HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug, insbesondere für den

Hochgeschwindigkeitsverkehr, mit einem Wagenkasten, der einem Innenraum aufweist und eine Fahrzeuglängsrichtung, eine Fahrzeugquerrichtung sowie eine Fahrzeughöhenrichtung definiert, und einer Stromabnehmereinrichtung zur Montage in einer Vertiefung in einem Dachbereich des Wagenkastens. Der Wagenkasten weist im Bereich der Vertiefung eine ausgeprägt in der Fahrzeughöhenrichtung verlaufende Seitenwandstruktur und eine abgewinkelt zu der Seitenwandstruktur sowie im Wesentlichen in der Fahrzeugquerrichtung verlaufende Dachstruktur auf. Die Stromabnehmereinrichtung ist über eine die

Stromabnehmereinrichtung in der Fahrzeugquerrichtung überragende Trägereinrichtung auf dem Wagenkasten abgestützt. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine

entsprechende Stromabnehmeranordnung für ein solches Fahrzeug.

Bei solchen modernen, aus einer Oberleitung mit elektrischer Energie versorgten

Schienenfahrzeugen, wie sie beispielsweise aus der FR 2 880 604 A1 bekannt sind, welche typischerweise mit vergleichsweise hohen Nennbetriebsgeschwindigkeiten verkehren, besteht in der Regel das Problem, dass eine aktive Stromabnehmereinrichtung sowohl durch die an ihr wirkenden aerodynamischen Lasten als auch durch die Kontaktlasten mit der Oberleitung zu Schwingungen angeregt werden. Diese Schwingungen werden zum einen über die Struktur der Stromabnehmereinrichtung (als so genannter Körperschall) in die stützende Dachstruktur des Wagenkastens eingeleitet, führen mithin also zu Vibrationen in der Dachstruktur. Zudem bewirken die Schwingungen der Stromabnehmereinrichtung eine unmittelbare Emission von Schallwellen an der Oberfläche der Stromabnehmereinrichtung, welche sich (als so genannter Luftschall) in der umgebenden Atmosphäre ausbreiten. Ein Teil dieser Schallwellen trifft wiederum auf die angrenzende Dachstruktur des Wagenkastens und regt diese ebenfalls zu Schwingungen an. Die auf diesen beiden Wegen induzierten Schwingungen der Dachstruktur breiten sich wiederum als Körperschall in der

Fahrzeugstruktur aus und führen letztlich zu einer mehr oder weniger starken

Schallimmission in den Innenraum des Fahrzeugs. Die Strom führenden Bauteile der Stromabnehmereinrichtung müssen typischerweise einen bestimmten Mindestabstand zur angrenzenden Wagenkastenstruktur aufweisen, um einen Spannungsüberschlag auf die Wagenkastenstruktur sicher zu verhindern. Hierzu sind bei dem Fahrzeug aus der FR 2 880 604 A1 mehrere Isolatoren entsprechender Höhe vorgesehen, über welche die Strom führenden Bauteile des Stromabnehmers auf der Trägereinrichtung abgestützt und von dieser elektrisch isoliert sind. Diese Gestaltung bedingt jedoch, dass die Stromabnehmereinrichtung auch im eingefahrenen Ruhezustand eine vergleichsweise große Bauhöhe aufweist.

Dabei bilden ein im Bereich der Längsmittenebene des Wagenkastens angeordneter mittiger Isolator und zwei in der Fahrzeugquerrichtung fluchtende, zu beiden Seiten der

Längsmittenebene angeordnete seitliche Isolatoren eine Dreipunktabstützung. Die beiden seitlichen Isolatoren stützen dabei unter anderem das um die Fahrzeuglängsachse auf die Stromabnehmereinrichtung wirkende oszillierende Drehmoment ab, welches aus der Kontaktkraft resultiert, die in dem (aus Gründen einer möglichst gleichmäßigen Abnutzung der Schleifleiste) in der Fahrzeugquerrichtung hin und her wandernden Kontaktpunkt der Schleifleiste mit der Oberleitung wirkt. Der Abstand der seitlichen Isolatoren in der

Fahrzeugquerrichtung ist bei solchen Gestaltungen in der Regel möglichst gering gewählt, um die Angriffsfläche für den Fahrtwind und damit den aerodynamischen Widerstand der Stromabnehmereinrichtung so gering wie möglich zu halten.

Um die aerodynamischen Lasten auf die Stromabnehmereinrichtung und den

aerodynamischen Widerstand des Fahrzeugs weiter zu reduzieren, ist die

Stromabnehmereinrichtung häufig in einer Vertiefung im Dach des Wagenkastens angeordnet. Dies hat jedoch den Nachteil, dass der Bereich der mechanischen Anbindung der Stromabnehmereinrichtung an die Dachstruktur näher an den Innenraum des Fahrzeugs rückt, wodurch sich nicht zuletzt die akustischen Probleme im Innenraum verstärken, welche durch den Schalleintrag bedingt sind, der durch die Stromabnehmereinrichtung induziert wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Fahrzeug sowie eine Stromabnehmeranordnung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, welche die oben genannten Nachteile nicht oder zumindest in geringerem Maße mit sich bringt und insbesondere auf einfache Weise im Betrieb einen möglichst geringen Strömungswiderstand des Fahrzeugs bei möglichst geringer Geräuschimmission in den Innenraum des Fahrzeugs ermöglicht.

Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe ausgehend von einem Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Sie löst diese Aufgabe weiterhin mit einer

Stromabnehmeranordnung gemäß dem Anspruch 15.

Der vorliegenden Erfindung liegt die technische Lehre zu Grunde, dass man auf einfache Weise im Betrieb einen möglichst geringen Strömungswiderstand des Fahrzeugs bei möglichst geringer Geräuschimmission in den Innenraum des Fahrzeugs erzielen kann, wenn die Abstützung der Trägereinrichtung und der darauf montierten Stromabnehmereinrichtung unter Umgehung der im Wesentlichen horizontal bzw. senkrecht zur Fahrzeughöhenrichtung verlaufenden Dachstruktur im Wesentlichen unmittelbar über die Seitenwandstruktur des Wagenkastens erfolgt.

Hierdurch werden zum einen die Eigenschaften im Zusammenhang mit der Einleitung von Körperschall in die Struktur des Wagenkastens verbessert, da die Stützbreite bei der Abstützung der Stromabnehmereinrichtung erhöht wird, sodass beispielsweise bei der Abstützung von Drehmomenten um die Fahrzeuglängsachse geringere, die

Wagenkastenstruktur anregende Stützkräfte und damit letztlich geringere

Schwingungsamplituden erzielt werden.

Zudem verlagert die Trägereinrichtung die Kraftangriffspunkte der Stützkräfte aus dem primär horizontal bzw. senkrecht zur Fahrzeughöhenrichtung ausgerichteten Bereich der

Dachstruktur in den Bereich der meist primär in der Fahrzeughöhenrichtung verlaufenden Seitenwände des Wagenkastens. Hierdurch wird erreicht, dass die in die Wandstruktur des Wagenkastens eingeleiteten Stützkräfte nicht mehr primär senkrecht zur Wandebene der abstützenden Struktur in die Dachstruktur eingeleitet werden, sondern primär in der Ebene der abstützenden seitlichen Wandstruktur wirken. Dies ist insoweit von Vorteil, als die Anregung der stützenden Wandstrukturen zu Biegeschwingungen reduziert wird, die unter akustischen Gesichtspunkten besonders kritisch sind.

