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Die
Erfindung betrifft eine Klappenanordnung für ein Schienenfahrzeug, insbesondere
für einen
Hochgeschwindigkeitszug, wobei die Klappenanordnung bewegliche Elemente
aufweist, die in einem geschlossenen Zustand einen Teil der Außenoberfläche am Bug
oder Heck des Schienenfahrzeugs bilden und eine im Bug oder Heck
des Schienenfahrzeugs angeordnete Kupplungsvorrichtung abdecken. In
einem geöffneten
Zustand ermöglichen
die beweglichen Elemente einen Gebrauch der Kupplungsvorrichtung.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Kuppeln eines Schienenfahrzeugs,
insbesondere eines Hochgeschwindigkeitszuges, mit einem anderen
Schienenfahrzeug, wobei eine im Bug oder Heck des Schienenfahrzeugs
angeordnete Kupplungsvorrichtung zunächst in einem geschlossenen Zustand
durch eine Klappenanordnung abgedeckt ist und wobei bewegliche Elemente
der Klappenanordnung in einen geöffneten
Zustand gebracht werden, in dem die Kupplungsvorrichtung gebraucht
wird. Außerdem
betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Klappenanordnung
für ein
Schienenfahrzeug, insbesondere für
einen Hochgeschwindigkeitszug, wobei bewegliche Elemente der Klappenanordnung
bereitgestellt werden, die in einem geschlossenen Zustand einen
Teil der Außenoberfläche am Bug
oder Heck des Schienenfahrzeugs bilden und eine im Bug oder Heck
des Schienenfahrzeugs angeordnete Kupplungsvorrichtung abdecken
und die in einem geöffneten
Zustand einen Gebrauch der Kupplungsvorrichtung ermöglichen.
Die Erfindung umfasst auch ein Schienenfahrzeug mit einer derartigen
Klappenanordnung.
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Insbesondere
bei Hochgeschwindigkeitszügen,
d. h. Schienenfahrzeugen und Schienenfahrzeug-Zugverbänden, die
Höchstgeschwindigkeiten von
200 km/h und mehr erreichen, richtet sich die Formgestaltung des
Bugs und Hecks nach aerodynamischen Kriterien. Insbesondere um einen
Zugverband bilden zu können,
weisen die Fahrzeuge jedoch meist eine Kupplungsvorrichtung auf,
die von einer Klappenanordnung abgedeckt wird, wenn sie nicht in Gebrauch
ist. Am Bug befindet sich die Klappenanordnung vorne vor der Kupplungsvorrichtung,
so dass die Klappe oder die Klappen einen für die Aerodynamik besonders
wichtigen Teil der Außenoberfläche bilden.
Z. B. beim ICE-3 der Deutschen Bahn AG weist die Bugklappenanordnung
zwei bewegliche Klappen auf, die durch Drehung jeweils um eine vertikale
Drehachse geöffnet
werden können,
um die Kupplungsvorrichtung für
den Gebrauch freizugeben.
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Da
die Kupplungsvorrichtung während
des Gebrauchs, d. h. während
das Schienenfahrzeug mit einem anderen Schienenfahrzeug gekuppelt
ist, über einen
verhältnismäßig großen Winkelbereich
verschwenkbar sein muss, erstrecken sich die Bugklappen insbesondere
in horizontaler Richtung, aber auch in vertikaler Richtung über einen
großen
Bereich des Bugs (oder bei entgegengesetzter Fahrtrichtung des Hecks).
Die Klappen bilden daher keinen ebenen, sondern vielmehr einen meist
stark gekrümmten
Teil der Außenoberfläche des
Schienenfahrzeugs, wenn sie sich in dem geschlossenen Zustand befinden.
Dies erschwert andererseits eine Konstruktion, die das Öffnen ermöglicht,
d. h. eine Bewegung der Klappen in den geöffneten Zustand erlaubt. Wenn
die Kupplungsvorrichtung freiliegt, müssen die Bugklappen im Bugraum
untergebracht werden können.
Dabei sollte die Bewegungsvorrichtung zum Bewegen der Bugklappen
robust sein, um bei den teils rauen Einsatzbedingungen dauerhaft zuverlässig zu
funktionieren.
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Anforderungen
an das Aufprallverhalten bei einem Zusammenstoß mit anderen Schienenfahrzeugen
oder sonstigen Hindernissen erschweren die Konstruktion zusätzlich.
So sollen z. B. bei zukünftigen
Hochgeschwindigkeitszügen
mehrere Stoßabsorber
im Bugraum untergebracht werden, die jeweils für eine Absorption von Stößen bei
einem bestimmten Stoßereignis
(z. B. Aufprall auf einen Güterzug)
ausgelegt sind.
