausgelenkten Kupplungselements zur Außenkante der Klappe begrenzt. Die Ausschnitte 381 und 382 verdeutlichen die oben beschriebene Problematik des zu groß dimensionierten Freiraums der geöffneten, zweiten Klappe 320 und des zu gering vorhandenen Freiraums der geöffneten, ersten Klappe 310 in dem Bugklappensystem des Stands der Technik.
  • Die Figuren 7 und 8 zeigen eine Bugklappenanordnung 400 gemäß einer Ausführungsform mit einem Kupplungselement 480 des (nicht gezeigten) Schienenfahrzeugs. Die Außenkantenbereiche der beiden Klappen 410 und 420 überlappen in der in Bezug auf die Figuren 3 und 4 beschriebenen Weise. Typischerweise können die Außenkanten 415 und 425 der Klappen 410 und 420 dabei jeweils über die Mittelfläche 460 hinaus ragen.
  • Figur 8 zeigt die Bugklappenanordnung 400 in geöffnetem Zustand, wobei das Kupplungselement 480 in den maximalen Ausschlägen auf beiden Seiten abgebildet ist. Die durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ermöglichte symmetrische Öffnungsbreite der ersten Klappe 410 und der zweiten Klappe 420 bei symmetrischem Öffnungswinkel verhindert, dass Raum auf der Seite der zweiten Klappe 420 verschwendet wird, und verhindert gleichzeitig die Kollisionsgefahr der ersten Klappe 410 mit dem Kupplungselement 480. Im Gegensatz zu den Bildausschnitten 381 und 382 in der Figur 6 zeigen die Bildausschnitte 481 und 482 in Figur 8 eine symmetrische Öffnungsbreite trotz asymmetrischer Ausgestaltung der Außenkantenbereiche der beiden Klappen.
  • Durch die oben beschriebenen Ausführungsformen ist es möglich, die Bugklappen in Fahrzeuglängsachsenrichtung länger zu gestalten, wodurch das Verdecken des Führungshorns ermöglicht wird. Außerdem kann beim Freilegen des Kupplungselements ein kleinerer Öffnungswinkel gewählt werden, was eine platzsparende Ausgestaltung des Bugbereichs des Schienenfahrzeugs begünstigt.
  • Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können beliebig miteinander kombiniert werden.
  • Wenngleich hierin spezifische Ausführungsformen dargestellt und beschrieben worden sind, liegt es im Rahmen der vorliegenden Erfindung, die gezeigten Ausführungsformen geeignet zu modifizieren, ohne vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die nachfolgenden Ansprüche stellen einen ersten, nicht bindenden Versuch dar, die Erfindung allgemein zu definieren.
    • Bezugszeichenliste
    • 100
    Bugklappenanordnung des Stands der Technik
    110
    erste Klappe
    115
    Außenkante der ersten Klappe
    120
    zweite Klappe
    125
    Außenkante der zweiten Klappe
    130
    Rotationsachse
    140
    S-Schlag
    150
    Fuge
    160
    Mittelfläche
    170
    virtuelle Linie
    181
    Bildausschnitt
    182
    Bildausschnitt
    200
    Bugklappenanordnung
    210
    erste Klappe
    215
    Außenkante der ersten Klappe
    220
    zweite Klappe
    225
    Außenkante der zweiten Klappe
    230
    Rotationsachse
    240
    Stufe
    250
    Fuge
    260
    Mittelfläche
    271
    Öffnungsbreite der ersten Klappe
    272
    Öffnungsbreite der zweiten Klappe
    300
    Bugklappenanordnung des Stands der Technik
    310
    erste Klappe
    320
    zweite Klappe
    330
    Rotationsachse
    340
    S-Schlag
    350
    Fuge
    360
    Mittelfläche
    380
    Kupplungselement
    381
    Bildausschnitt
    382
    Bildausschnitt
    400
    Bugklappenanordnung
    410
    erste Klappe
    415
    Außenkante der ersten Klappe
    420
    zweite Klappe
    425
    Außenkante der zweiten Klappe
    430
    Rotationsachse
    440
    Stufe
    450
    Fuge
    460
    Mittelfläche
    480
    Kupplungselement
    481
    Bildausschnitt
    482
    Bildausschnitt

Claims (13)

  1. Bugklappenanordnung (200; 400) für ein Schienenfahrzeug, umfassend:
    eine erste Klappe (210; 410) und eine zweite Klappe (220; 420), die jeweils um eine im Wesentlichen vertikale Achse (230; 430) zwischen einer ersten Position, in welcher die Bugklappenanordnung (200; 400) in einer Betriebsstellung geöffnet ist und in welcher die Klappen (210; 410; 220; 420) voneinander getrennt sind, und einer zweiten Position, in welcher die Bugklappenanordnung (200; 400) geschlossen ist, verschwenkbar sind, wobei jede Klappe (210; 220; 410; 420) eine Außenkante (215; 225; 415; 425) an ihrem zur jeweils anderen Klappe weisenden Ende aufweist, und die erste Klappe (210; 410) in einem Außenkantenbereich entlang ihrer Außenkante eine Stufe (240; 440) aufweist, um die zweite Klappe (220; 420) mit ihrer Außenkante (225; 425) in der zweiten Position aufzunehmen; und
    eine Fuge (250; 450), welche zwischen der ersten Klappe (210; 410) und der zweiten Klappe (220; 420) in der zweiten Position ausgebildet ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Außenkantenbereich der ersten Klappe mit einem Außenkantenbereich der zweiten Klappe im Bereich einer zur vertikalen Achse (230; 430) parallelen Mittelfläche (260; 460) der Bugklappenanordnung (200; 400) in der zweiten Position so überlappt, dass die Fuge versetzt zur Mittelfläche (260; 460) der Bugklappenanordnung (200; 400) angeordnet ist; und
    dass die Außenkanten (215; 225; 415; 425) der ersten und zweiten Klappe in der ersten Position eine bezüglich der Mittelfläche (260; 460) weitgehend symmetrische Öffnungsbreite (271; 272) aufweisen.