Weiterhin entsteht durch die die jeweilige Seitenwandstruktur fortsetzende Stützeinrichtung, die daran angreifende Trägereinrichtung und die darunter liegende, ebenfalls an der

Seitenwandstruktur angreifende Dachstruktur eine (in der zur Fahrzeuglängsrichtung senkrechten Schnittebene) generell ringförmige, typischerweise im Wesentlichen trapezförmige Struktur, welche zu einer vorteilhaften Versteifung der Wagenkastenstruktur führt, welche die durch die Vertiefung eingebrachte strukturelle Schwächung der

Wagenkastenstruktur zumindest teilweise kompensiert.

Diese Versteifung hat zudem den Vorteil, dass sich die Eigenfrequenzen der montierten Gesamtstruktur in höhere, von den Passagieren als weniger störend empfundene

Frequenzbereiche verschieben lassen.

Schließlich können bei dieser Gestaltung in einfacher Weise über eine geeignete zusätzliche Luftschallreduktionseinrichtung die Eigenschaften im Zusammenhang mit der Einleitung von Luftschall in die Struktur des Wagenkastens verbessert werden, indem beispielsweise zwischen der Stromabnehmereinrichtung und der Dachstruktur eine seitlich überstehende Abschirmeinrichtung vorgesehen wird, welche die Dachstruktur großflächig gegen

Schallwellen abschirmt, welche von der Stromabnehmereinrichtung ausgehen. Auch hiermit lässt sich die Schwingungsanregung der Dachstruktur und damit die Schallemission in den Innenraum des Fahrzeugs erheblich reduzieren.

Gemäß einem Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung daher ein Schienenfahrzeug, insbesondere für den Hochgeschwindigkeitsverkehr, mit einem Wagenkasten, der einen Innenraum aufweist und eine Fahrzeuglängsrichtung, eine Fahrzeugquerrichtung sowie eine Fahrzeughöhenrichtung definiert, und einer Stromabnehmereinrichtung zur Montage in einer Vertiefung in einem Dachbereich des Wagenkastens. Der Wagenkasten weist im Bereich der Vertiefung eine ausgeprägt in der Fahrzeughöhenrichtung verlaufende Seitenwandstruktur und eine abgewinkelt zu der Seitenwandstruktur sowie im Wesentlichen in der

Fahrzeugquerrichtung verlaufende Dachstruktur auf. Die Stromabnehmereinrichtung ist über eine die Stromabnehmereinrichtung in der Fahrzeugquerrichtung überragende

Trägereinrichtung auf dem Wagenkasten abgestützt. Die Trägereinrichtung ist zur Reduktion eines von der Stromabnehmereinrichtung induzierten Eintrags von Schwingungen in die Dachstruktur über eine den Verlauf der Seitenwandstruktur im Wesentlichen fortsetzende, die Dachstruktur in der Fahrzeughöhenrichtung überragende Stützeinrichtung auf dem

Wagenkasten abgestützt.

Die Gestaltung der Stützeinrichtung sowie die Abstützung bzw. Anbindung der

Trägereinrichtung an der Stützeinrichtung bzw. der Seitenwandstruktur kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise erfolgen, solange hiermit eine Schwingungsanregung der Dachstruktur so weit wie möglich vermieden wird, indem die Schwingungsenergie aus der Trägereinrichtung möglichst ohne Umweg über die Dachstruktur in die Seitenwandstruktur eingeleitet wird.

Bei bevorzugten, weil einfach gestalteten Varianten der Erfindung weist die Stützeinrichtung zum mechanischen Anschluss bzw. zur Befestigung der Trägereinrichtung einen

Trägeranschlussbereich auf, wobei der Trägeranschlussbereich in der

Fahrzeughöhenrichtung auf einem Trägeranschlussniveau in einer Trägeranschlusshöhe über einem Grundniveau liegt, welches eine Oberseite der Dachstruktur am Grund der Vertiefung definiert, während der Trägeranschlussbereich bevorzugt mit einem auf der gegenüberliegenden Fahrzeugseite angeordneten (bevorzugt im Wesentlichen

spiegelsymmetrisch zur einer Mittenlängsebene des Wagenkastens gestalteten)

Trägeranschlussbereich in der Fahrzeugquerrichtung eine Anschlussbreite definiert.

Der die Seitenwandstruktur fortsetzende Überstand der Stützeinrichtung (in der

Fahrzeughöhenrichtung) über die Dachstruktur hinaus kann grundsätzlich beliebig gewählt werden, wobei durch einen möglichst hohen Überstand die grundsätzliche strukturelle Schwächung des Wagenkastens durch die Vertiefung reduziert wird. Limitierend ist insoweit lediglich die für die Unterbringung des eingefahrenen Stromabnehmers erforderliche Breite der Vertiefung (d. h. deren Abmessung in der Fahrzeugquerrichtung).

Der Wagenkasten weist bei bevorzugten Varianten der Erfindung in einem in der

Fahrzeuglängsrichtung an die Vertiefung angrenzenden Bereich in der

Fahrzeughöhenrichtung eine maximale Dachhöhe über dem Grundniveau auf, wobei die Trägeranschlusshöhe dann wenigstens 20% der maximalen Dachhöhe beträgt, insbesondere 20% bis 50% der maximalen Dachhöhe beträgt, vorzugsweise 25% bis 40% der maximalen Dachhöhe beträgt, weiter vorzugsweise 30% bis 35% der maximalen Dachhöhe beträgt. Hiermit lassen sich (insbesondere bei im Dachbereich stark gewölbten Wagenkästen) bei ausreichender Breite der Vertiefung unter Steifigkeitsgesichtspunkten und

Schwingungsgesichtspunkten besonders günstige Konfigurationen erzielen.

Zusätzlich oder alternativ kann der Wagenkasten in einem in der Fahrzeuglängsrichtung an die Vertiefung angrenzenden Bereich auf dem Anschlussniveau in der Fahrzeugquerrichtung eine erste Wagenkastenbreite aufweisen, wobei dann die Anschlussbreite wenigstens 80% der ersten Wagenkastenbreite beträgt, insbesondere 80% bis 99% der ersten

Wagenkastenbreite beträgt, vorzugsweise 85% bis 97% der ersten Wagenkastenbreite beträgt, weiter vorzugsweise 90% bis 95% der ersten Wagenkastenbreite beträgt. Durch diese besonders weit nach außen verlagerte mechanische Anbindung der Trägereinrichtung (mithin also die besonders hohe Stützbreite für Momente um die Fahrzeuglängsachse) kann eine besonders starke Reduktion der Amplitude der schwingungsanregenden

Reaktionskräfte und deren unmittelbare Einleitung in die Seitenwandstruktur erzielt werden.

Zusätzlich oder alternativ kann die Stützeinrichtung einen Wandabschnitt der

Seitenwandstruktur bilden, dessen zur Fahrzeuglängsrichtung parallele

Wandabschnittsmittenebene im Bereich des Trägeranschlussniveaus zu einer durch das Grundniveau definierten Grundniveauebene um 40° bis 65° geneigt ist, vorzugsweise um 45° bis 60° geneigt ist, weiter vorzugsweise um 50° bis 55° geneigt ist. Hiermit kann

typischerweise eine im Wesentlichen vollständige bzw. nahtlose Fortsetzung der

Seitenwandstruktur erzielt werden, deren Verlauf (in Fahrzeuglängsrichtung) demjenigen der Seitenwandstruktur außerhalb des Bereichs der Vertiefung entspricht.

Die Stützeinrichtung kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise gestaltet und/oder mit der Seitenwandstruktur verbunden sein. So ist es bei beispielsweise möglich, dass die Stützeinrichtung aus einer oder mehreren separaten Komponenten gefertigt wird, welche dann mit der Seitenwandstruktur geeignete Weise verbunden werden. Dabei kann es sich beispielsweise um ein Profilelement handeln, welches sich (in der Fahrzeuglängsrichtung) über die gesamte Länge der Vertiefung erstreckt. Ebenso können gegebenenfalls aber natürlich auch nur im Bereich der jeweiligen Anbindungspunkte der Trägereinrichtung entsprechende Stützelemente vorgesehen sein, welche mit der Seitenwandstruktur verbunden sind.