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Um
Platz im Bugraum zu schaffen, ist bereits vorgeschlagen worden,
die Kupplungsvorrichtung in Fahrtrichtung verfahrbar auszugestalten,
so dass sie für
den Gebrauch in Fahrtrichtung ausgefahren werden kann. Kosten und
Gewicht können
jedoch gespart werden, wenn die Kupplungsvorrichtung nicht verfahrbar
ist. Auch ist die Zuverlässigkeit
einer nicht verfahrbaren Kupplungsvorrichtung größer.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schienenfahrzeug,
eine Klappenanordnung für
ein Schienenfahrzeug, ein Verfahren zum Kuppeln eines Schienenfahrzeugs
und ein Verfahren zum Herstellen einer Klappenanordnung anzugeben, die
den Einsatz einer robusten Bewegungsmechanik zum Öffnen der
Bugklappen bei geringem Platzbedarf für das Öffnen der Bugklappen ermöglichen.
Dabei soll möglichst
eine Kupplungsvorrichtung eingesetzt werden können, die nicht in Fahrtrichtung
verfahrbar ist. Außerdem
soll möglichst
Platz für
Stoßabsorber
verbleiben, die in der Höhe
und in dem Abstand von Puffern für
Güterzugwagons
angeordnet sind.
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Es
wird vorgeschlagen, dass die Klappenanordnung drei bewegliche Elemente
aufweist, die in dem geschlossenen Zustand einen Teil (insbesondere
jedes Element einen separaten Teil) der Außenoberfläche am Bug oder Heck des Schienenfahrzeugs bilden
und eine im Bug oder Heck des Schienenfahrzeugs angeordnete Kupplungsvorrichtung
abdecken und die in einem geöffneten
Zustand einen Gebrauch der Kupplungsvorrichtung ermöglichen.
Eines der beweglichen Elemente (im Folgenden: das erste bewegliche
Element) weist eine ungefähr
horizontal verlaufende Grenzlinie zu den anderen beiden beweglichen
Elementen (im Folgenden: zweites und drittes bewegliches Element)
auf. Das zweite und dritte bewegliche Element weisen in dem geschlossenen
Zustand der Klappenanordnung eine ungefähr vertikal verlaufende Grenzlinie
zueinander auf. Anders ausgedrückt
besitzt die dreiteilige (d. h. aus zumindest drei beweglichen Elementen
bestehende) Klappenanordnung sowohl eine horizontale als auch eine
vertikale Teilung, wenn sie in dem geschlossenen Zustand betrachtet
wird, d. h. zwei der Elemente sind nebeneinander angeordnet und
diese beiden Elemente sowie das erste Element sind übereinander
angeordnet.
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Bevorzugt
wird dabei, dass sich das erste bewegliche Element oberhalb der
beiden anderen beweglichen Elemente befindet. Der umgekehrte Fall ist
jedoch insbesondere bei bestimmten Gestaltungen des Bugs oder Hecks
des Schienenfahrzeugs ebenfalls möglich.
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Bisher
sind aus dem Stand der Technik zweiteilige Bugklappenanordnungen
bekannt, wobei die Teilung vertikal war, so dass die beiden Klappen
um eine etwa vertikal verlaufende Drehachse gedreht werden konnten.
Vereinzelt wurden aber auch einteilige, nach oben und gleichzeitig
nach hinten in den Bug hinein bewegbare Bugklappen vorgeschlagen, wie
beispielsweise bei dem in Norwegen betriebenen FT/XT/IC, die jedoch
wegen der Größe der Bugklappe
mit einer komplexen Bewegungsmechanik ausgestattet werden mussten.
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Mit
der vorliegenden Erfindung werden diese beiden Lösungsansätze kombiniert. Aufgrund der dreiteiligen
Ausführung
fallen bei gleicher Bugklappenöffnungsgröße die einzelnen
Teile jedoch kleiner aus und können
daher mit einfacher ausgeführter Bewegungsmechanik
geöffnet
und geschlossen werden. Außerdem
benötigen
sie weniger Platz. Dies betrifft insbesondere ihre Abmessung senkrecht
zum Verlauf der Oberfläche,
die im geschlossenen Zustand die Außenoberfläche bildet. Anders ausgedrückt kann
bei geringeren Abweichungen der einzelnen beweglichen Elemente von
der im Idealfall Platz sparenden ebenen Form dennoch eine im geschlossenen
Zustand insgesamt gekrümmte
Formgestaltung des Bugs oder Hecks erreicht werden.
