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WO2024028037A1 - Fahrzeug mit querschnittsreduktionsabschnitt - Google Patents

Fahrzeug mit querschnittsreduktionsabschnitt Download PDF

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Publication number
WO2024028037A1
WO2024028037A1 PCT/EP2023/068665 EP2023068665W WO2024028037A1 WO 2024028037 A1 WO2024028037 A1 WO 2024028037A1 EP 2023068665 W EP2023068665 W EP 2023068665W WO 2024028037 A1 WO2024028037 A1 WO 2024028037A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
air
cross
flow
air supply
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2023/068665
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Manuel GAGEIK
Alexander Gehrke
Peter DORNBERGER
Christian Hamker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Mobility GmbH
Original Assignee
Siemens Mobility GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Mobility GmbH filed Critical Siemens Mobility GmbH
Priority to EP23745409.5A priority Critical patent/EP4526173A1/de
Publication of WO2024028037A1 publication Critical patent/WO2024028037A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B61D17/20—Communication passages between coaches; Adaptation of coach ends therefor
    • B61D17/22—Communication passages between coaches; Adaptation of coach ends therefor flexible, e.g. bellows
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D17/00—Construction details of vehicle bodies
    • B61D17/02—Construction details of vehicle bodies reducing air resistance by modifying contour ; Constructional features for fast vehicles sustaining sudden variations of atmospheric pressure, e.g. when crossing in tunnels

Definitions

  • the invention relates to vehicles that have at least one cross-sectional reduction section.
  • Cross-section reduction sections are usually present in railway rail vehicles in intermediate car areas between cars that are coupled to one another.
  • the invention is based on the object of improving a vehicle of the type described with regard to the fluidic design of the cross-section reduction section.
  • At least one air guide element is arranged in the cross-sectional reduction section, which extends outwards along the transverse direction of the vehicle and effects an air flow guide of an air flow that has entered the cross-sectional reduction section while driving, in such a way that part of the air flow returns is guided from the inside to the outside and is thereby deflected diagonally downwards.
  • the contaminated air can reach the roof area and contaminate air conditioning units, air supply slots and the like.
  • the particle flow of sand and dust in the upper area of the vehicle can also leave the intermediate car area and pass through the side wall in the area of the side windows, which can lead to significant abrasion effects in the upper side and window area.
  • the problem of contamination and abrasion is particularly relevant for modern local and long-distance trains that operate in desert areas.
  • a significant advantage of the inventive design of the cross-sectional reduction section is that the air guide element according to the invention - at least in its area of influence - can be used to segment the cross-sectional reduction section, namely in such a way that an air flow that has reached the cross-sectional reduction section below the air guide element is directed back outwards and is guided at the bottom without it being able to pass through the air guide element in the vertical direction, at least not to a relevant extent.
  • the air guide element is oriented obliquely downwards at least in its outer end region; With such a design, the air flow is directed downwards particularly efficiently.
  • the air guide element is preferably arranged at the front end of the cross-section reduction section - viewed in the direction of travel.
  • an air supply element is preferably arranged, the longitudinal direction of which runs vertically or at least predominantly vertically and whose outer contour causes a horizontal air flow supply into the cross-sectional reduction section when driving.
  • the horizontal air flow supply causes or at least supports said air flow in the cross-sectional reduction section.
  • the air supply element and the air guide element therefore preferably work together and together form a flow guide pair.
  • the air guide element and the air supply element are preferably arranged at the front end of the cross-sectional reduction section - viewed in the direction of travel.
  • the shape of the air supply element is preferably adapted to the contour of the vehicle in the side wall area, so that the longitudinal direction is generally not strictly vertical, but adapts to any curvatures of the side wall area.
  • the air guide element is arranged in height in the middle region between the upper end of the air supply element and the lower end of the air supply element and the cross-sectional reduction section in an upper flow section with an upward flow direction of the air flow and in a lower one Flow section segmented with downward flow direction of the air flow.
  • the air guide element is arranged in the area of the upper end of the air supply element or above it.
  • the air supply element extends in height or in the vertical direction, preferably at most up to the middle of the cross-section reduction section.
  • the vehicle preferably comprises two cars that are coupled together to form an intermediate car area.
  • the intermediate carriage area preferably forms the cross-section reduction section.
  • the air guide element is preferably arranged on an end face of one of the cars facing the intermediate car area.
  • the air supply element is preferably formed by the shape of a side wall section of the same car adjacent to the intermediate car area.
  • the air guide element and the air supply element are arranged on the front of the two cars - viewed in the direction of travel - and together form a front flow guide pair.
  • the air guide element and the air supply element work together in an advantageous manner in such a way that the portion of the air flow supplied horizontally from the air guide element below the air guide element to the outside with a horizontally outwardly directed directional component and a vertical downward directional component is directed.
  • At least two air-guiding elements are preferably arranged on at least one of the two coupled cars, preferably on the front car in the direction of travel, with the air-guiding elements being spatially separated from one another by the vehicle's central longitudinal axis.
  • Each of the air guiding elements is preferably assigned an air supply element.
  • the air duct described occurs due to the interaction of air guiding elements and associated air supply elements in an advantageous manner on each of the two sides of the vehicle, at least in the forward direction of travel.
  • each of the two carriages coupled to one another each has a first air guide element and a first air supply element (i.e. a first flow guide pair) that interacts with the first air guide element, as well as a second air guide element and a second air guide element interacting second air supply guide element (i.e. a second flow guide pair), wherein the first air guide element and the first air supply element are separated from the second air guide element and the second air supply element by the center of the vehicle, in particular by a walkable car transition area located in the center of the vehicle.