Bei bevorzugten, weil besonders robusten Varianten der Erfindung ist die Stützeinrichtung einstückig mit der Seitenwandstruktur, insbesondere einstückig mit einem Dachlängsträger der Seitenwandstruktur, ausgebildet. Weiterhin ergeben sich besonders günstige

Gestaltungen, wenn die Stützeinrichtung nach Art eines Strangpressprofils ausgebildet ist. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn auch die Seitenwandstruktur selbst bzw. die an die Stützeinrichtung angrenzenden Teile der Seitenwandstruktur selbst schon als

Strangpressprofil ausgebildet sind, da beide Komponenten dann als gemeinsames, einstückiges Bauteil hergestellt werden können.

Es versteht sich, dass die Kontur der Seitenwand im Bereich der Stützeinrichtung gegebenenfalls von der übrigen Kontur der angrenzenden Seitenwand des Wagenkastens abweichen kann. Vorzugsweise ist jedoch vorgesehen, dass die Stützeinrichtung eine in der Fahrzeuglängsrichtung im Wesentlichen prismatische Kontur der Seitenwandstruktur, insbesondere eine im Wesentlichen prismatische Außenkontur der Seitenwandstruktur, im Bereich der Vertiefung in der Fahrzeuglängsrichtung im Wesentlichen fortsetzt. Hiermit lassen sich nicht nur im Hinblick auf die günstige Krafteinleitung in die Seitenwandstruktur vorteilhafte Varianten erzielen. Insbesondere sind derartige Gestaltungen auch im Hinblick auf die aerodynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs von Vorteil.

Die Anbindung der Trägereinrichtung an der Stützeinrichtung kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise erfolgen. Hierbei können einzeln oder beliebiger in Kombination formschlüssige, kraftschlüssige und stoffschlüssige Verbindungen verwendet werden.

Vorzugsweise weist die Stützeinrichtung zum Anschluss der Trägereinrichtung einen Trägeranschlussbereich auf, der vorzugsweise wenigstens ein nach Art einer C-Schiene ausgebildetes Anschlusselemeni aufweist. Hiermit lassen sich auf besonders einfache Weise zuverlässige mechanische Verbindungen zwischen der Trägereinrichtung und der

Stützeinrichtung erzielen.

Die Anbindung der Trägereinrichtungen an der Stützeinrichtung kann grundsätzlich aus beliebigen geeigneten Richtungen erfolgen. So kann die Trägereinrichtung beispielsweise in der Fahrzeugquerrichtung von innen her an der Stützeinrichtung angebunden sein.

Vorzugsweise weist die Stützeinrichtung einen Trägeranschlussbereich auf, der zum Anschluss der Trägereinrichtung von oben her ausgebildet ist. Hiermit lassen sich auf besonders einfache Weise zu fertigende und zu montierende Konfigurationen erzielen.

Die Höhe der Trägereinrichtung bzw. der darauf abgestützten Stromabnehmereinrichtung über dem Niveau der Dachstruktur kann grundsätzlich beliebig gewählt sein, wobei trotz des Überstands der Stützeinrichtung über dem Niveau der Dachstruktur bevorzugt ein möglichst niedrig bauende Anordnung gewählt wird, bei welcher die Stromabnehmereinrichtung in möglichst geringem Abstand über der Dachstruktur angeordnet ist. Dies ist unter aerodynamischen Gesichtspunkten insoweit von Vorteil, als die Stromabnehmereinrichtung dann gegebenenfalls vollständig innerhalb der prismatischen Kontur des Wagenkastens liegen kann.

Typischerweise ist die Stromabnehmereinrichtung in wenigstens einem

Stromabnehmeranschlussbereich auf der Trägereinrichtung abgestützt, wobei der

Stromabnehmeranschlussbereich in der Fahrzeughöhenrichtung auf einem mittleren Stromabnehmeranschlussniveau in einer Stromabnehmeranschlusshöhe über einem Grundniveau liegt, welches eine Oberseite der Dachstruktur am Grund der Vertiefung definiert. Der Wagenkasten weist in einem in der Fahrzeuglängsrichtung an die Vertiefung

angrenzenden Bereich in der Fahrzeughöhenrichtung typischerweise eine maximale

Dachhöhe über dem Grundniveau auf, wobei die Stromabnehmeranschlusshöhe dann bevorzugt höchstens 50% der maximalen Dachhöhe beträgt, insbesondere 10% bis 50% der maximalen Dachhöhe beträgt, vorzugsweise 20% bis 40% der maximalen Dachhöhe beträgt, weiter vorzugsweise 25% bis 35% der maximalen Dachhöhe beträgt. Hiermit lassen sich besonders vorteilhafte, kompakt bzw. niedrig bauende Gestaltungen erzielen, bei denen die Stromabnehmereinrichtung vorteilhaft nahe an der Dachstruktur angeordnet ist.

Weiterhin weist die Stützeinrichtung zum Anschluss der Trägereinrichtung typischerweise einen Trägeranschlussbereich auf, der in der Fahrzeughöhenrichtung auf einem

Trägeranschlussniveau über dem Grundniveau liegt, während die Trägereinrichtung in der Fahrzeughöhenrichtung eine Trägermittenebene definiert. Die Trägermittenebene liegt bei bevorzugten, weil kompakte bzw. niedrig bauenden Varianten der Erfindung unterhalb des Trägeranschlussniveaus.

Die Trägereinrichtung kann an mehreren Stellen, gegebenenfalls sogar durchgängig, mit der Stützeinrichtung bzw. der Seitenwandstruktur verbunden sein. Mithin können also insbesondere in der Fahrzeugquerrichtung mehr als zwei Verbindungspunkte mit der Stützeinrichtung bzw. der Seitenwandstruktur vorgesehen sein. Bei weiteren Varianten der Erfindung ist außerhalb des Wagenkastenanschlussbereichs in der Fahrzeughöhenrichtung ein erster Spalt zwischen der Trägereinrichtung und der Dachstruktur ausgebildet. Hierdurch wird eine unmittelbare mechanische Anregung der Dachstruktur außerhalb des jeweiligen Wagenkastenanschiussbereichs verhindert.

Grundsätzlich kann der erste Spalt beliebig groß gewählt werden, wobei die Spalthöhe in der Fahrzeughöhenrichtung vorzugsweise so gewählt ist, dass unter sämtlichen im

Normalbetrieb zu erwartenden Lasten (und daraus resultierenden Deformationen der Trägereinrichtung) kein Kontakt zwischen der Trägereinrichtung und der Dachstruktur in diesem Bereich auftritt. Bevorzugt weist der erste Spalt in der Fahrzeughöhenrichtung eine erste Spalthöhe auf, die 2 mm bis 20 mm, vorzugsweise 5 mm bis 15 mm beträgt, weiter vorzugsweise 8 mm bis 12 mm, beträgt. Hiermit lassen sich in vorteilhafter Weise vergleichsweise niedrig bauende Konfigurationen erzielen.

Der erste Spalt kann grundsätzlich eine beliebige Abmessung in der Fahrzeugquerrichtung aufweisen. Bevorzugt weist der erste Spalt in der Fahrzeugquerrichtung eine erste

Spaltbreite auf, die 40% bis 98%, vorzugsweise 60% bis 98%, weiter vorzugsweise 80% bis 98%, einer maximalen Querabmessung der Trägereinrichtung in der Fahrzeugquerrichtung beträgt.