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Vorteilhafterweise
sind das zweite und das dritte bewegliche Element, welche im geschlossenen Zustand
eine ungefähr
vertikal verlaufende Grenzlinie aufweisen, etwa gleich groß und bezüglich der Grenzlinie
etwa spiegelsymmetrisch ausgestaltet.
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Die
etwa horizontal verlaufende Grenzlinie zwischen einerseits dem ersten
beweglichen Element und andererseits dem zweiten und dritten beweglichen
Element kann vorzugsweise etwa an dem in Fahrtrichtung am weitesten
vorne liegenden Punkt bzw. am weitesten vorne liegenden Bereich
des Bugs verlaufen, wenn sich die Klappenanordnung in dem geschlossenen
Zustand befindet. Entsprechendes gilt bei umgekehrter Fahrtrichtung
für das
Heck. Eine solche Teilung hat den Vorteil, dass die einzelnen Elemente
verhältnismäßig wenig
gekrümmt
sind.
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Die
Dreiteiligkeit, d. h. das Vorhandensein von drei beweglichen Elementen
der Klappenanordnung, schließt
nicht aus, dass die Klappenanordnung weitere Elemente aufweist,
die im geschlossenen Zustand einen Teil der Außenoberfläche am Bug oder Heck des Schienenfahrzeugs
bilden. Z. B. könnte
zumindest eines der beweglichen Elemente aus zwei oder mehr Teilelementen
bestehen, die jedoch in der Regel beim Öffnen und Schließen der
Klappenanordnung gemeinsam ohne oder mit geringer Relativbewegung
zueinander bewegt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Klappenanordnung
ein separates Element aufweisen, welches in dem geschlossenen Zustand
an zumindest einem der drei beweglichen Elemente befestigt ist.
Ein solches zusätzliches
Element kann z. B. eine Revisionsklappe sein, die es einem Servicetechniker
ermöglicht,
in das Innere des Bugs hineinzusehen, ohne die drei beweglichen
Elemente bewegen zu müssen.
Wenn es auch nicht bevorzugt wird, so wäre es dennoch möglich, dass
ein zusätzliches
Element der Klappenanordnung (z. B. an dem Ort, wo im geschlossenen
Zustand die horizontal verlaufende Grenzlinie und die vertikal verlaufende
Grenzlinie bzw. ihre Verlängerungen
aufeinandertreffen) abnehmbar ist, um z. B. die Klappenanordnung
manuell betätigen
zu können.
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Das
erste bewegliche Element ist zum Öffnen und Schließen der
Klappenanordnung vorzugsweise um eine etwa horizontal verlaufende
Drehachse drehbar. Um die Drehbewegung zu bewirken, kann z. B. eine
hydraulisch oder pneumatisch betätigbare
Kolben-/Zylindereinheit vorgesehen sein, welche vom Fahrzeugführer bedienbar
ist. Auf ein Ausführungsbeispiel
wird noch näher
eingegangen.
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Alternativ
oder zusätzlich
können
das zweite und dritte bewegliche Element zum Öffnen und Schließen der
Klappenanordnung jeweils um eine etwa vertikal verlaufende Drehachse
drehbar sein, wobei es sich bevorzugter Maßen um dieselbe Drehachse handelt.
Wiederum kann die Kolben-/Zylindereinheit oder eine andere Einheit
die Drehbewegung bewirken.
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Die
Außenränder der
beweglichen Elemente grenzen im geschlossenen Zustand der Klappenanordnung
in der Regel an feststehende Teile der Außenhülle des Schienenfahrzeugs an.
Außerdem
haben die beweglichen Elemente eine nicht vernachlässigbar
kleine Dicke, insbesondere um als Bugklappenanordnung den mechanischen
Belastungen (Stöße und Luftwiderstand
vor allem bei hohen Fahrgeschwindigkeiten) standhalten zu können. Wenn
(wie bei den zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen)
die beweglichen Elemente lediglich durch eine Drehbewegung um eine
Drehachse in die geöffnete
Stellung und wieder zurück
in die geschlossene Stellung gebracht werden sollen, sind die Außenränder der
beweglichen Elemente vorzugsweise abgefast, d. h. der jeweilige
Rand verläuft
nicht senkrecht, sondern schräg
zur Außenoberfläche des
Elements. Alternativ oder zusätzlich
sind auch die Ränder
der im geschlossenen Zustand gegenüberstehenden Ränder der
feststehenden Teile der Außenhülle abgefast.