  • the air duct described occurs advantageously on each of the two sides of the vehicle, independent of the direction of travel, due to the interaction of air guiding elements and associated air supply elements.
  • each of the cross-sectional reduction sections is each equipped with one or more air guiding elements and preferably also with one or more associated air supply elements, i.e. each with one or more flow guiding pairs.
  • the air guiding element or elements are preferably channel-shaped.
  • the air guiding element or elements are preferably each formed by a sheet metal part that has been bent several times.
  • the air guiding elements can also be round bent parts, deep-drawn parts or extruded parts.
  • the air guiding element or elements are preferably each attached to a car end face facing the intermediate car area and are preferably each held there by at least one holding element, which is attached to the top of the respective air guiding element and is fastened to the car front side above the air guiding element.
  • the air supply element - viewed in cross section from above - preferably has a curved outer contour which is curved inwards in the direction of the cross-section reduction section (i.e. in the transverse direction of the vehicle) and through which Curvature causes a horizontal, stall-free deflection of the airstream into the cross-section reduction section.
  • An optimal curvature of the air supply element with a view to a stall-free deflection of the airstream can be determined using computer simulations that take the maximum speed of the vehicle into account.
  • the air supply element is preferably formed by an inwardly curved outer skin area of the vehicle.
  • the air supply element is an extruded profile part, which preferably forms a body end part.
  • an extruded profile part can, for example, be attached to the front side of the associated car and define or at least co-define the vehicle skin of the vehicle in the cross-sectional reduction section on the outside.
  • the air supply element can be a curved, for example deep-drawn, sheet metal that is connected in one piece to the side wall or is formed as a separate part on the side wall or is attached to the front side of the associated carriage.
  • the vehicle is preferably a local or long-distance rail vehicle; Alternatively, however, it can also be a different type of vehicle.
  • the vehicle can be formed by a truck with a coupled trailer, a car with a coupled trailer or a train of trucks coupled together.
  • FIG. 1 components of an exemplary embodiment of a rail vehicle according to the invention in a schematic cross section viewed from above, Fig. 2-3 in three-dimensional representations an advantageous design of guide and air supply elements,
  • Figure 7 shows a third advantageous embodiment of the air supply elements
  • Figure 8 components of a further exemplary embodiment of a rail vehicle according to the invention, again viewed in a schematic cross section from above.
  • FIG. 1 shows a schematic cross-sectional representation from above of a front car 10, viewed in the forward direction of travel F, to which a rear car 20 is coupled.
  • the two cars 10 and 20 form components of a rail vehicle 30, not shown, which can be, for example, a local or long-distance railway train.
  • Figure 1 shows that the rail vehicle 30 has a reduced cross section in the intermediate car area between the two cars 10 and 20; The intermediate car area thus forms a cross-sectional reduction area 40 of the rail vehicle 30.
  • a first air guide element 101 and a second air guide element 102 are attached to the end face 11 of the front car 10, which is located at the rear when viewed in the forward direction of travel F. Spatially, the two air guiding elements 101 and 102 are located on different sides of an accessible transition area 50, which connects the two cars 10 and 20.
  • the accessible transition area 50 is spatially limited, for example, by a bellows 51.
  • the first air guide element 101 is assigned a first air supply element 201, which is arranged on the right side (bottom in FIG. 1) of the cross-sectional reduction section 40, viewed in the forward direction of travel F.
  • the longitudinal direction of the first air supply element 201 runs vertically (in FIG. 1 perpendicular to the plane of the blade) or at least - apart from certain curvatures with a view to adapting to the contour of the vehicle outer skin - largely vertically.
  • the second air guide element 102 is assigned a second air supply element 202, which is arranged on the left side (top in FIG. 1) of the cross-section reduction section 40, viewed in the forward direction of travel F.
  • the longitudinal direction of the second air supply element 202 also runs vertically or - apart from certain curvatures with a view to adapting to the contour of the vehicle outer skin - at least largely vertically.
  • the air supply elements 201 and 202 can be formed directly by appropriately shaping the side walls of the front carriage 10.
  • the air supply elements 201 and 202 can be formed by body end parts that are attached, for example screwed, to the end face 11 of the car 10.
  • the function of the two air guide elements 101 and 102 and the two air supply elements 201 and 202 will be explained below using the first air guide element 101 and the first air supply element 201 as an example; The following statements apply to the second air guide element 102 and the second air supply element 202 accordingly.
  • the function of the first air supply element 201 is to supply a horizontal air flow into the transverse plane when driving. section reduction section 40 into it, whereby an air flow L is caused in the cross section reduction area 40.
  • the air flow L is shown in FIG. 1 with a solid line in those sections in which it is essentially horizontally aligned.
  • the air flow L is directed towards the end face 11 of the front carriage 19;
  • the portion of the air flow L located spatially below the air guide element 101 reaches the area of influence of the air guide element 101 through the deflection, which - viewed from the center of the vehicle along the vehicle transverse direction outwards - extends outwards and effects an air flow guidance of the air flow L, namely in such a way that part of the air flow is guided from the inside to the outside and is thereby deflected diagonally downwards;
  • the air flow L is shown in FIG. 1 with a dotted line.
  • the first air guide element 101 and the first air supply element 201 interact when traveling along the forward direction of travel F in such a way that the portion of the air flow L supplied horizontally by the air supply element 201 below the air guide element 101 is directed backwards from the first air guide element 101 is directed outside with a horizontally outwardly directed directional component and a vertically downwardly directed directional component.