Der erste Spalt kann grundsätzlich ganz oder teilweise mit einem oder mehreren Vibrationen dämmenden und/oder dämpfenden Materialien bzw. Elementen ausgefüllt sein.

Vorzugsweise ist der erste Spalt als Luftspalt ausgebildet, da sich hiermit besonders einfach zu realisierende Konfigurationen ergeben.

Die Trägereinrichtung kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise gestaltet sein, sofern sie eine ausreichende Steifigkeit und Festigkeit zur Abstützung der Lasten der Stromabnehmereinrichtung aufweist. Vorzugsweise umfasst die Trägereinrichtung wenigstens einen Trägerrahmen, der einen Wagenkastenanschlussbereich und einen Stromabnehmeranschlussbereich ausbildet, da hiermit besonders leichte aber dennoch ausreichend steife Gestaltungen erzielt werden können.

Der Trägerrahmen kann grundsätzlich beliebige Gestaltung aufweisen. Bei bevorzugten, weil einfach zu realisierenden Varianten ist der Trägerrahmen im Wesentlichen leiterförmig ausgebildet.

Bei besonders einfach gestalteten Ausführungsformen weist der Trägerrahmen in der Fahrzeugquerrichtung zwei seitliche Enden auf, an denen jeweils ein

Wagenkastenanschlussbereich ausgebildet ist. Bevorzugt bildet der Trägerrahmen in der Fahrzeugquerrichtung in einem Mitten bereich den Stromabnehmeranschlussbereich aus.

Der Trägerrahmen kann grundsätzlich aus beliebigen geeigneten Komponenten aufgebaut sein, zum Beispiel aus einem oder mehreren plattenförmigen Elementen gestaltet sein. Vorzugsweise umfasst der Trägerrahmen eine Mehrzahl von Profilelementen, insbesondere Hohlprofilelemente, da hiermit besonders leicht bauende und steife Gestaltungen erzielt werden können.

Der Trägerrahmen kann bei besonders günstigen, weil einfach und robust gestalteten Varianten wenigstens zwei, vorzugsweise wenigstens drei, in der Fahrzeugquerrichtung verlaufende Profilelemente umfassen, an deren Ende jeweils ein

Wagenkastenanschlussbereich ausgebildet ist.

Auch die Anbindung des Trägerrahmens an der Stützeinrichtung kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise erfolgen. Bei besonders einfach gestalteten Varianten, welche insbesondere eine besonders niedrig bauende Gestaltung ermöglichen, umfasst der

Trägerrahmen wenigstens ein nach Art einer Winkelplatte ausgebildetes Anschlusselement, welches einen Teil des Wagenkastenanschlussbereichs ausbildet.

Für den Trägerrahmen können grundsätzlich beliebige geeignete Materialien verwendet werden. Insbesondere kann für den Trägerrahmen ein Material verwendet werden, welches dem Material der Dachstruktur entspricht oder ähnelt. Somit wird die Gefahr einer so genannten elektrolytischen Korrosion verringert. So kann beispielsweise ein Material verwendet werden, das Aluminium umfasst, wodurch eine besonders leichte und steife Gestaltung erzielt wird. Besonders günstige Eigenschaften hinsichtlich der

Schwingungsreduzierung ergeben sich weiterhin bei Varianten, bei denen der Trägerrahmen aus wenigstens einem Material aufgebaut ist, das Stahl umfasst.

Die Trägereinrichtung kann grundsätzlich als im Wesentlichen starres Bauteil gestaltet sein. Vorzugsweise umfasst die Trägereinrichtung jedoch wenigstens ein

Schwingungsdämpfungselement bzw. Schwingungsreduktionselement, welches dazu ausgebildet ist, einen von der Stromabnehmereinrichtung induzierten Eintrag von

Schwingungen in die Dachstruktur zu reduzieren.

Das wenigstens eine Schwingungsreduktionselement kann hierbei nach Art eines

Dämpfungselements und/oder eines Dämmungselements und/oder einer so genannten Blockiermasse gestaltet sein, welches bzw. welche das Schwingungsverhalten der

Trägereinrichtung (insbesondere deren Eigenfrequenzen und/oder Eigenformen und/oder Amplituden der Eigenformen) entsprechend modifiziert, um den Eintrag von Schwingungen in die Dachstruktur in den relevanten Frequenzbereichen zu reduzieren. Hierzu kann das Schwingungsreduktionselement außerhalb des unmittelbaren Kraftflusses zwischen der Stromabnehmereinrichtung und der Struktur des Wagenkastens an der Trägereinrichtung angeordnet sein und beispielsweise lediglich dämpfend und/oder dämmend und/oder das Schwingungsverhalten modifizierend auf die (zu Schwingungen angeregte) Trägereinrichtung wirken.

Bei bevorzugten Varianten der Erfindung kann das wenigstens eine

Schwingungsreduktionselement als technischer Dämpfer gestaltet sein. Dieser kann ausschließlich zur Dämpfung von Schwingungen über einen breiten Frequenzbereich ausgelegt bzw. optimiert sein, da über den Dämpfer keine statischen Kräfte zu übertragen sind. Hierbei ist es insbesondere möglich, den Dämpfer für den Bereich besonders störender, typischerweise tiefer Frequenzen auszulegen. Der wenigstens eine Dämpfer wirkt bevorzugt zwischen dem Massenschwerpunkt der Stromabnehmeranordnung und dem Wagenkasten. Hierbei kann eine Anordnung gewählt sein, bei welcher der wenigstens eine Dämpfer auf kürzest möglichem Weg, beispielsweise senkrecht zur Dachstruktur, mit dem Wagenkasten bzw. der Dachstruktur verbunden ist. Ebenso kann aber auch eine anderweitige Ausrichtung bzw. Wirkrichtung vorgesehen sein. Weiterhin versteht es sich, dass eine Kombination aus zwei oder mehreren, parallel und/oder geneigt zueinander angeordneten bzw. wirkenden Dämpfern vorgesehen sein kann. Diese können dann insbesondere richtungsabhängig unterschiedliche Dämpfungswirkung entfalten, welche auf die spezifischen Anforderungen des konkreten Fahrzeugs abgestimmt ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein solches Schwingungsreduktionselement im

Trägeranschlussbereich der Trägereinrichtung an der Stützeinrichtung angeordnet ist, da an dieser Krafteinleitungsstelle in die Trägereinrichtung in der Regel besonders hohe

(typischerweise maximale) Schwingungsamplituden zu erwarten sind und das

Schwingungsreduktionselement dort eine besonders gute Dämpfungswirkung bzw.

Modifikationswirkung entfalten kann.

Zusätzlich oder alternativ kann das wenigstens eine Schwingungsreduktionselement in einen Kraftfluss zwischen der Stromabnehmereinrichtung und der Dachstruktur des Wagenkastens geschaltet sein. Bei bestimmten Varianten der Erfindung ist das

Schwingungsreduktionselement im Dachanschlussbereich angeordnet. Zusätzlich oder alternativ kann ein Schwingungsreduktionselement im Stromabnehmeranschlussbereich angeordnet sein.

Das Schwingungsreduktionselement kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise aus einem oder mehreren Materialien aufgebaut sein, um die gewünschte dämpfende Wirkung und/oder dämmende Wirkung und/oder das Schwingungsverhalten modifizierende Wirkung zu erzielen. Vorzugsweise ist das Schwingungsreduktionselement aus wenigstens einem Material aufgebaut, das einen Kunststoff, insbesondere Gummi, umfasst.