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Insbesondere
bei einem Hochgeschwindigkeitszug können die drei beweglichen Elemente
in dem geschlossenen Zustand einen Teil der Außenoberfläche des Schienenfahrzeugs bilden,
der in einer vertikal verlaufenden Ebene, die sich in Fahrtrichtung des
Schienenfahrzeugs erstreckt, einen Verlauf aufweist, welcher ausgehend
von einem in Fahrtrichtung am weitesten vorstehenden Punkt sowohl
nach oben als auch nach unten zurückweicht. In anderen Worten
bilden die drei beweglichen Elemente in dem geschlossenen Zustand
zumindest einen Bereich des in Fahrtrichtung vorspringenden Bugs
(oder nach hinten zurückspringenden
Hecks, wobei ”zurückspringen” nicht
als stufenartige Formgestaltung zu verstehen ist, sondern die für Hochgeschwindigkeitszüge bekannten
gekrümmten
Konturen mit einschließt).
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Das
zweite und dritte bewegliche Element können sich in dem geöffneten
Zustand jeweils zwischen einerseits einem Stoßabsorber zum Aufnehmen von
kinetischer Energie beim Aufprall des Schienenfahrzeugs und andererseits
einer Außenhülle des Schienenfahrzeugs
befinden. Dies ist möglich,
da aufgrund der dreiteiligen Ausführungsform wenig Platz für das zweite
und dritte bewegliche Element benötigt wird. Konkreter handelt
es sich bei der Außenhülle um einen
Bereich, der unten und/oder seitlich rechts oder links den Bug oder
das Heck des Schienenfahrzeugs begrenzt.
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Wie
bereits eingangs erwähnt,
umfasst die Erfindung auch ein Schienenfahrzeug mit der Klappenanordnung
in einer der hier beschriebenen Ausgestaltungen.
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Ferner
betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Kuppeln eines Schienenfahrzeugs,
insbesondere eines Hochgeschwindigkeitszuges, wie eingangs erwähnt, wobei
zum Öffnen
des Bugs oder Hecks drei bewegliche Elemente der Klappenanordnung bewegt
werden, die in dem geschlossenen Zustand einen Teil der Außenoberfläche am Bug
oder Heck des Schienenfahrzeugs bilden, wobei ein erstes der beweglichen
Elemente in dem geschlossenen Zustand eine ungefähr horizontal verlaufende Grenzlinie
zu dem zweiten und dritten beweglichen Element aufweist und wobei
das zweite und dritte bewegliche Element in dem geschlossenen Zustand
eine ungefähr
vertikal verlaufende Grenzlinie zueinander aufweisen.
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Das
erste bewegliche Element kann zum Öffnen und Schließen der
Klappenanordnung um eine etwa horizontal verlaufende Drehachse gedreht
werden. Alternativ oder zusätzlich
können
das zweite und dritte bewegliche Element zum Öffnen und Schließen der
Klappenanordnung jeweils um eine etwa vertikal verlaufende Drehachse
gedreht werden, wobei die beiden Drehachsen auch dieselbe Drehachse
sein können.
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Weitere
Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich aus der Beschreibung
der Klappenanordnung.
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Außerdem gehört zum Umfang
der Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Klappenanordnung
für ein
Schienenfahrzeug, wie eingangs erwähnt. Drei bewegliche Elemente
werden derart angeordnet, dass ein erstes der beweglichen Elemente in
dem geschlossenen Zustand eine ungefähr horizontal verlaufende Grenzlinie
zu dem zweiten und dritten beweglichen Element aufweist und dass
das zweite und dritte bewegliche Element in dem geschlossenen Zustand
eine ungefähr
vertikal verlaufende Grenzlinie zueinander aufweisen.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.
Die einzelnen Figuren der Zeichnung zeigen:
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1 schematisch
eine dreidimensionale Ansicht des Bugs eines Hochgeschwindigkeitszuges von
vorne links gesehen,
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2 schematisch
eine Ansicht von vorne auf den in 1 dargestellten
Bug, wobei die linke Seite der Außenhülle und der Bugklappen des
Schienenfahrzeugs weggelassen ist, um den Blick auf das Innere des
Bugs freizugeben,
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3 eine
Darstellung ähnlich
der in 2, wobei jedoch die obere Klappe und die untere
rechte Klappe der Bugklappenanordnung nicht wie in 2 in
dem geschlossenen Zustand sind, sondern in dem geöffneten
Zustand,
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4 die
Darstellung gemäß 2,
wobei der Blick jedoch von links vorne auf den Bug und das Innere
des Bugs gerichtet ist,
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5 die
Darstellung gemäß 3,
wobei jedoch wie in 4 der Blick von schräg vorne
auf den Bug und das Innere des Bugs gerichtet ist und wobei wie
in 4 ein auf Höhe
der Kupplungsvorrichtung angeordneter Stoßabsorber auf der linken Seite
des Bugs nicht dargestellt ist, um den Blick auf die Bewegungsmechanik
zu ermöglichen,
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6 eine
Darstellung ähnlich
der in 5, wobei jedoch die gesamte obere Bugklappe dargestellt
ist, der auf Höhe
der Kupplungsvorrichtung angeordnete linke Stoßabsorber ebenfalls dargestellt ist
und wobei sich die untere rechte Bugklappe in dem geschlossenen
Zustand befindet,
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7 eine
Darstellung wie in 2, wobei jedoch der Blick von
links seitlich auf den Bug und das Innere des Bugs gerichtet ist
und
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8 eine
Darstellung wie in 3, wobei der Blick jedoch von
links seitlich auf den Bug und das Innere des Bugs gerichtet ist.