  • the horizontal air flow supply - caused by the first air supply element 201 - thus generates the air flow, which the assigned air guide element 101 can direct downwards.
  • the air supply element 201 and the air guide element 101 therefore work together and together form a flow guide pair.
  • the first air guide element 101 can be arranged in the middle region between the upper end 201a (see FIG. 2) of the first air supply element 201 and the lower end 201b (see FIG. 2) of the first air supply element 201;
  • the first air guiding element 101 can be arranged in the area of the upper end of the first air supply element 201 or above it, for example if the air supply elements 201 and 202 do not extend to the roof, but only to the middle of the vehicle in terms of height, for example.
  • the cross-sectional reduction section 40 is fluidly segmented into an upper flow section with an upward or horizontal flow direction of the air flow L and into a lower flow section with an outward and downward flow direction of the air flow L.
  • Figure 2 shows a particularly advantageous embodiment of the two air guide elements 101 and 102 and the two air supply elements 201 and 202 in more detail in a three-dimensional view diagonally from the side. It can be seen that the two air guiding elements 101 and 102 are preferably channel-shaped and can be screwed to the rear end face 11 of the front carriage 10 by means of holding elements 110.
  • the two air supply elements 201 and 202 are formed by extruded profile parts which are attached to the end face 11, for example.
  • Figure 3 shows the exemplary embodiment according to Figure 2 again from a different perspective.
  • Figures 4 to 6 show a second advantageous embodiment of the two air supply elements 201 and 202 using the example of the second air supply element 202.
  • the two air supply elements 201 and 202 are formed by curved sheets which are attached to the front side 11 of the carriage 10 by means of (e.g. bent and riveted) holding elements 220.
  • the above explanations in connection with FIGS. 1 to 3 apply accordingly to the exemplary embodiment according to FIGS. 4 to 6.
  • the side air supply elements 201 and 202 can also be arranged slightly offset from the vertical plane and possibly also curved.
  • FIG. 7 shows a further advantageous embodiment of the two air supply elements 201 and 202.
  • the two air supply elements 201 and 202 are formed by inwardly offset, curved sheets which are held on the end face 11 of the carriage 10.
  • FIG. 8 shows a schematic cross-sectional representation of an embodiment in which the rear carriage 20 of the rail vehicle 30, viewed in the forward direction of travel F, is also equipped on its front end face 21 with air guiding elements 103 and 104 and air supply elements 203 and 204.
  • the air guide elements 103 and 104 and the air supply elements 203 and 204 make it possible to achieve the described air guidance even when the rail vehicle 30 is operated counter to the forward direction of travel F shown in FIGS. 1 to 8, i.e. in the reverse direction of travel R ;
  • the air flow guidance in the exemplary embodiment according to FIG. 8 is independent of the direction of travel.
  • the above explanations in connection with Figures 1 to 7 apply accordingly to the exemplary embodiment according to Figure 8.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug, das zumindest einen Querschnittsreduktionsabschnitt (40) aufweist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass in dem Querschnittsreduktionsabschnitt (40) mindestens ein Luftleitelement (101, 102) angeordnet ist, dass sich entlang der Fahrzeugquerrichtung nach außen erstreckt und eine Luftstromführung eines bei Fahrt in den Querschnittsreduktionsabschnitt (40) gelangten Luftstromes (L) bewirkt, und zwar derart, dass ein Teil des Luftstromes (L) wieder von innen nach außen geführt und dabei schräg nach unten abgelenkt wird.

Description

Beschreibung
Fahrzeug mit Querschnittsreduktionsabschnitt
Die Erfindung bezieht sich auf Fahrzeuge , die zumindest einen Querschnittsreduktionsabschnitt aufweisen . Querschnittsreduktionsabschnitte sind bei Eisenbahnschienenfahrzeugen üblicherweise in Zwischenwagenbereichen zwischen miteinander verkuppelten Wagen vorhanden .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , ein Fahrzeug der beschriebenen Art hinsichtlich der strömungstechnischen Ausgestaltung des Querschnittsreduktionsabschnitts zu verbessern .
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst . Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Fahrzeugs sind in Unteransprüchen angegeben .
Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass in dem Quer- schnittsreduktionsabschnitt mindestens ein Luf tleitelement angeordnet ist , das sich entlang der Fahrzeugquerrichtung nach außen erstreckt und eine Luf tstromführung eines bei Fahrt in den Querschnittsreduktionsabschnitt gelangten Luftstromes bewirkt , und zwar derart , dass ein Teil des Luftstromes wieder von innen nach außen geführt und dabei schräg nach unten abgelenkt wird .