Bei weiteren Varianten des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs ist eine

Abschirmeinrichtung für von der Stromabnehmereinrichtung induzierten Luftschall, wobei die Abschirmeinrichtung zwischen der Stromabnehmereinrichtung und der Dachstruktur des Wagenkastens angeordnet ist. Hierbei kann die Abschirmeinrichtung insbesondere zwischen der Trägereinrichtung und der Dachstruktur angeordnet sein. Vorzugsweise ragt die

Abschirmeinrichtung in der Fahrzeugquerrichtung und/oder der Fahrzeuglängsrichtung über die Isolatoreinrichtung hinaus, um eine möglichst großflächige Abschirmung der Dachstruktur gegen den Luftschall zu erzielen.

Das Frequenzspektrum, in dem eine wirksame Geräuschreduktion erzeugt wird, kann in vorteilhafter Weise auf die im Innenraum als störend empfundenen Frequenzen und den jeweils im Innenraum generierten Schalldruck abgestimmt werden. So können Frequenzen, die im Innenraum zu erheblichen Resonanzen und damit zu einem hohen Schalldruck führen, gezielt reduziert bzw. gedämpft werden. Mithin wird also bevorzugt wenigstens eine mit der vorliegenden Erfindung gedämpfte Frequenz in Abhängigkeit von der Gestaltung des Wagenkastens, insbesondere der Struktur des Wagenkastens, gewählt. Dies lässt sich insbesondere durch eine geeignete Wahl der Dämpfungseigenschaften und/oder Anordnung und/oder Gestaltung der Komponenten, insbesondere der Abschirmeinrichtung,

insbesondere einzelner dämpfender Abschnitte, erzielen.

Vorzugsweise ist insbesondere die Abschirmungseinrichtung dazu ausgebildet, einen von der Stromabnehmereinrichtung induzierten Eintrag von Schwingungen in einem Frequenzbereich von 10 Hz bis 1200 Hz, vorzugsweise von 20 Hz bis 1000 Hz, weiter vorzugsweise von 100 Hz bis 800 Hz, zu dämpfen, da hiermit, insbesondere im Hochgeschwindigkeitsverkehr oberhalb von 250 km/h, eine besonders wirkungsvolle Geräuschreduktion erzielt werden kann.

Die Abschirmeinrichtung kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise an einem oder mehreren Punkten mit der Dachstruktur verbunden sein. Vorzugsweise ist die

Abschirmeinrichtung über eine Mehrzahl von Schwingungsentkopplungseiementen auf der Dachstruktur abgestützt. Dies ist insbesondere bei Fahrzeugen für den

Hochgeschwindigkeitsverkehr von Vorteil, bei denen im Betrieb zum Teil erhebliche singulare Druckschwankungen bzw. Druckspitzen (z. B. bei Zugbegegnungen, Tunneleinfahrten etc.) auftreten. Die schwingungsentkoppeite Abstützung sichert die Abschirmeinrichtung in vorteilhafter Weise gegen übermäßige Deformation bei solchen singulären Druckereignissen, ohne die Abschirmeigenschaften gegen den von der Stromabnehmereinrichtung induzierten Luftschall erheblich zu beeinträchtigen.

Die Eigenfrequenz der Abschirmeinrichtung ist ebenso wie die Eigenfrequenz der

Schwingungsentkopplungselemente bevorzugt möglichst weitgehend auf das zu erwartende Frequenzspektrum des von der Stromabnehmereinrichtung induzierten Luftschalls abgestimmt, um eine gute Abschirmwirkung zu erzielen. So ist die Abschirmeinrichtung insbesondere so gestaltet, dass sie in einem Frequenzbereich von 20 Hz bis 800 Hz ein gutes Dämpfungsverhalten, insbesondere keine ausgeprägten Eigenfrequenzen, aufweist.

Die Abschirmeinrichtung kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise aus einer oder mehreren Komponenten aufgebaut sein. Sie umfasst bevorzugt ein im Wesentlichen plattenförmiges, insbesondere im Wesentlichen ebenes, Abschirmelement, welches einer Oberseite der Dachstruktur unter Ausbildung eines zweiten Spalts zugeordnet ist. Der zweite Spalt gewährleistet hierbei unter anderem, dass sich das Abschirmelement möglichst frei deformieren kann, sodass es neben der Reflektion der Schallwellen auch einen Teil der Schallenergie aufnehmen und durch die daraus resultierende Deformation zumindest einen Teil in Form von innerer Reibung dissipieren kann.

Der zweite Spalt kann hierzu grundsätzlich beliebige geeignete Abmessungen haben, die insbesondere auf die Schwingungseigenschaften der Abschirmeinrichtung abgestimmt sind, um die beschriebene Energiedissipation zu ermöglichen. Prinzipiell sollte der zweite Spalt so groß wie möglich gewählt werden, um im Bereich tiefer Frequenzen eine möglichst hohe Schalldämmung erzielen zu können. Bevorzugt weist der zweite Spalt in der

Fahrzeughöhenrichtung eine zweite Spalthöhe auf, die 40 mm bis 120 mm, vorzugsweise 60 mm bis 100 mm, weiter vorzugsweise 70 mm bis 90 mm, beträgt.

Der zweite Spalt kann (wie schon der erste Spalt) grundsätzlich ganz oder teilweise mit einem oder mehreren Vibrationen dämmenden bzw. dämpfenden Materialien ausgefüllt sein, um mögliche Resonanzen im zweiten Spalt zu unterdrücken. Beispielsweise kann es sich bei dem Vibrationen dämmenden bzw. dämpfenden Material um Mineralwolle, mikroperforierte Paneele, so genannte Akustikpaneele, eine so genannte Schwerschicht, beispielsweise aus Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk bzw. Ethylen-Propylen-Dien-Monomer (EPDM) oder dergleichen handeln. Bei weiteren Varianten der Erfindung ist der zweite Spalt als Luftspalt ausgebildet, da sich hiermit besonders einfach zu realisierende Konfigurationen ergeben.

Die Abschirmeinrichtung kann grundsätzlich nur aus einem plattenförmigen Abschirmelement aufgebaut sein. Vorzugsweise ist das Abschirmelement jedoch mit entsprechenden mechanischen Verstärkungseinrichtungen versehen, um seine Formstabilität im Betrieb zu erhöhen. Als Verstärkungseinrichtungen können grundsätzlich beliebige geeignete Elemente, wie beispielsweise Rippen, Rinnen, Sicken etc. in beliebiger geeigneter Anordnung vorgesehen sein. Besonders robuste Gestaltungen ergeben sich, wenn die

Abschirmeinrichtung im Wesentlichen wannenförmig mit einem umlaufend an das Abschirmelement angrenzenden, insbesondere in der Fahrzeughöhenrichtung nach oben weisenden, Randbereich ausgebildet ist.

Für das Abschirmelement können grundsätzlich beliebige geeignete Materialien verwendet werden. Insbesondere kann für das Abschirmelement ein Material verwendet werden, welches dem Material der Dachstruktur entspricht oder ähnelt. Besonders günstige

Eigenschaften hinsichtlich der Schwingungsreduzierung ergeben sich bei Varianten, bei denen das Abschirmelement aus wenigstens einem Material aufgebaut ist, das Stahl umfasst.

Die Vertiefung ist bevorzugt zumindest abschnittsweise, insbesondere aber umlaufend, in der Fahrzeuglängsrichtung und/oder der Fahrzeugquerrichtung durch eine Begrenzung, insbesondere eine Begrenzungswand, begrenzt. Bevorzugt ist in diesen Fällen vorgesehen, dass die Abschirmeinrichtung zumindest abschnittsweise, vorzugsweise umlaufend, an die Begrenzung unter Ausbildung eines schmalen dritten Spaltes heranreicht, dessen Spaltbreite (minimaler Abstand zwischen Abschirmeinrichtung und Begrenzung) 2 mm bis 20 mm, vorzugsweise 5 mm bis 15 mm, weiter vorzugsweise 8 mm bis 12 mm, beträgt. Hierdurch ist in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass die darunterliegende Dachstruktur zumindest in diesem Bereich mit dem schmalen Spalt im Wesentlichen vollständig durch die

Abschirmeinrichtung abgeschirmt ist.