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Aus 1 erkennt
man den Bug (bzw. bei umgekehrter Fahrtrichtung das Heck) eines
Hochgeschwindigkeitszuges. Unterhalb der Frontscheibe 3, durch
die der Fahrer bei Vorwärtsfahrt
auf den vor dem Schienenfahrzeug liegenden Teil des Schienenweges 4 blicken
kann, befindet sich in dem am weitesten in Fahrtrichtung vorspringenden
Bereich der Außenhülle des
Fahrzeugs eine dreiteilige Klappenanordnung, die im Falle der Vorwärtsfahrt
eine Bugklappenanordnung ist und im Falle der Rückwärtsfahrt eine Heckklappenanordnung
ist. Die Klappenanordnung 5 weist drei bewegliche Elemente
(im Folgenden auch Klappen genannt) auf. Eine obere Klappe 7 erstreckt
sich über
die gesamte Breite der Klappenanordnung 5. Dagegen sind
zwei spiegelsymmetrisch zueinander angeordnete und gestaltete untere Klappen 8, 9 durch
eine in der Mitte des Schienenfahrzeugs (d. h. etwa oberhalb der
Mitte zwischen den beiden Fahrschienen des Schienenweges 4) vertikal
verlaufende Grenzlinie gegeneinander abgegrenzt. In dem in 1 dargestellten
geschlossenen Zustand der Klappenanordnung 5 stoßen die
beiden unteren Klappen 8, 9 an der vertikal verlaufenden Grenzlinie
aneinander an. Ferner stoßen
die beiden unteren Klappen 8, 9 an ihrem oberen
Rand, d. h. an einer horizontal verlaufenden Grenzlinie an dem unteren
Rand der oberen Klappe 7 an.
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Die
Grenzlinien müssen
im Allgemeinen, d. h. bei anderen Ausführungsformen der Erfindung, nicht
durchgehend horizontal bzw. vertikal verlaufen. Vielmehr können z.
B. lediglich Abschnitte der Grenzlinien horizontal oder vertikal
verlaufen. Auch müssen
die Grenzlinien oder die Abschnitte nicht exakt horizontal bzw.
vertikal verlaufen. So ist z. B. auch eine in Wellenform oder zickzackförmig verlaufende Grenzlinie
möglich.
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Die
Klappen 7–9 können aus
demselben Material hergestellt werden, das auch für die Herstellung der
anderen Bereiche der Außenhülle des
Schienenfahrzeugs verwendet wird, z. B. Blech oder faserverstärkter Kunststoff.
Es ist jedoch auch möglich,
für die Bugklappen
andere Materialien als für
den übrigen Teil
der Außenhülle zu verwenden.
Durch die Verwendung von Kunststoffmaterialien kann gegenüber Blechen
Gewicht gespart werden, wodurch die Bewegungsmechanik, einschließlich der
entsprechenden Antriebseinrichtungen, entlastet wird.
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Anders
als in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel kann die ungefähr horizontal
verlaufende Grenzlinie die Bugklappenanordnung in einem anderen Höhenverhältnis teilen.
In dem anhand der 1 bis 8 beschriebenen
Ausführungsbeispiel liegt
die Teilung etwa in der Mitte der Höhe.
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Sowohl
die obere Klappe 7 als auch die beiden unteren Klappen 8, 9 weisen
eine konvexe Form auf, wobei die Krümmungsradien stellenweise sehr klein
sind und an anderen Stellen der Außenoberfläche deutlich größer sind,
wie z. B. aus 3 und 8 erkennbar
ist, die jeweils Klappen in geöffneter Stellung,
d. h. in dem geöffneten
Zustand, zeigen. Die gesamte Kontur der Klappenanordnung 5 in
der vertikalen Mittelebene des Schienenfahrzeugs lässt sich
aus 7 erkennen.
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Die
Außenkontur
der einzelnen Platten muss jedoch nicht in allen Außenoberflächenbereichen konvex
sein. Insbesondere könnten
die unteren Bugklappen in der Nähe
ihres unteren Randes aus aerodynamischen Gründen einen konkaven Außenoberflächenbereich
haben.
