EP4387882A1

EP4387882A1 - Schienenfahrzeug für regionalverkehr

Info

Publication number: EP4387882A1
Application number: EP22797761.8A
Authority: EP
Inventors: Benno Schiefer
Original assignee: Siemens Mobility GmbH
Current assignee: Siemens Mobility GmbH
Priority date: 2021-11-03
Filing date: 2022-10-04
Publication date: 2024-06-26
Also published as: DE102021212354A1; WO2023078621A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug für Regionalverkehr, mit einem Untergestell (2), dessen Stirnseite eine Anbindungsplatte (6) aufweist, die zur Ausbildung eines Lagers (5) einer Kupplung (4) vorgesehen ist und im Wesentlichen vertikal zu einer Längsachse des Schienenfahrzeugs verläuft, wobei ein Ende einer Kupplungsstange (7) der Kupplung (4) durch eine zentrale Öffnung der Anbindungsplatte (6) hindurchverläuft und in dem Lager (5) gehalten ist, wobei an einer Außenseite der Anbindungsplatte (6) ein plattenförmiges Verkleidungselement (8; 12) angeordnet ist, das zu der Anbindungsplatte (6) in einem derartigen Winkel steht, dass horizontal in Richtung auf die Montageplatte anströmende Luft umgelenkt wird, sowie eine Ausnehmung (9) zum berührungsfreien Durchtritt der Kupplungsstange (7) aufweist.

Description

Beschreibung

Schienenfahrzeug für Regionalverkehr

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schienenfahrzeug für Regionalverkehr nach dem Oberbegri f f von Anspruch 1 .

Danach ist ein Schienenfahrzeug für Regionalverkehr bekannt , mit einem Untergestell , dessen Stirnseite eine Anbindungsplatte aufweist , die zur Ausbildung eines Lagers einer Kupplung vorgesehen ist und im Wesentlichen vertikal zu einer Längsachse des Schienenfahrzeugs verläuft , wobei ein Ende einer Kupplungsstange der Kupplung durch eine zentrale Öf fnung der Anbindungsplatte hindurchverläuft und in dem Lager gehalten ist et .

Insbesondere in dem Fall , wenn die Kupplung am Bug des Schienenfahrzeugs angeordnet ist , liegt sie of fen in einer Aussparung (Kupplungsmaul ) im Kupplungsvorbau . Die vertikal angeordnete Anbindungsplatte für die Kupplung bildet mit zunehmender Betriebsgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs eine Angri f fs fläche , die zu einem erheblichen Fahrwiderstand führt . Insbesondere bei höherer Geschwindigkeit strömt die von dem Schienenfahrzeug verdrängte Luft in die Aussparung für die Kupplung, staut sich an besagter Anbindungsplatte an und ruft somit einen ungünstig hohen Fahrwiderstand hervor .

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde , den Anbindungsbereich der Kupplung bei einem Schienenfahrzeug der eingangs genannten Art derart zu gestalten, dass sich ein aerodynamisch günstigeres Verhalten im Fährbetrieb des Schienenfahrzeugs ergibt .

Diese Aufgabe wird bei dem bekannten Fahrzeug dadurch gelöst , dass an einer Außenseite der Anbindungsplatte ein plattenförmiges Verkleidungselement angeordnet ist , das zu der Anbindungsplatte in einem derartigen Winkel steht , dass hori zontal in Richtung auf die Montageplatte anströmende Luft umgelenkt wird, sowie eine Ausnehmung zum berührungs freien Durchtritt der Kupplungsstange aufweist .

In dieser Weise bewirkt das vorgesehene Verkleidungselement eine geeignete Umleitung der in die Aussparung im Kupplungsvorbau einströmenden Luft , so dass diese nicht mehr senkrecht auf die Anbindungsplatte tri f ft . Dies führt zu einer wesentlichen Verminderung des Fahrwiderstandes , der im Bereich der Kupplungsanbindung des Schienenfahrzeugs auf tritt .

Das plattenförmige Verkleidungselement verläuft bevorzugt von außen in Richtung auf die Anbindungsplatte von oben nach unten . Dies hat den Vorteil , dass in die Aussparung der Kupplungsanbindung geratene Luft nach unten abgelenkt wird und an einer Unterseite des Schienenfahrzeugs abströmen kann . Das plattenförmige Verkleidungsteil kann aus einem Blech gebildet sein, aber ggf . auch in Form einer eine GFK-Schale oder eines anderen geeignet geformten Verbundstof fes vorliegen . Wesentlich ist , dass es am Einbauort stabil verbaubar ist und den Belastungsanforderungen genügt .