Bei bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs ist die Begrenzung der Vertiefung in einem Randbereich der Vertiefung am Übergang zu einer Außenhaut des Wagenkastens in wenigstens einem gefasten Abschnitt nach Art einer Fase abgewinkelt ausgebildet, um an der Außenhaut eine definierte Strömungsabrisskante für eine die

Außenhaut des Wagenkastens überstreichende Luftströmung auszubilden

Der Randbereich der Vertiefung weist bevorzugt einen vorderen Abschnitt und einen hinteren Abschnitt auf, die sich jeweils zumindest teilweise in der Fahrzeugquerrichtung zwischen zwei seitlichen Abschnitten erstrecken, die sich jeweils in der Fahrzeuglängsrichtung erstrecken. Der wenigstens eine gefaste Abschnitt erstreckt sich bevorzugt zumindest über 75%, vorzugsweise zumindest über 90%, weiter vorzugsweise über im Wesentlichen 100%, des vorderen Abschnitts und/oder des hinteren Abschnitts.

Durch diese abgewinkelte Gestaltung der Oberfläche im Nachlauf der Strömungsabrisskante kann zum einen in vorteilhafter Weise eine ausgeprägte scharfe Strömungsabrisskante erzielt werden, welche eine saubere, definierte Ablösung der Strömung von der Oberfläche gewährleistet. Dies ist im Hinblick auf eine geringe Aufweitung der sich in der abgelösten Strömung ausbildenden Scherschicht (in einer Richtung senkrecht zur

Haupterstreckungsebene der Scherschicht) und damit einen geringen Strömungswiderstand des Fahrzeugs von Vorteil.

Ein weiterer Vorteil dieser abgewinkelten Gestaltung in liegt darin, dass bei Fahrt in einer umgekehrten Fahrtrichtung eine dann aus Richtung des gegenüberliegenden Randbereichs kommende Scherschicht nicht wie bei den herkömmlichen Gestaltungen auf eine im

Wesentlichen senkrecht zur Auftreffrichtung ausgerichtete Oberfläche auftrifft, sondern auf die entsprechend weniger stark zur Auftreffrichtung geneigte Oberfläche der Fase auftrifft. Dies hat den Vorteil, dass in die auftreffende Scherschicht ein geringerer Impuls eingeleitet wird, sodass sich die Strömung schneller wieder an die Oberfläche anlegen und dort eine widerstandsarme Grenzschicht ausbilden kann.

Je nach Größe des Neigungswinkels zwischen der Oberfläche der Außenhaut des

Wagenkastens und der Oberfläche der Fase kann es zwar beim Überströmen der

Strömungsabrisskante (welches bei dieser umgekehrten Fahrtrichtung dann in umgekehrter Richtung von der Fase zur Außenhaut hin erfolgt) zu einer erneuten lokalen bzw. temporären Ablösung (in Form einer so genannten Ablöseblase) kommen, diese fällt jedoch wegen der günstigeren Neigung zwischen Außenhaut und Fase geringer als bei den herkömmlichen Gestaltungen aus. Mit anderen Worten wird mit der vorliegenden Erfindung der Aufprallwinkel der Scherschicht auf die Oberfläche reduziert, sodass es zu einem sanfteren Aufprall der Scherschicht auf die Oberfläche der Fase kommt, der ein schnelles Anlegen der Strömung an die Oberfläche begünstigt und so eine Reduktion des Strömungswiderstands mit sich bringt. Ein weiterer Vorteil dieses sanfteren Aufpralls der Scherschicht auf die Oberfläche liegt in der geringeren Schallemission, die damit einhergeht.

Die Stromabnehmereinrichtung kann grundsätzlich beliebig tief in der durch die Außenhaut des Wagenkastens definierten Hüllfläche versenkt sein. Limitierend ist hier lediglich die erforderliche Deckenhöhe im Innenraum des Fahrzeugs. Bei bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs weist die Stromabnehmereinrichtung eine in die Vertiefung eingefahrene Ruheposition auf, wobei die Stromabnehmereinrichtung eine durch die Außenhaut des Wagenkastens definierte Hüllfläche in der Ruheposition in der

Fahrzeughöhenrichtung um höchstens 90 mm, vorzugsweise höchstens 70 mm, weiter vorzugsweise höchstens 50 mm, überragt. Besonders vorteilhaft ist es natürlich, wenn Dank der mit der vorliegenden Erfindung möglichen kompakten Gestaltung die Stromabnehmereinrichtung eine durch die Außenhaut des Wagenkastens definierte Hüllfläche in der Ruheposition in der Fahrzeughöhenrichtung im Wesentlichen nicht überragt. Hierdurch werden aerodynamisch besonders günstige Konfigurationen erzielt. Insbesondere erübrigen sich hierbei auf die Außenhaut des Wagenkastens aufgesetzte Verkleidungen oder Hutzen, welche letztlich trotz aller aerodynamisch optimierter Gestaltung den

Strömungswiderstand des Fahrzeugs erhöhen. So kann beispielsweise bei einem Triebzug im Hochgeschwindigkeitsverkehr bei einer Geschwindigkeit von 380 km/h im Vergleich zu einem herkömmlichen Dachaufbau mit aufgesetzten Verkleidungen eine wesentliche Einsparung von etwa 2% bis 5%, typischerweise etwa 3%, der benötigten

Gesamtantriebsleistung erzielt werden.

Die Vertiefung kann (in der Draufsicht von oben auf das Dach des Wagenkastens) grundsätzlich eine beliebige Außenkontur aufweisen, so kann sie beispielsweise als einfacher rechteckiger Dachausschnitt mit im Wesentlichen rechteckiger Außenkontur gestaltet sein. Bevorzugt folgt die Außenkontur der Vertiefung im Wesentlichen der

Geometrie bzw. Außenkontur der in ihre Ruheposition eingefahrenen

Stromabnehmereinrichtung, sodass durch Vertiefung eine möglichst geringe (gegebenenfalls zu Schallemissionen führende) Störung in die Luftströmung eingebracht wird, welche das Dach des Wagenkastens überstreicht.

Die Stromabnehmereinrichtung grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise gestaltet sein, wobei die Stromabnehmereinrichtung typischerweise eine elektrische Isolation zur

Potenzialtrennung eines auf Hochspannungsniveau liegenden Teils der

Stromabnehmereinrichtung gegenüber der Trägereinrichtung aufweist. Dabei kann sie grundsätzlich in herkömmlicher Weise über entsprechende Isolatoren auf der

Trägereinrichtungen abgestützt sein. Bevorzugt ist jedoch vorgesehen, dass die

Stromabnehmereinrichtung wenigstens einen an der Trägereinrichtung angelenkten ersten Schwenkarm aufweist, der eine Isolatoreinrichtung zur Potenzialtrennung umfasst. Hierdurch lassen sich besonders flach bauende Konfigurationen erzielen, bei denen die

Stromabnehmereinrichtung im abgesenkten Zustand auch in Vertiefungen vergleichsweise geringer Tiefe vollständig innerhalb der prismatischen Außenkontur des Wagenkastens liegt, was insbesondere natürlich unter aerodynamischen Gesichtspunkten von Vorteil ist. Bei besonders einfach und kompakt gestalteten Varianten kann die

Stromabnehmereinrichtung insbesondere nach Art eines Halbscherenstromabnehmers ausgebildet sein, dessen an der Trägereinrichtung angelenkte Komponenten mit einer Isolatoreinrichtung zur Potenzialtrennung versehen sind.