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Im
Folgenden wird auf die Bewegungsmechanik und die Antriebseinrichtungen
eingegangen, die eine Bewegung der Bewegungsmechanik und damit der
Klappen 7, 8, 9 ermöglichen. Dadurch können die
Klappen 7–9 aus
der in 1 dargestellten geschlossenen Stellung in die
z. B. in 3 und 5 dargestellte
offene Stellung gebracht werden. Wie gut aus 3, 5 und 6 erkennbar
ist, ist die obere Klappe 7 um eine horizontal verlaufende Drehachse 11 drehbar.
Dabei reicht die Drehbewegung um die Drehachse 11 (wie
auch bei den bevorzugten anderen Ausführungsformen der Erfindung) aus,
um die obere (erste) Klappe der dreiteiligen Klappenanordnung von
dem geschlossenen Zustand in den geöffneten Zustand zu bringen
und umgekehrt. Insbesondere werden daher z. B. keine Kulissenführungen
oder Bewegungsmechaniken benötigt, die
der Drehbewegung eine Linearbewegung überlagern.
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Aus 5 ist
im linken unteren und im linken oberen Figurenteil jeweils ein feststehendes
Teil 81a, 81b der Außenhülle dargestellt, der einen
abgefasten Randbereich 82a, 82b aufweist, um eine
Drehbewegung der entsprechenden Klappe 7, 8 aus
der geschlossenen Stellung in die offene Stellung und umgekehrt
zu ermöglichen.
Der entsprechend abgefaste untere Rand 83a der Klappe 8 und
der entsprechend abgefaste obere Rand 83b der Klappe 7 sind
aus 6 erkennbar.
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Die
Drehbewegung zum Drehen der oberen Klappe 7 um die Drehachse 11 wird
von einer Kolben-/Zylindereinheit 12 bewirkt (z. B. 7).
Dabei ist z. B. die Kolbenstange 13 der Einheit 12 an
einem horizontal verlaufenden, von tragenden Teilen 14 des Fahrzeugs
in Fahrtrichtung vorspringenden Träger 15 befestigt.
Die Befestigung an dem Träger 15 ist
als gelenkige Verbindung 16 ausgeführt, die beim Öffnen oder
Schließen
der Klappe 7 eine Drehbewegung der Kolbenstange 13 um
eine horizontale Drehachse ermöglicht.
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Der
Zylinder 17 der Einheit 12 ist ebenfalls über eine
gelenkige Verbindung 18 mit horizontaler Drehachse mit
einem bügelartigen
Klappenträger 19 verbunden.
Die Gewichtskraft der Klappe 7 und die weiteren auf die
Klappe wirkenden Kräfte,
insbesondere bei Fahrt mit hoher Geschwindigkeit, werden daher über den
Klappenträger 19,
die Drehmechanik 20, welche die Drehbeweglichkeit um die
Drehachse 11 ermöglicht,
und den Träger 15 auf
die tragende Konstruktion des Schienenfahrzeugs abgeleitet. Um die
Klappe 7 stabil an dem Klappenträger 19 zu befestigen,
weist jeder Schenkel 23a, 23b des Klappenträgers 19 eine
gabelartige Verzweigung 21a, 21b auf, über die
der Schenkel 23 mit einer Strebe 22a, 22b verbunden
ist, welcher an der Klappe 7 befestigt ist (siehe z. B. 5 und 7).
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Der
Bügel 24 des
Klappenträgers 19 ist
vorzugsweise der Form der Klappe 7 an ihrer innenseitigen
Oberfläche
angepasst, so dass die aus 4 erkennbare
obere Oberfläche
(im geschlossenen Zustand) des Bügels 24 vollflächig oder
an zahlreichen Punkten mit der inneren Oberfläche der Klappe 7 verbunden
sein kann. Dadurch wird eine sehr stabile und dauerhafte Verbindung
zwischen Klappenträger und
Klappe geschaffen.
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Ein
bügelartiger
Klappenträger
für das
erste bewegliche Element der dreiteiligen Klappenanordnung kann
nicht nur bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel eingesetzt werden.
Allgemeiner formuliert kann bei Ausführungsformen der Erfindung ein
beweglicher, insbesondere um eine Drehachse drehbeweglicher Klappenträger vorgesehen
sein, der zwei Schenkel aufweist, die über einen bügelförmigen Verbindungsbereich miteinander
verbunden sind. Insbesondere kann der bügelförmige Verbindungsbereich vollflächig oder
an zahlreichen Stellen mit der zu tragenden Klappe verbunden sein.