Erfinderseitig wurde festgestellt , dass zwischen miteinander verkuppelten Wagen eines mehrgliedrigen Schienenfahrzeugs bei Fahrt vertikale Luftströme auftreten können, durch die Staub, Schmutz oder Sand aus dem Gleisbett nach oben angesaugt wird . Die verunreinigte Luft kann bis in den Dachbereich gelangen und dort Klimageräte , Luf t zuführschlit ze und dergleichen verschmutzen . Auch kann der Teilchenstrom aus Sand und Staub im oberen Fahrzeugbereich den Zwischenwagenbereich verlassen und die Seitenwand im Bereich der Seitenscheiben passieren, was zu erheblichen Abrasionsef fekten im oberen Seiten- und Scheibenbereich führen kann . Die Verschmut zungs- und Abrasionsproblematik ist insbesondere bei modernen Nah- und Fernverkehrs zügen relevant , die in Wüstengegenden betrieben werden . Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Querschnittsreduktionsabschnitts besteht nun darin, dass durch das erfindungsgemäße Luf tleitelement - zumindest in dessen Einflussbereich - eine Segmentierung des Querschnittsreduktionsabschnitts erreicht werden kann, nämlich derart , dass ein unterhalb des Luf tleitelements in den Querschnittsreduktionsabschnitt gelangter Luftstrom wieder nach außen und unten geführt wird, ohne dass er in vertikaler Richtung das Luf tleitelement passieren kann, zumindest nicht in relevantem Umfange . Verschmutzte Luft verbleibt also im unteren Segment des Querschnittsreduktionsabschnitts , bevor sie nach unten geführt und nach außen abgeführt wird, und kann somit weder den Dachbereich erreichen und dort befindliche Geräte oder Luftansaugabschnitte verunreinigen noch in relevantem Umfange Abrasion an der angrenzenden Seitenwand hervorrufen; bezüglich der letztgenannten Abrasionsreduktion sei noch erwähnt , dass der vorteilbringende Ef fekt der Luf tstromführung nicht nur bewirkt , dass schmutzige Luft nicht mehr nach oben gelangt , sondern auch - sogar hauptsächlich - dadurch, dass Partikel an der Seitenwand in den Zwischenwagenbereich hineingeführt werden und dann nach unten weggeführt werden; es wird also anschaulich beschrieben die schmutzige Luft an der Seitenwand quasi abgesaugt und nach unten weggeleitet , wodurch sich die Situation stromab deutlich verbessert .
Vorteilhaft ist es , wenn das Luf tleitelement zumindest in seinem äußeren Endbereich schräg nach unten ausgerichtet ist ; bei einer solchen Ausgestaltung wird der Luftstrom besonders ef fi zient nach unten geleitet .
Das Luf tleitelement ist vorzugsweise am - in Fahrtrichtung gesehen - vorderen Ende des Querschnittsreduktionsabschnitts angeordnet . Am Rand des Querschnittsreduktionsabschnitts ist vorzugsweise ein Luf t zuführelement angeordnet , dessen Längsrichtung vertikal oder zumindest überwiegend vertikal verläuft und dessen Außenkontur bei Fahrt eine hori zontale Luf tstromzufuhr in den Querschnittsreduktionsabschnitt hinein hervorruft . Die horizontale Luf tstromzufuhr bewirkt den besagten Luftstrom im Querschnittsreduktionsabschnitt oder unterstützt diesen zumindest . Das Luf t zuführelement und das Luf tleitelement arbeiten also vorzugsweise zusammen und bilden gemeinsam ein Strömungsleitpaar .
Das Luf tleitelement und das Luf t zuführelement sind vorzugsweise am - in Fahrtrichtung gesehen - vorderen Ende des Quer- schnittsreduktionsabschnitts angeordnet .
Die Form des Luf t zuführelements ist vorzugsweise an die Kontur des Fahrzeugs im Seitenwandbereich angepasst , sodass die Längsrichtung im Allgemeinen nicht streng vertikal ist , sondern sich etwaigen Krümmungen des Seitenwandbereichs anpasst .
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Luf tleitelement höhenmäßig im Mittenbereich zwischen dem oberen Ende des Luf t zuführelements und dem unteren Ende des Luf t zuführelements angeordnet ist und den Querschnittsreduktionsabschnitt in einen oberen Strömungsabschnitt mit nach oben gerichteter Strömungsrichtung des Luftstromes und in einen unteren Strömungsabschnitt mit nach unten gerichteter Strömungsrichtung des Luftstromes segmentiert .
Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Luf tleitelement im Bereich des oberen Endes des Luf t zuführelements oder über diesem angeordnet ist . Bei der letztgenannten Ausgestaltung erstreckt sich das Luf t zuführelement höhenmäßig bzw . in vertikaler Richtung vorzugsweise maximal bis zur Mitte des Quer- schnittsreduktionsabschnitts .
Das Fahrzeug umfasst vorzugsweise zwei Wagen, die unter Bildung eines Zwischenwagenbereichs miteinander gekuppelt sind . Der Zwischenwagenbereich bildet vorzugsweise den Quer- schnittsreduktionsabschnitt . Das Luf tleitelement ist vorzugsweise an einer dem Zwischenwagenbereich zugewandten Stirnseite eines der Wagen angeordnet . Das Luf t zuführelement ist vorzugsweise durch die Form eines an den Zwischenwagenbereich angrenzenden Seitenwandabschnitts desselben Wagens gebildet .
Bezüglich der Anordnung des Luf tleitelements und des Luftzuführelements wird es als vorteilhaft angesehen, wenn das Luf tleitelement und das Luf t zuführelement am - in Fahrtrichtung gesehen - vorderen der zwei Wagen angeordnet sind und gemeinsam ein vorderes Strömungsleitpaar bilden . Bei einer Anordnung vorn wirken das Luf tleitelement und das Luftzuführelement nämlich in vorteilhafter Weise derart zusammen, dass der von dem Luf t zuführelement unterhalb des Luftleitelements hori zontal zugeführte Anteil des Luftstroms von dem Luf tleitelement nach außen mit einer hori zontal nach außen gerichteten Richtungskomponente und einer vertikal nach unten gerichteten Richtungskomponente geleitet wird .
An zumindest einem der zwei miteinander verkuppelten Wagen, vorzugsweise an dem in Fahrtrichtung vorderen Wagen, sind vorzugsweise mindestens zwei Luf tleitelemente angeordnet , wobei die Luf tleitelemente durch die Fahrzeugmittellängsachse voneinander räumlich getrennt sind . Jedem der Luf tleitelemente ist vorzugsweise j eweils ein Luf t zuführelement zugeordnet . Bei der letztgenannten Ausgestaltung tritt die beschriebene Luftleitung durch das Zusammenspiel von Luf tleitelementen und zugeordneten Luf t zuführelementen in vorteilhafter Weise auf j eder der beiden Fahrzeugseiten zumindest bei Vorwärts fahrtrichtung auf .
Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn j eder der zwei miteinander verkuppelten Wagen j eweils ein erstes Luftleitelement und ein mit dem ersten Luf tleitelement zusammenwirkendes erstes Luf t zuführelement ( also ein erstes Strömungsleitpaar ) sowie ein zweites Luf tleitelement und ein mit dem zweiten Luf tleitelement zusammenwirkendes zweites Luftzu- führelement ( also ein zweites Strömungsleitpaar ) aufweist , wobei das erste Luf tleitelement und das erste Luf t zuführele- ment von dem zweiten Luf tleitelement und dem zweiten Luftzuführelement durch die Fahrzeugmitte , insbesondere durch einen in Fahrzeugmitte befindlichen begehbaren Wagenübergangsbereich, getrennt sind . Bei der letztgenannten Ausgestaltung tritt die beschriebene Luftleitung durch das Zusammenspiel von Luf tleitelementen und zugeordneten Luf t zuführelementen in vorteilhafter Weise auf j eder der beiden Fahrzeugseiten fahrtrichtungsunabhängig auf .
Umfasst das Fahrzeug mehr als zwei gekoppelte Wagen, so können Querschnittsreduktionsabschnitte in j edem der Zwischenwagenbereiche vorhanden sein . In einem solchen Falle ist es vorteilhaft , wenn j eder der Querschnittsreduktionsabschnitte j eweils mit einem oder mehr Luf tleitelementen sowie vorzugsweise auch mit einem oder mehr zugeordneten Luf t zuführelementen, also j eweils mit einem oder mehr Strömungsleitpaaren ausgestattet ist .
Das oder die Luf tleitelemente sind vorzugsweise rinnenförmig .
Das oder die Luf tleitelemente sind vorzugsweise j eweils durch ein mehrfach umgebogenes Blechteil gebildet . Alternativ können die Luf tleitelemente auch Rundbiegeteile , Tief ziehteile oder Strangpressteile sein .
Das oder die Luf tleitelemente sind vorzugsweise j eweils an einer dem Zwischenwagenbereich zugewandten Wagenstirnseite angebracht und werden dort vorzugsweise j eweils von zumindest einem Halteelement gehalten, das an der Oberseite des j eweiligen Luf tleitelements angebracht und oberhalb des Luftleitelements an der Wagenstirnseite befestigt ist .
Das Luf t zuführelement weist - im Querschnitt von oben betrachtet - vorzugsweise eine gekrümmte Außenkontur auf , die in Richtung des Querschnittsreduktionsabschnitts nach innen ( also in Fahrzeugquerrichtung) gekrümmt ist und durch die Krümmung eine hori zontale strömungsabriss freie Umlenkung des Fahrtwindes in den Querschnittsreduktionsabschnitt hinein bewirkt . Ein optimaler Krümmungsverlauf des Luf t zuführelements mit Blick auf eine strömungsabriss freie Umlenkung des Fahrtwindes lässt sich durch Computersimulationen ermitteln, die die Höchstgeschwindigkeit des Fahrzeugs berücksichtigen .
Das Luf t zuführelement wird vorzugsweise durch einen nach innen gewölbten Außenhautbereich des Fahrzeugs gebildet .
Vorteilhaft ist es , wenn das Luf t zuführelement ein Strangpressprofilteil ist , das vorzugsweise ein Karosserieendteil bildet . Ein solches Strangpressprofilteil kann beispielsweise an der Stirnseite des zugehörigen Wagens angebracht sein und außenseitig die Fahrzeughaut des Fahrzeugs im Querschnittsreduktionsabschnitt definieren oder zumindest mitdefinieren .
Alternativ kann das Luf t zuführelement ein gebogenes , beispielsweise tief gezogenes Blech sein, das sich einteilig an die Seitenwand anschließt oder als separates Teil an der Seitenwand angeformt ist oder an der Stirnseite des zugehörigen Wagens angebracht ist .
Das Fahrzeug ist vorzugsweise ein Schienenfahrzeug des Nahoder Fernverkehrs ; alternativ kann es sich j edoch auch um eine andere Art von Fahrzeug handeln . Beispielsweise kann das Fahrzeug durch einen LKW mit angekoppeltem Anhänger, einen PKW mit angekoppeltem Anhänger oder einen Zug miteinander gekoppelter LKW gebildet sein .
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Aus führungsbeispielen näher erläutert ; dabei zeigen beispielhaft
Figur 1 Bestandteile eines Aus führungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug in einem schematischen Querschnitt von oben betrachtet , Fig . 2-3 in dreidimensionalen Darstellungen eine vorteilhafte Ausgestaltung von Leit- und Luf t zuführele- menten,
Fig . 4- 6 in dreidimensionalen Darstellungen eine zweite vorteilhafte Ausgestaltung der Luf t zuführelemen- te ,
Figur 7 ein dritte vorteilhafte Ausgestaltung der Luftzuführelemente , und
Figur 8 Bestandteile eines weiteren Aus führungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug, wiederum in einem schematischen Querschnitt von oben betrachtet .
In den Figuren werden der Übersicht wegen für identische oder vergleichbare Komponenten dieselben Bezugs zeichen verwendet .