In einer Aus führungs form kann das plattenförmige Verkleidungselement flach ausgebildet sein . Es verläuft somit schräg in einem Winkel zu der vertikal angeordneten Anbindungsplatte , beispielsweise in einem Winkel von 30 ° bis 60 ° .

In einer weiteren Aus führungs form kann das plattenförmige Verkleidungselement allgemein S- förmig gekrümmt sein so dass das plattenförmige Verkleidungsteil bevorzugt in Richtung auf die Anbindungsplatte zunächst bis zum Erreichen der Kupplungsstange konvex und nach Passieren der Kupplungsstange konkav gekrümmt ist , und zwar unter Einhaltung einer Krümmungsstetigkeit zu angrenzenden Bauteilen . Ein größter Winkel des plattenförmigen Verkleidungselements zur Kupplungsstange kann unmittelbar im Bereich der Kupplungsstange vorliegen, so dass ein Abstand zu der benachbarten Anbindungsplatte möglichst gering ist . Das plattenförmige Verkleidungselement kann bevorzugt am Untergestell des Schienenfahrzeugs befestigt sein . Insbesondere ist es vorteilhaft , wenn das plattenförmige Verkleidungselement in einer zur Aufnahme eines Kupplungsabschnitts vorgesehenen Aussparung (Kupplungsmaul ) des Kupplungsvorbaus des Schienenfahrzeugs angeordnet und an dem Kupplungsvorbau oder auch an einem vorgesehenen Crashmodul befestigt ist .

Eine weitere Verminderung des Fahrwiderstandes kann dadurch erreicht werden, dass eine Abdeckplatte vorgesehen ist , die in einem Abstand zu einer Außenseite des plattenförmigen Verkleidungselementes angeordnet und zum Abdecken eines umlaufenden Spaltes zwischen der Kupplungsstange und dem Verkleidungselement im Bereich von dessen Ausnehmung dimensioniert ist .

In dieser Weise wird der Spalt zwischen Kupplungsstange und Verkleidungselement wirksam abgedeckt , so dass auch durch diesen Spalt keine einen Fahrwiderstand des Schienenfahrzeugs erhöhende Luft auf eine Fläche des Untergestells prallen kann .

Die Abdeckplatte kann alternativ an der Kupplungsstange oder in der Art einer Kassettenführung an dem Verkleidungselement angebracht sein .

Aus führungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen noch näher erläutert . Es zeigen :

Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines Kupplungsvorbaus eines Schienenfahrzeugs mit frei liegender Anbindungsplatte für eine Kupplung,

Figuren 2 bis 4 verschiedene perspektivische Ansichten des Kupplungsvorbaus eines Schienenfahrzeugs nach Fig . 1 , ergänzt um ein Verkleidungsele- ment zur Verbesserung der aerodynamischen Eigenschaften in einer ersten Aus führungsform,

Figur 5 eine hori zontale Schnittansicht des Kupplungsvorbaus eines Schienenfahrzeugs nach Fig . 1 , ergänzt um ein Verkleidungselement zur Verbesserung der aerodynamischen Eigenschaften in einer zweiten Aus führungs form, und

Figuren 6 bis 8 verschiedene perspektivische Ansichten des Kupplungsvorbaus eines Schienenfahrzeugs nach Fig . 1 , ergänzt um ein Verkleidungselement zur Verbesserung der aerodynamischen Eigenschaften in einer dritten Aus führungsform .

Figur 1 zeigt gemäß einer ersten Aus führungs form der Erfindung einen Kupplungsvorbau 1 eines Schienenfahrzeugwagens , wobei der Kupplungsvorbau 1 hori zontal an ein Untergestell 2 des Schienenfahrzeugs angesetzt ist , und zwar in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs . Der Kupplungsvorbau 1 zeigt eine großdimensionierte Aussparung 3 , die zur Aufnahme einer Kupplung 4 dient . Die Kupplung 4 ist mittels eines Lagers 5 an einer Anbindungsplatte 6 befestigt , die vertikal zu einer Längsachse des Schienenfahrzeugs verläuft .

Die Anbindungsplatte 6 weist eine zentrale Öf fnung auf , durch die ein in dem Lager 5 gehaltenes Ende einer Kupplungsstange 7 der Kupplung 4 hindurchverläuft . Das Lager 5 gestattet Winkelauslenkungen der Kupplungsstange 7 , wie sie im Betrieb eines Schienenfahrzeugs auftreten können, z . B . bei Nick- , Gier- und Wankbewegungen des Schienenfahrzeugwagens gegenüber einem daran gekuppelten weiteren Schienenfahrzeugwagen .