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Insbesondere
am in Fahrtrichtung vorne liegenden Ende des erwähnten Trägers (im Ausführungsbeispiel
Träger 15),
welcher auch die drehbewegliche Verbindung 20 zu dem bügelförmigen Klappenträger 19 trägt, kann
sich die vertikal verlaufende Drehachse 39 für die unteren
beiden Klappen 8, 9 befinden (siehe z. B. 3, 5, 7 und 8). Bei
der Drehachse 39 handelt es sich um eine gemeinsame Drehachse
für die
Drehbewegungen, welche zum Öffnen
bzw. Schließen
der beiden unteren Klappen 8, 9 führen. Jede
der unteren Klappen 8, 9 ist über eine gabelförmige, das
Gewicht der Klappe 8, 9 tragende Strebenkonstruktion 40 mit
dem Gelenk 41 verbunden, welches die Drehbewegung und die Drehachse 39 ermöglicht.
Wie z. B. aus 4 gut erkennbar ist, weist die
gabelförmige
Tragkonstruktion 40 der Klappe 9 (der unteren
linken Klappe, die in den 2 bis 8 nicht
dargestellt ist) insgesamt vier Streben 42a–42d auf,
die an ihrem Ende mit der Klappe 9 verbunden sind. Dabei
verlaufen zwei untere Streben 42a, 42b ungefähr sternförmig ausgehend von
einem Gabelansatz in der Nähe
des Gelenks 41 in horizontaler Richtung und etwa geradlinig
zu dem Befestigungspunkt zu der Klappe. In dem Verlauf der beiden
horizontalen Streben 42a, 42b zweigt jeweils eine
sich schräg
nach oben erstreckende Strebe 42c, 42d ab, die
die Klappe an einem höher
liegenden Kontaktpunkt kontaktiert (siehe z. B. 4 und 7).
Mit Ausnahme der Anbringung dieser beweglichen Tragkonstruktion
an dem Gelenk 41 ist die Tragkonstruktion der unteren rechten
Klappe 8 genau spiegelbildlich gestaltet, wie die Tragkonstruktion der
unteren linken Klappe 9.
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Die
gabelförmigen
Tragkonstruktionen 40 können
z. B. durch eine zumindest teilweise in dem Träger 15 untergebrachte
Kolben-/Zylindereinheit 63 um die Drehachse 39 gedreht
werden (6 und 7). Dazu
kann am in Fahrtrichtung vorne liegenden Ende einer Kolbenstange
(oder Verlängerung der
Kolbenstange) der Einheit 63 ein sich etwa in horizontaler
Richtung quer zur Längserstreckung
der Kolbenstange erstreckendes Endstück 62 befestigt sein.
An dem Endstück 62 ist
rechts und links jeweils eine Verbindungsstrebe 61 gelenkig
(um eine in vertikaler Richtung verlaufende Drehachse drehbar) angelenkt,
die an ihrem gegenüberliegenden
Ende wiederum gelenkig (um eine in vertikaler Richtung verlaufende
Drehachse drehbar) mit einer der horizontal verlaufenden Streben 42a, 42b verbunden
ist. Befinden sich die Klappen 8, 9 in dem geschlossenen
Zustand und sollen geöffnet
werden, wird die Kolbenstange 63 in Fahrtrichtung nach
hinten zurückgezogen,
wodurch sich auch das Endstück 62 nach
hinten, von den Klappen 8, 9 weg bewegt. Da die
Verbindungsstreben 61 in einem Abstand zu der Drehachse 39 an
der jeweiligen gabelförmigen
Tragkonstruktion 40 der Klappe 8 und der Klappe 9 angreifen,
werden sie um die Drehachse 39 gedreht und die Klappen 8 und 9 gelangen
in den geöffneten
Zustand.
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Die 2 bis 8 zeigen
außer
der Bewegungsmechanik zum Öffnen
und Schließen
der dreiteiligen Klappenanordnung 5 auch Stoßabsorber 51a, 51b, 152a, 152b.
Dabei befinden sich die Stoßabsorber 51 unterhalb
der Stoßabsorber 152,
etwa auf Höhe
der stabförmigen,
etwa in horizontaler Richtung nach vorne vorspringenden Tragkonstruktion 55 der
Kupplungsvorrichtung 56. Diese Kupplungsvorrichtung 56 ist
in manchen Figuren (z. B. 3, 6 und 8)
in verschiedenen möglichen
Positionen dargestellt, die während
des Betriebes des Schienenfahrzeugs bei Kupplung zu einem weiteren Schienenfahrzeug
vorkommen können.
Es ist nur eine Kupplungsvorrichtung 56 in dem Bug vorhanden.