Die Figur 1 zeigt in einer schematischen Querschnittsdarstellung von oben einen in Vorwärts fahrtrichtung F gesehen vorderen Wagen 10 , an den ein hinterer Wagen 20 angekuppelt ist . Die beiden Wagen 10 und 20 bilden Bestandteile eines nicht weiter dargestellten Schienenfahrzeugs 30 , bei dem es sich beispielsweise um einen Eisenbahnzug des Nah- oder Fernverkehrs handeln kann .
Die Figur 1 lässt erkennen, dass das Schienenfahrzeug 30 im Zwischenwagenbereich zwischen den beiden Wagen 10 und 20 einen reduzierten Querschnitt aufweist ; der Zwischenwagenbereich bildet somit einen Querschnittsreduktionsbereich 40 des Schienenfahrzeugs 30 .
An der in Vorwärts fahrtrichtung F gesehen hinten befindlichen Stirnseite 11 des vorderen Wagens 10 sind ein erstes Luftleitelement 101 und ein zweites Luf tleitelement 102 angebracht . Räumlich liegen die beiden Luf tleitelemente 101 und 102 auf unterschiedlichen Seiten eines begehbaren Übergangsbereichs 50 , der die beiden Wagen 10 und 20 verbindet . Der begehbare Übergangsbereich 50 wird beispielsweise durch einen Faltenbalg 51 räumlich begrenzt .
Dem ersten Luf tleitelement 101 ist ein erstes Luf t zuführele- ment 201 zugeordnet , das in Vorwärts fahrtrichtung F gesehen auf der rechten Seite ( in Figur 1 unten) des Querschnittsreduktionsabschnitts 40 angeordnet ist . Die Längsrichtung des ersten Luf t zuführelements 201 verläuft vertikal ( in der Figur 1 senkrecht zur Blattebene ) oder zumindest - von gewissen Krümmungen mit Blick auf eine Anpassung an die Kontur der Fahrzeugaußenhaut abgesehen - weitestgehend vertikal .
Dem zweiten Luf tleitelement 102 ist ein zweites Luftzuführelement 202 zugeordnet , das in Vorwärts fahrtrichtung F gesehen auf der linken Seite ( in Figur 1 oben) des Quer- schnittsreduktionsabschnitts 40 angeordnet ist . Die Längsrichtung des zweiten Luf t zuführelements 202 verläuft ebenfalls vertikal oder - von gewissen Krümmungen mit Blick auf eine Anpassung an die Kontur der Fahrzeugaußenhaut abgesehen - zumindest weitestgehend vertikal .
Die Luf t zuführelemente 201 und 202 können unmittelbar durch eine entsprechende Formgestaltung der Seitenwände des vorderen Wagens 10 gebildet werden . Alternativ können die Luftzuführelemente 201 und 202 durch Karosserieendteile gebildet werden, die an der Stirnseite 11 des Wagens 10 angebracht , beispielsweise angeschraubt sind .
Die Funktion der beiden Luf tleitelemente 101 und 102 und der beiden Luf t zuführelemente 201 und 202 soll nachfolgend beispielhaft anhand des ersten Luf tleitelements 101 und des ersten Luf t zuführelements 201 erläutert werden; die nachstehenden Aus führungen gelten für das zweite Luf tleitelement 102 und das zweite Luf t zuführelement 202 entsprechend .
Die Funktion des ersten Luf t zuführelements 201 besteht darin, bei Fahrt eine hori zontale Luf tstromzufuhr in den Quer- schnittsreduktionsabschnitt 40 hinein hervorzurufen, wodurch im Querschnittreduktionsbereich 40 ein Luftstrom L bewirkt wird . Der Luftstrom L ist in der Figur 1 in denj enigen Abschnitten, in denen er im Wesentlichen hori zontal ausgerichtet ist , mit einer durchgezogenen Linie dargestellt .
Unter Einwirkung der vorderen Stirnseite 21 des hinteren Wagens 20 wird der Luftstrom L in Richtung der Stirnseite 11 des vorderen Wagens 19 gelenkt ; der räumlich unterhalb des Luf tleitelements 101 befindliche Anteil des Luftstroms L gelangt durch die Umlenkung in den Einflussbereich des Luftleitelements 101 , das sich - von der Fahrzeugmitte entlang der Fahrzeugquerrichtung nach außen betrachtet - nach außen erstreckt und eine Luf tstromführung des Luftstromes L bewirkt , und zwar derart , dass ein Teil des Luftstromes wieder von innen nach außen geführt und dabei schräg nach unten abgelenkt wird; in den Abschnitten, in denen der Luftstrom L eine nach unten gerichtete vertikale Richtungskomponente aufweist , ist der Luftstrom L in der Figur 1 mit einer gepunkteten Linie dargestellt .
Mit anderen Worten wirken das erste Luf tleitelement 101 und das erste Luf t zuführelement 201 bei Fahrt entlang der Vorwärts fahrtrichtung F derart zusammen, dass der von dem Luftzuführelement 201 unterhalb des Luf tleitelements 101 hori zontal zugeführte Anteil des Luftstroms L von dem ersten Luftleitelement 101 nach außen mit einer hori zontal nach außen gerichteten Richtungskomponente und einer vertikal nach unten gerichteten Richtungskomponente geleitet wird .