Bei dem Schienenfahrzeug kann es sich grundsätzlich um ein beliebiges Fahrzeug mit beliebiger Nennbetriebsgeschwindigkeit handeln. Vorzugsweise ist es jedoch für den

Hochgeschwindigkeitsverkehr mit einer Nennbetriebsgeschwindigkeit oberhalb von 250 km/h, insbesondere oberhalb von 300 km/h, insbesondere von 320 km/h bis 390 km/h, ausgebildet, da hierbei die Vorteile der Erfindung besonders stark zum Tragen kommen.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Stromabnehmeranordnung für ein

Schienenfahrzeug, insbesondere für den Hochgeschwindigkeitsverkehr, mit einer

Trägereinrichtung zur Befestigung an einer Wandstruktur eines Wagenkastens des

Schienenfahrzeugs und zur AbStützung einer Stromabnehmereinrichtung. Die

Trägereinrichtung ist dabei als die voranstehend beschriebene Trägereinrichtung eines erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs ausgebildet, welche die voranstehend

beschriebenen Merkmale und Vorteile aufweist. Vorzugsweise stützt diese Trägereinrichtung eine Stromabnehmereinrichtung ab, welche als die voranstehend beschriebene

Stromabnehmereinrichtung eines erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs ausgebildet ist und insbesondere deren voranstehend beschriebene Merkmale und Vorteile aufweist.. Mit einer solchen Stromabnehmeranordnung lassen sich die oben beschriebenen Varianten und Vorteile in demselben Maße erzielen, sodass hier lediglich auf die obigen Ausführungen Bezug genommen wird.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen bzw. der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, welche auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt. Es zeigen:

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

Figur 1 eine schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht eines Teils einer

bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs mit einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen

Stromabnehmeranordnung; Figur 2 eine schematische perspektivische Ansicht eines Teils des Fahrzeugs aus Figur 1 in einem montierten Zustand;

Figur 3 eine schematische Schnittansicht des Teils des Fahrzeugs aus Figur 2 entlang

Linie III-III;

Figur 4 eine schematische perspektivische Ansicht einer Luftschallreduktionseinrichtung, welche bei dem Fahrzeug aus Figur 1 verwendet wird;

Figur 5 eine schematische Schnittansicht eines Teils des Fahrzeugs entlang der

Linie V-V aus Figur 2.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 5 ein bevorzugtes

Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fahrzeugs in Form eines Schienenfahrzeugs 101 beschrieben. Bei dem Schienenfahrzeug 101 handelt es sich um einen Wagen eines Triebzugs für den Hochgeschwindigkeitsverkehr, dessen Nennbetriebsgeschwindigkeit oberhalb von 250 km/h, nämlich bei v _n = 380 km/h, liegt.

Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass die nachfolgenden Ausführungen für einen

Strömungszustand bei Fahrt des Fahrzeugs 101 mit konstanter Geschwindigkeit im geraden ebenen Gleis ohne die Einflüsse von Seitenwind oder dergleichen gemacht werden, sofern keine expliziten anderweitigen Angaben gemacht werden. Es versteht sich, dass sich bei einer Abweichung von diesem Betriebszustand (beispielsweise infolge einer Kurvenfahrt oder von Seitenwind etc.) Abweichungen von den beschriebenen Strömungsverhältnissen, insbesondere den Strömungsrichtungen ergeben können, wobei jedoch die grundsätzlichen Feststellungen im Wesentlichen weiterhin gelten.

Das Fahrzeug 101 umfasst einen Wagenkasten 102, der eine Außenhaut 102.1 des

Fahrzeugs 101 definiert. Der Wagenkasten 102 ist im Bereich seiner beiden Enden in herkömmlicher Weise jeweils auf einem Fahrwerk in Form eines Drehgestells 103 abgestützt ist. Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Erfindung auch in Verbindung mit anderen Konfigurationen eingesetzt werden kann, bei denen der Wagenkasten lediglich auf einem Fahrwerk abgestützt ist. Zum einfacheren Verständnis der nachfolgenden Erläuterungen ist in den Figuren ein (durch die Radaufstandsebene des Drehgestells 103 vorgegebenes) Fahrzeug-Koordinatensystem x,y,z angegeben, in dem die x-Koordinate die Längsrichtung des Schienenfahrzeugs 101 , die y-Koordinate die Querrichtung des Schienenfahrzeugs 101 und die z-Koordinate die

Höhenrichtung des Schienenfahrzeugs 101 bezeichnen.

Im vorliegenden Beispiel ist das Fahrzeug 101 im Hinblick auf die beschriebenen

Komponenten im Wesentlichen spiegelsymmetrisch zu einer Mittenlängsebene des

Wagenkastens 102 ausgebildet. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung zumindest für einzelne der nachfolgend beschriebenen Komponenten auch eine von einer solchen Symmetrie abweichende Gestaltung gewählt sein kann.

Der Wagenkasten 102 weist in dem dargestellten Abschnitt (abgesehen von lokalen

Ausnehmungen oder Anbauten für funktionale Komponenten des Fahrzeugs, wie

beispielsweise Stromabnehmer, Dachcontainer etc.) eine im Wesentlichen prismatische Gestaltung mit entlang der Fahrzeuglängsrichtung im Wesentlichen identischen

Schnittkonturen der Außenhaut auf.

Im Bereich einer solchen Ausnehmung, die in Form einer Vertiefung 102.2 im Dachbereich des Wagenkastens 102 ausgebildet ist, ist im vorliegenden Beispiel eine

Stromabnehmereinrichtung 104 angeordnet, welche dazu ausgebildet ist, in herkömmlicher Weise in einem (nicht dargestellten) ausgefahrenen Zustand eine Oberleitung 105 zu kontaktieren, um das Fahrzeug 101 mit elektrischer Energie zu versorgen.

Die Stromabnehmereinrichtung 104 ist in herkömmlicher Weise als so genannter Pantograph bzw. Halbscherenstromabnehmer gestaltet, welcher am freien Ende einer

Halbscherenmechanik 104.1 eine Schleifleiste 104.2 trägt, welche im aktivierten,

ausgefahrenen Zustand der Stromabnehmereinrichtung 104 die auf Hochspannungspotenzial befindlichen Oberleitung 105 kontaktiert. Zur Potenzialtrennung ist die Halbscherenmechanik 104.1 über einen isolierenden Abschnitt des Unterarms 104.3 der Halbscherenmechanik 104.1 sowie einen isolierenden Abschnitt der Lenkerstange 104.4 der Halbscherenmechanik 104.1 gegenüber der Struktur 102.3 des Wagenkastens 102 isoliert, wie dies beispielsweise grundsätzlich aus der DE 10 2008 032 588 B4 bekannt ist. Die Lage der isolierenden Abschnitte des Unterarms 104.3 und der Lenkerstange 104.4 ist in herkömmlicher Weise so gewählt, dass bei aktivierter bzw. ausgefahrener, die Oberleitung 105 kontaktierender Stromabnehmereinrichtung 104 zwischen den Strom führenden, nicht mit einer elektrischen Isolation versehenen Bauteilen der Stromabnehmereinrichtung 104 und den angrenzenden Teilen des Wagenkastens 102 ein vorgegebener Abstand nicht unterschritten wird, um durch die so geschaffene Luftisolationsstrecke

Spannungsüberschläge zu vermeiden.

Um im Betrieb des Fahrzeugs 101 eine möglichst geringe Geräuschimmission in den

Innenraum 101.1 des Fahrzeugs zu erzielen, wurden zwischen der

Stromabnehmereinrichtung 104 und der Struktur des Wagenkastens 102 gezielte

Maßnahmen zur Schwingungsreduktion ergriffen, welche sich auf die Reduktion des durch die Stromabnehmereinrichtung 104 induzierten Eintrags von Schwingungen (in Form von Körperschall bzw. Luftschall) in die Struktur des Wagenkastens 102, insbesondere dessen Dachstruktur 102.3, beziehen.