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Die
Stoßabsorber 152 befinden
sich in dem geöffneten
Zustand der Klappenanordnung oberhalb der oberen Klappe 7,
d. h. das erste bewegliche Element der Klappenanordnung befindet
sich zwischen dem Träger
der Kupplungsvorrichtung und den oberen Stoßabsorbern 152, wie
z. B. 6 und 8 zeigen. Dabei befindet sich
genauer gesagt lediglich ein Teilbereich des ersten beweglichen
Elements (hier: der Klappe 7) unmittelbar zwischen dem
oberen Stoßabsorber 152 und
dem Träger 55.
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Um
das erste bewegliche Element aus dem geschlossenen Zustand in den
offenen Zustand zu bringen, kann insbesondere eine Drehbewegung
um eine ungefähr
horizontal verlaufende Drehachse (im Ausführungsbeispiel Drehachse 11)
ausgeführt
werden, die die Klappe um einen Winkel im Winkelbereich von 40° bis 100° dreht, im
Ausführungsbeispiel ca.
65°. Abhängig von
der Gestaltung der Außenhülle des
Schienenfahrzeugs im Bugbereich bzw. Heckbereich kann jedoch auch
ein anderer Drehwinkel gewählt
werden, um einerseits die ausreichende Bugklappenöffnungsgröße zu erreichen
und andererseits das erste bewegliche Element in eine geeignete
Lage im geöffneten
Zustand zu bringen.
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Das
zweite und dritte bewegliche Element kann durch Drehbewegung, wie
z. B. 4 und 5 zeigen, in einen Zwischenraum
zwischen der Außenhülle und
dem unteren Paar von Stoßabsorbern 51 in
den offenen Zustand gebracht werden. Dabei befindet sich die jeweilige
Klappe in dem Ausführungsbeispiel
der 1 bis 8 nicht auf der Höhe der Stoßabsorber 51.
Die Außenhülle des
Schienenfahrzeugs erstreckt sich jedoch im Bugbereich in ihrem Verlauf
von horizontal seitlich der Stoßabsorber 51 nach unten
einwärts
in Richtung vertikaler Mittelebene des Schienenfahrzeugs, so dass
(wie 3 zeigt) Klappe 8 im offenen Zustand
unterhalb des Stoßabsorbers 51b und
oberhalb des darunter liegenden Teils der Außenhülle des Schienenfahrzeugs positioniert
ist.
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Auch
in Bezug auf das zweite und dritte bewegliche Element sind andere
Gestaltungen möglich, bei
denen abhängig
von der Form des Bugs und der im Bug untergebrachten Bauteile (wie
Kupplung, Stoßabsorber,
Bewegungsmechanik usw.) die beweglichen Elemente in andere Zwischenräume zwischen
den Bauteilen und/oder der Außenhülle in den offenen
Zustand gebracht werden.
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Die
Vorteile der Erfindung können
wie folgt zusammengefasst werden:
- – Durch
die dreiteilige Ausführung
der Klappenanordnung können
verschiedene Freiräume
im Bugbereich oder Heckbereich des Schienenfahrzeugs dazu benutzt
werden, das jeweilige bewegliche Element im geöffneten Zustand der Klappenanordnung
unterzubringen. Der Platzbedarf für die einzelnen beweglichen
Elemente ist geringer als bei einer zweiteiligen Klappenausführung.
- – Die
Bewegungsmechanik kann einfacher und daher zuverlässiger ausgeführt werden
als bei zweiteiliger oder einteiliger Ausführung der Klappenanordnung,
da kleinere Elemente auf einfache Weise durch Drehbewegung in die
gewünschte Position
für den
geöffneten
Zustand gebracht werden können.
- – Der
geringere Platzbedarf für
die beweglichen Elemente der Klappenanordnung im geöffneten Zustand
schafft zusätzlichen
Platz für
Stoßabsorber
und die Kupplungsvorrichtung im Bug oder Heck, so dass die Kupplungsvorrichtung
nicht in Fahrtrichtung ausfahrbar und einfahrbar gestaltet werden
muss.
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Bei
der in dieser Beschreibung genannten Kupplungsvorrichtung handelt
es sich insbesondere um die so genannte Mittelpufferkupplung, d.
h. um die Kupplungsvorrichtung, die klassischerweise bei Wagons
und Lokomotiven zwischen den Stoßpuffern angeordnet war. Dies
bedeutet jedoch nicht, dass ein Schienenfahrzeug mit der erfindungsgemäßen Klappenanordnung
derartige Stoßpuffer
aufweisen muss. Vielmehr wird insbesondere bei Hochgeschwindigkeitszügen auf
derartige Stoßpuffer
verzichtet.