Die hori zontale Luf tstromzufuhr - hervorgerufen durch das erste Luf t zuführelement 201 - erzeugt also den Luftstrom, den das zugeordnete Luf tleitelement 101 nach unten weglenken kann . Das Luf t zuführelement 201 und das Luf tleitelement 101 arbeiten also zusammen und bilden gemeinsam ein Strömungsleitpaar . Höhenmäßig kann das erste Luf tleitelement 101 im Mittenbereich zwischen dem oberen Ende 201a (vgl . Figur 2 ) des ersten Luf t zuführelements 201 und dem unteren Ende 201b (vgl . Figur 2 ) des ersten Luf t zuführelements 201 angeordnet sein; alternativ kann das erste Luf tleitelement 101 im Bereich des oberen Endes ersten Luf t zuführelements 201 oder über diesem angeordnet sein, beispielsweise , wenn sich die Luf t zuführele- mente 201 und 202 nicht bis zum Dach, sondern höhenmäßig beispielsweise nur bis zur Fahrzeugmitte erstrecken . In allen genannten Fällen lässt sich erreichen, dass der Querschnittsreduktionsabschnitt 40 strömungsmäßig in einen oberen Strömungsabschnitt mit nach oben oder hori zontal gerichteter Strömungsrichtung des Luftstromes L und in einen unteren Strömungsabschnitt mit nach außen und unten gerichteter Strömungsrichtung des Luftstromes L segmentiert wird .
Die Figur 2 zeigt eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der beiden Luf tleitelemente 101 und 102 und der beiden Luftzuführelemente 201 und 202 in einer dreidimensionalen Darstellung schräg von der Seite näher im Detail . Man erkennt , dass die beiden Luf tleitelemente 101 und 102 vorzugsweise rinnenförmig sind und mittels Halteelementen 110 an der hinteren Stirnseite 11 des vorderen Wagens 10 angeschraubt sein können .
Die beiden Luf t zuführelemente 201 und 202 sind bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 durch Strangpressprofilteile gebildet , die beispielsweise an der Stirnseite 11 angebracht sind .
Die in der Figur 1 bereits erläuterte Umlenkung des Luftstromes L ist in der Figur 2 mittels einer Kurve ebenfalls ski zziert .
Die Figur 3 zeigt das Aus führungsbeispiel gemäß Figur 2 nochmals aus einem anderen Blickwinkel . Die Figuren 4 bis 6 zeigen am Beispiel des zweiten Luftzuführelements 202 eine zweite vorteilhafte Ausgestaltung der beiden Luf t zuführelemente 201 und 202 . Bei dieser Ausgestaltung sind die beiden Luf t zuführelemente 201 und 202 durch gebogene Bleche gebildet , die mittels ( z . B . gebogenen und genieteten) Halteelementen 220 an der Stirnseite 11 des Wagens 10 angebracht sind . Im Übrigen gelten die obigen Erläuterungen im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 3 für das Aus führungsbeispiel gemäß den Figuren 4 bis 6 entsprechend .
Je nach Fahrzeugkontur können die seitlichen Luf t zuführelemente 201 und 202 auch etwas aus der vertikalen Ebene versetzt angeordnet und eventuell auch gekrümmt ausgeführt sein . Die Figur 7 zeigt in diesem Zusammenhang eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der beiden Luf t zuführelemente 201 und 202 . Bei dieser Ausgestaltung sind die beiden Luf t zuführelemente 201 und 202 durch nach innen versetzte , gebogene Bleche gebildet , die an der Stirnseite 11 des Wagens 10 gehalten werden .
Im Übrigen gelten die obigen Erläuterungen im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 6 für das Aus führungsbeispiel gemäß Figur 7 entsprechend .
Die Figur 8 zeigt in einer schematischen Querschnittsdarstellung eine Ausgestaltung, bei der der in Vorwärts fahrtrichtung F gesehen hintere Wagen 20 des Schienenfahrzeugs 30 an seiner vorderen Stirnseite 21 ebenfalls mit Luf tleitelementen 103 und 104 und Luf t zuführelementen 203 und 204 ausgestattet ist . Die Luf tleitelemente 103 und 104 und die Luf t zuführelemente 203 und 204 ermöglichen es , die beschriebene Luftführung auch dann zu erreichen, wenn das Schienenfahrzeug 30 entgegen der in den Figuren 1 bis 8 gezeigten Vorwärts fahrtrichtung F, also in Rückwärts fahrtrichtung R, betrieben wird; mit anderen Worten ist die Luf tstromführung bei dem Aus führungsbeispiel gemäß Figur 8 fahrtrichtungsunabhängig . Im Übrigen gelten die obigen Erläuterungen im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 7 für das Aus führungsbeispiel gemäß Figur 8 entsprechend . Abschließend sei erwähnt , dass die Merkmale aller oben beschriebenen Aus führungsbeispiele untereinander in beliebiger Weise kombiniert werden können, um weitere andere Aus führungsbeispiele der Erfindung zu bilden .
Auch können alle Merkmale von Unteransprüchen j eweils für sich mit j edem der nebengeordneten Ansprüche kombiniert werden, und zwar j eweils für sich allein oder in beliebiger Kombination mit einem oder anderen Unteransprüchen, um weitere andere Aus führungsbeispiele zu erhalten .

Claims

Patentansprüche
1. Fahrzeug mit zumindest einem Querschnittsreduktionsabschnitt (40) , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass in dem Querschnittsreduktionsabschnitt (40) mindestens ein Luf tleitelement (101, 102) angeordnet ist, dass sich entlang der Fahrzeugquerrichtung nach außen erstreckt und eine Luftstromführung eines bei Fahrt in den Querschnittsreduktionsabschnitt (40) gelangten Luftstromes (L) bewirkt, und zwar derart, dass ein Teil des Luftstromes (L) wieder von innen nach außen geführt und dabei schräg nach unten abgelenkt wird.