  2. Bugklappenanordnung nach Anspruch 1, wobei die Stufe (240; 440) in Form eines S-Schlags ausgeführt ist.
  3. Bugklappenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Maß, um das die Außenkantenbereiche der beiden Klappen (210; 220; 410; 420) in der zweiten Position überlappen, etwa der Breite des Außenkantenbereichs entlang der Außenkante (215; 415) der ersten Klappe (210; 410) entspricht, der eine Stufe (240; 440) aufweist.
  4. Bugklappenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Fuge in der zweiten Position ungefähr 10 mm bis ungefähr 150 mm gegenüber der Mittelfläche der Bugklappenanordnung versetzt ist.
  5. Bugklappenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste Klappe (210; 410) und die zweite Klappe (220; 420) im Wesentlichen in horizontaler Richtung verschwenkbar sind und die Außenkanten (215; 225;415; 425) der ersten Klappe (210; 410) und der zweiten Klappe (220; 420) im Wesentlichen parallel zur Mittelfläche verlaufen, wenn die Klappen in der zweite Position sind.
  6. Bugklappenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste Klappe (210; 410) um eine vertikale erste Achse verschwenkbar ist und die zweite Klappe (220; 420) um eine von der ersten Achse verschiedene vertikale zweite Achse verschwenkbar ist, wobei die erste Achse und die zweite Achse im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.
  7. Bugklappenanordnung nach Anspruch 6, wobei die erste und die zweite Achse bezüglich der Mittefläche symmetrisch zueinander angeordnet sind.
  8. Bugklappenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste Klappe und die zweite Klappe in der ersten Position einen zur Mittelfläche symmetrischen Öffnungswinkel aufweisen.
  9. Schienenfahrzeug mit einer Mittelfläche (260; 460) entlang einer Längsachse des Schienenfahrzeugs, einem Kupplungselement (480), und einer Bugklappenanordnung (200; 400) nach einem der vorangehenden Ansprüche, die das Kupplungselement (480) in der ersten Position freilegt und in der zweiten Position abdeckt.
  10. Schienenfahrzeug nach Anspruch 9, wobei das Kupplungselement (480) weiterhin ein Führungshorn aufweist, das von der Bugklappenanordnung (200; 400) in der zweiten Position abgedeckt wird.
  11. Verfahren zum Öffnen und/oder Schließen einer Bugklappenanordnung (200; 400) eines Schienenfahrzeugs durch Verschwenken einer ersten Klappe (210; 410) und einer zweiten Klappe (220; 420) um eine im Wesentlichen vertikale Achse (230; 430), wobei jede Klappe (210; 410; 220; 420) an ihrem zur jeweils anderen Klappe weisenden Ende eine Außenkante (215; 225; 415; 425) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    zum Schließen der Bugklappenanordnung (200; 400) die Außenkante (215; 415) der ersten Klappe (210; 410) die Außenkante (225; 425) der zweiten Klappe (220; 420) aufnimmt, und ein Außenkantenbereich der ersten Klappe mit einem Außenkantenbereich der zweiten Klappe im Bereich einer zur vertikalen Achse (230; 430) parallelen Mittelfläche (260; 460) der Bugklappenanordnung (200; 400) so überlappt, dass eine Fuge (250; 450), welche zwischen der ersten Klappe (210; 410) und zweiten Klappe (220; 420) nach dem Schließen ausgebildet ist, versetzt zur Mittelfläche (260; 460) der Bugklappenanordnung (200; 400) angeordnet ist; und
    dass beim Öffnen der Bugklappenanordnung durch jede der Außenkanten (215; 415; 225; 425) der beiden Klappen (210; 410; 220; 425) eine symmetrische Öffnungsbreite (271; 272) bezüglich der Mittelfläche(260; 460) bereitgestellt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei durch das Verschwenken der ersten Klappe (210; 410) und der zweiten Klappe (410; 420) ein Kupplungselement (480) des Schienenfahrzeugs freigelegt und/oder abgedeckt wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei die erste und zweite Klappe beim Öffnen und/oder Schließen jeweils mit einen bezüglich der Mittelfläche symmetrischen Öffnungswinkel verschwenkt werden.
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