Die Figuren 2 bis 4 zeigen in einer ersten Aus führungs form der Erfindung den Kupplungsvorbau 1 des Schienenfahrzeugs in einer aerodynamisch verbesserten Form . Vorgesehen ist ein plattenförmiges Verkleidungselement 8 , das von außen in horizontaler Richtung auf die Anbindungsplatte 6 schräg von oben nach unten verläuft , so dass das Verkleidungselement 8 einen schrägen Winkel von 30 ° bis 60 ° , bevorzugt 45 ° , zur Anbindungspatte 6 bildet . Durch die gewählte Anordnung des Verkleidungselementes 8 im Raum wird in die Aussparung 3 gelangende Luft nach unten abgelenkt und strömt nach Verlassen der Aussparung 3 an einer Unterseite des Schienenfahrzeugs entlang in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs ab . Dies hat zur Folge , dass ein Fahrwiderstand eines Anbindungsbereichs der Kupplung 4 am Untergestell 2 gering ist . In der dargestellten Aus führungs form der Figuren 2 bis 4 ist das Verkleidungselement flach ausgebildet , d . h . es weist keinerlei Krümmung auf .

Wie Figur 2 zudem zu entnehmen ist , zeigt das Verkleidungselement 8 eine Ausnehmung 9 zum berührungs freien Durchtritt der Kupplungsstange 7 . Aufgrund dessen ergibt sich ein Spalt 10 zwischen einer Umfangs fläche der Kupplungsstange 7 und einem Rand der Ausnehmung 9 . Dieser Spalt ist dermaßen bemessen, dass erforderliche Auslenkungsbewegungen der Kupplungsstange 7 störungs frei von Statten gehen können .

Das Verkleidungselement 8 ist mit seinen umlaufenden Rändern an dem Kupplungsvorbau 1 befestigt . Das Verkleidungselement 8 kann direkt an einem vorgesehenen Crashmodul und im Bereich von Puf ferhörnern verschraubt sein .

Zur weiteren Verbesserung der aerodynamischen Eigenschaften des Anbindungsbereichs für die Kupplung 4 ist , wie Figur 3 zeigt , eine Abdeckplatte 11 vorgesehen, die an einer Umfangsfläche der Kupplungsstange 7 befestigt ist und somit den Bewegungen der Kupplungsstange 7 folgt . Die Abdeckplatte 11 erstreckt sich in radialer Richtung der Kupplungsstange 7 derart , dass der dahinter liegende Spalt 10 zwischen Kupplungsstange 7 und Verkleidungsteil 8 auch bei gegenüber einer Ausgangsposition der Kupplungsstange 7 in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs ausgelenkten Positionen der Kupplungsstange 7 zuverlässig abgedeckt ist . Dieses vermindert die Möglichkeit , dass Luft durch den Spalt 10 hindurchtritt und eine Vergrößerung des Fahrwiderstands nach sich zieht . Die Abdeckplatte 11 ist in einem Abstand zur Außenseite des plattenförmigen Verkleidungselements 8 angeordnet .

Die anhand von Figur 5 veranschaulichte zweite Aus führungform der Erfindung unterscheidet sich von ersten Aus führungs form durch die Art der Befestigung der Abdeckplatte 11 . Diese ist in der Art einer Kassettenführung 13 an dem Verkleidungselement 8 angebracht , und zwar mit Spiel in Querrichtung der Kupplungsstange 7 . Auf seiner Aussenseite , in radialer Richtung ausgehend von der Ausnehmung 9 , zeigt das Verkleidungselement 8 eine umlaufende Führungsnut 14 , in die ein umlaufender Führungssteg 15 der Abdeckplatte 11 derart eingrei ft , dass Bewegungen der Abdeckplatte 11 im Wesentlichen senkrecht zur Kupplungsstange 7 ermöglicht sind .

Die Figuren 6 bis 8 veranschaulichen eine dritte Aus führungsform der Erfindung, insbesondere die aerodynamisch verbesserte Gestaltung des Anbindungsbereiches der Kupplung 4 . Während das Verkleidungselement 8 aus den Figuren 2 bis 5 flach ausgeführt ist , ist nach der dritten Aus führungs form vorgesehen, dass ein Verkleidungselement 12 eine gewölbte Form aufweist . Auch das Verkleidungselement 12 , das krümmungsstetig gewölbt ist , verläuft von außen in hori zontaler Richtung auf die Anbindungsplatte 6 von oben nach unten . Dabei ist das plattenförmige Verkleidungselement 8 allgemein S- förmig gekrümmt , so dass das plattenförmige Verkleidungsteil 8 in Richtung auf die Anbindungsplatte 6 zunächst bis zum Erreichen der Kupplungsstange 7 konvex und nach Passieren der Kupplungsstange 7 konkav gekrümmt ist , bis das plattenförmige Verkleidungselement 12 am unteren Rand der Anbindungsplatte 6 an das Untergestell 2 stößt .