2. Fahrzeug nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Luf tleitelement (101, 102) zumindest in seinem äußeren
Endbereich schräg nach unten ausgerichtet ist.
3. Fahrzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- am Rand des Querschnittsreduktionsabschnitts (40) ein
Luf t zuführelement (201, 202) angeordnet ist, dessen Längsrichtung vertikal oder zumindest überwiegend vertikal verläuft und dessen Außenkontur bei Fahrt eine horizontale Luf tstromzufuhr in den Querschnittsreduktionsabschnitt (40) hinein hervorruft,
- wobei die horizontale Luf tstromzufuhr den besagten Luftstrom (L) bewirkt oder diesen zumindest unterstützt.
4. Fahrzeug nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Luf tleitelement (101, 102) höhenmäßig im Mittenbereich zwischen dem oberen Ende des Luf t zuführelements (201, 202) und dem unteren Ende des Luf t zuführelements (201, 202) angeordnet ist und den Querschnittsreduktionsabschnitt (40) in einen oberen Strömungsabschnitt mit nach oben gerichteter Strömungsrichtung des Luftstromes (L) und in einen unteren Strömungsabschnitt mit nach unten gerichteter Strömungsrichtung des Luftstromes (L) segmentiert.
5. Fahrzeug nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Luf tleitelement (101, 102) im Bereich des oberen Endes des Luf t zuführelements (201, 202) oder über diesem angeordnet ist und den Querschnittsreduktionsabschnitt (40) in einen oberen Strömungsabschnitt mit nach oben oder horizontal gerichteter Strömungsrichtung des Luftstromes (L) und in einen unteren Strömungsabschnitt mit nach unten gerichteter Strömungsrichtung des Luftstromes (L) segmentiert.
6. Fahrzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- das Fahrzeug zwei Wagen (10, 20) umfasst, die unter Bildung eines Zwischenwagenbereichs miteinander gekuppelt sind,
- der Zwischenwagenbereich den Querschnittsreduktionsabschnitt (40) bildet und
- das Luf tleitelement (101, 102) an einer dem Zwischenwagenbereich zugewandten Stirnseite (11) eines der Wagen (10) angeordnet ist und das Luf t zuführelement (201, 202) durch die Form eines an den Zwischenwagenbereich angrenzenden Seitenwandabschnitts desselben Wagens gebildet ist.
7. Fahrzeug nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Luf tleitelement (101, 102) und das Luf t zuführelement (201, 202) bei Fahrt entlang einer Fahrtrichtung, bei der der mit dem Luf tleitelement (101, 102) und dem Luf t zuführelement (201, 202) ausgestattete Wagen (10) vorn liegt, derart Zusammenwirken, dass der von dem Luf t zuführelement (201, 202) unterhalb des Luf tleitelements (101, 102) horizontal zugeführte Anteil des Luftstroms von dem Luf tleitelement (101, 102) nach außen mit einer horizontal nach außen gerichteten Richtungskomponente und einer vertikal nach unten gerichteten Richtungskomponente geleitet wird.
8. Fahrzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche 6 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass an zumindest einem der zwei miteinander verkuppelten Wagen (10) mindestens zwei Luf tleitelemente (101, 102) voneinander beabstandet angeordnet sind, wobei die Luf tleitelemente (101, 102) durch die Fahrzeugmittelachse voneinander räumlich getrennt sind.
9. Fahrzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche 6 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- jeder der zwei miteinander verkuppelten Wagen (10, 20) jeweils ein erstes Luf tleitelement (101, 103) und ein mit dem ersten Luf tleitelement (101, 103) zusammenwirkendes erstes Luf t zuführelement (201, 203) sowie ein zweites
Luf tleitelement (102, 104) und ein mit dem zweiten Luftleitelement (102, 104) zusammenwirkendes zweites Luftzuführelement (202, 204) aufweist,
- wobei die ersten Luf tleitelemente (101, 103) und die ersten Luf t zuführelemente (201, 203) von den zweiten Luftleitelementen (102, 104) und den zweiten Luf t zuführelementen (202, 204) durch die Fahrzeugmitte, insbesondere durch einen in Fahrzeugmitte befindlichen begehbaren Wagenübergangsbereich, getrennt sind.
10. Fahrzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass dass oder die Luf tleitelemente (101-104) rinnenförmig sind.
11. Fahrzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass dass oder die Luf tleitelemente (101-104) jeweils durch ein mehrfach umgebogenes Blechteil gebildet sind.
12. Fahrzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche 6 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das oder die Luf tleitelemente (101-104) jeweils an einer dem Zwischenwagenbereich zugewandten Wagenstirnseite (11, 21) an- gebracht sind und dort jeweils von zumindest einem Halteelement (110) gehalten werden, das an der Oberseite des jeweiligen Luf tleitelements (101-104) angebracht und oberhalb des Luf tleitelements (101-104) an der Wagenstirnseite befestigt ist .
13. Fahrzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Luf t zuführelement (201-204) - im Querschnitt von oben betrachtet - eine gekrümmte Außenkontur aufweist, die in Richtung des Querschnittsreduktionsabschnitts (40) nach innen gekrümmt ist und durch die Krümmung eine horizontale strömungsabrissfreie Umlenkung des Fahrtwindes in den Querschnittsreduktionsabschnitt (40) hinein bewirkt.
14. Fahrzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Luf t zuführelement (201-204) durch einen nach innen gewölbten Außenhautbereich des Fahrzeugs gebildet ist.
15. Fahrzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Luf t zuführelement (201-204) durch ein Strangpressprofilteil oder ein Blechteil gebildet ist.
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