Ein größter Winkel des plattenförmigen Verkleidungselements 8 zur Kupplungsstange 7 kann unmittelbar im Bereich der Kupp- lungsstange vorliegen, so dass ein Abstand zu der benachbarten Anbindungsplatte möglichst gering ist .

Wiederum wird in die Aussparung 3 gelangende Luft im Betrieb des Schienenfahrzeugs nach unten abgelenkt und somit der Fahrwiderstand gegenüber dem Fall , dass kein Verkleidungselement vorhanden ist , deutlich verändert .

Die zweite Aus führungs form unterscheidet sich von der ersten insbesondere dadurch, dass die Ausnehmung 9 aufgrund der gewählten Wölbung des plattenförmigen Verkleidungselementes 12 näher an der Anbindungsplatte 6 und dem Lager 5 liegt . Dies hat zur Folge , dass die Ausnehmung 9 flächenmäßig geringer bemessen werden kann, wenn die zweite Aus führungs form realisiert ist .

Je weiter ein Durchstoßpunkt der Kupplungsstange in Richtung auf die Anbindungsplatte 6 verschoben ist , erzeugt ein Ausschlagskegel der Kupplungsstange 7 eine immer kleinere Ausnehmung 9 . Zudem ist lediglich eine Kollisions freiheit der Kupplungsstange 7 und nicht die eines breiten Kupplungskopfes sicherzustellen .

Claims

8 Patentansprüche

1. Schienenfahrzeug für Regionalverkehr, mit einem Untergestell (2) , dessen Stirnseite eine Anbindungsplatte (6) aufweist, die zur Ausbildung eines Lagers (5) einer Kupplung (4) vorgesehen ist und im Wesentlichen vertikal zu einer Längsachse des Schienenfahrzeugs verläuft, wobei ein Ende einer Kupplungsstange (7) der Kupplung (4) durch eine zentrale Öffnung der Anbindungsplatte (6) hindurchverläuft und in dem Lager (5) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Außenseite der Anbindungsplatte (6) ein plattenförmiges Verkleidungselement (8; 12) angeordnet ist, das zu der Anbindungsplatte (6) in einem derartigen Winkel steht, dass horizontal in Richtung auf die Montageplatte anströmende Luft umgelenkt wird, sowie eine Ausnehmung (9) zum berührungsfreien Durchtritt der Kupplungsstange (7) aufweist.

2. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das plattenförmige Verkleidungselement (8, 12) von außen in Richtung auf die Anbindungsplatte (6) von oben nach unten verläuft .

3. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das plattenförmige Verkleidungselement (8, 12) flach ausgebildet ist.

4. Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das plattenförmige Verkleidungselement (8, 12) eine Wölbung aufweist . 9

5. Schienenfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wölbung des plattenförmigen Verkleidungselementes (8) in Richtung auf die Anbindungsplatte (6) bis zum Erreichen der Kupplungsstange (7) ansteigt und krümmungsstetig ist.

6. Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das plattenförmige Verkleidungselement (8, 12) am Untergestell (2) oder an einem Crashmodul des Schienenfahrzeugs befestigt ist.

7. Schienenfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das plattenförmige Verkleidungselement (8, 12) in einer zur Aufnahme der Kupplung (4) vorgesehenen Aussparung (3) in einem Kupplungsvorbau (1) des Schienenfahrzeugs angeordnet und an dem Kupplungsvorbau (1) befestigt ist.

8. Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abdeckplatte (11) vorgesehen ist, die in einem Abstand zu einer Außenseite des plattenförmigen Verkleidungselementes (8, 12) angeordnet und zum Abdecken eines umlaufenden Spaltes (10) auch bei Kupplungsausschlägen zwischen der Kupplungsstange (7) und dem Verkleidungselement (8, 12) im Bereich von dessen Ausnehmung (9) dimensioniert ist.

9. Schienenfahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckplatte (11) an der Kupplungsstange (7) befestigt ist .

10. Schienenfahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckplatte (11) in der Art einer Kassettenführung (13) an dem Verkleidungselement 8 angebracht ist.