So ist zur Körperschallreduktion eine über eine Stützeinrichtung 106 am Wagenkasten 102 befestigte Trägereinrichtung 107 vorgesehen, über welche der von der

Stromabnehmereinrichtung 104 induzierte Eintrag von Körperschall in die Struktur des Wagenkastens 102, insbesondere die (den Boden der Vertiefung 102.2 bildende)

Dachstruktur 102.3, reduziert wird, während eine die Luftschallreduktionseinrichtung 108 dazu ausgebildet ist, einen von der Stromabnehmereinrichtung 104 induzierten Eintrag von Luftschall in die Struktur des Wagenkastens 102, insbesondere die Dachstruktur 102.3, zu reduzieren. Durch beide Maßnahmen lassen sich erhebliche Reduktionen der

Schallimmission in den Fahrzeuginnenraum erzielen, wie dies nachfolgend näher

beschrieben wird.

Wie insbesondere der Figur 2 und 3 zu entnehmen ist, umfasst die Trägereinrichtung 107 im vorliegenden Beispiel einen im Wesentlichen leiterförmig gestalteten Trägerrahmen 107.1 für die Stromabnehmereinrichtung 104. Der Trägerrahmen 107.1 weist in der

Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) zwei seitliche Enden auf, an denen jeweils ein

Wagenkastenanschlussbereich 107.2 ausgebildet ist. In diesem

Wagenkastenanschlussbereich 107.2 ist der Trägerrahmen 107.1 jeweils über eine

Wagenkastenanschlusseinrichtung 107.3 in Form einer Winkelkonsole 107.4 mit der einer Montageschiene 106.1 der Stützeinrichtung 106 verbunden. Die Stützeinrichtung 106 ist ihrerseits mit der Seitenwandstruktur 102.4 des Wagenkastens 102 verbunden.

Die Montageschienen 106.1 sind im vorliegenden Beispiel in herkömmlicher weise als so genannte C-Schienen ausgebildet, welche im vorliegenden Beispiel im Wesentlichen starr mit der Stützeinrichtung 106 verbunden sind. Im vorliegenden Beispiel sind die Montageschienen 106.1 direkt in der als Strangpressprofil ausgebildeten Stützeinrichtung 106 ausgeformt. Es versteht sich jedoch, dass Sie bei anderen Varianten der Erfindung über eine beliebige andere kraftschlüssige und/oder formschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindung mit der Stützeinrichtung 106 verbunden sein können. In den Montageschienen 106.1 sind entsprechende Gleitstücke verschieblich angeordnet, über welche die Winkelkonsolen 107.4 des (in der Fahrzeughöhenrichtung) von oben aufgesetzten Trägerrahmens 107.1 (nach entsprechender Justierung) mittels entsprechender Schraubverbindungen,

Klemmverbindungen oder dergleichen an der Stützeinrichtung 106 befestigt werden können.

Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten auch eine beliebige andere Gestaltung für den Anschluss der Trägereinrichtung 107 an der Stützeinrichtung 106 vorgesehen sein kann. So kann die Trägereinrichtung 107 auch unmittelbar über eine geeignete

kraftschlüssige und/oder formschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindung mit der Stützeinrichtung 106 verbunden sein. Insbesondere können mehr als zwei, vorzugsweise wenigstens drei, in der Fahrzeugquerrichtung verlaufende Profilelemente vorgesehen sein, an deren Ende jeweils ein Wagenkastenanschlussbereich ausgebildet ist.

Wie insbesondere der Figur 3 zu entnehmen ist, handelt es sich bei der Stützeinrichtung 106 um einen einstückig mit der Seitenwandstruktur 102.4 ausgebildeten Teil der

Seitenwandstruktur 102.4, welcher den ausgeprägt in der Fahrzeughöhenrichtung ausgerichteten Verlauf der Seitenwandstruktur 102.4 im Wesentlichen fortsetzt, wobei er die abgewinkelt zur Seitenwandstruktur 102.4 (im Wesentlichen in der Fahrzeugquerrichtung bzw. senkrecht zur Fahrzeughöhenrichtung verlaufende) Dachstruktur 102.3 in der

Fahrzeughöhenrichtung überragt.

Die Stützeinrichtung 106 ist dabei als integrale Komponente eines als Strangpressprofil ausgebildeten Dachlängsträgers der Seitenwandstruktur 102.4 ausgebildet, welche sich (in der Fahrzeuglängsrichtung) über die gesamte Länge der Vertiefung 102.2 erstreckt.

Es versteht sich hierbei, dass grundsätzlich vorgesehen sein kann, dass die gesamte prismatische Struktur des Wagenkastens 102 als ein einziges Strangpressprofil gestaltet sein kann. Typischerweise wird die Struktur des Wagenkastens 102 aus mehreren derartiger Strangpressprofile zusammengesetzt. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch eine beliebige andere Bauweise für die Struktur des Wagenkastens 102 gewählt sein kann. Insbesondere kann die Struktur des Wagenkastens 102 in so genannter Differenzialbauweise aus mehreren strukturellen Stützelementen (wie Spanten, Streben und Trägern etc.) und darauf separat aufgebrachten Decklagen (Außenhautbleche,

Innenverkleidungen etc.) aufgebaut sein

Diese Abstützung der Trägereinrichtung 107 und der darauf montierten

Stromabnehmereinrichtung 104 über die die Seitenwandstruktur 102.4 fortsetzende

Stützeinrichtung 106 hat den Vorteil, dass die Einleitung der strukturgebundenen

Schwingungsenergie (welche aus den an der Stromabnehmereinrichtung 104 im Betrieb wirkenden Lasten resultiert) unter Umgehung der im Wesentlichen horizontal bzw. senkrecht zur Fahrzeughöhenrichtung verlaufenden Dachstruktur 102.3 im Wesentlichen unmittelbar über bzw. in die Seitenwandstruktur 102.4 des Wagenkastens 102 erfolgt.

Hierdurch wird zum einen eine vorteilhaft große Stützbreite AB bei der Abstützung der Stromabnehmereinrichtung 104 erzielt, sodass beispielsweise bei der Abstützung von Drehmomenten um die Fahrzeuglängsachse (x-Achse) geringere, die Struktur des

Wagenkastens 102 anregende Stützkräfte und damit letztlich geringere

Schwingungsamplituden erzielt werden.

Zudem greifen diese Stützkräfte im Bereich der primär in der Fahrzeughöhenrichtung verlaufenden Seitenwandstruktur 102.4 des Wagenkastens 102 an. Hierdurch wird eine Gestaltung vermieden (wie sie beispielsweise aus der FR 2 880 604 A1 bekannt ist), bei welcher die Kraftangriffspunkte der Stützkräfte in dem primär horizontal bzw. senkrecht zur Fahrzeughöhenrichtung ausgerichteten Bereich der Dachstruktur angreifen.

Hierdurch wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass die in die Wandstruktur des

Wagenkastens 102 eingeleiteten Stützkräfte nicht mehr primär senkrecht zur Wandebene in die Dachstruktur 102.3 eingeleitet werden, sondern primär in der Ebene der abstützenden Seitenwandstruktur 102.4 wirken. Dies ist insoweit von Vorteil, als die Anregung der stützenden Wandstrukturen 102.3, 102.4 zu Biegeschwingungen reduziert wird, die unter akustischen Gesichtspunkten besonders kritisch sind.

Weiterhin entsteht durch die die jeweilige Seitenwandstruktur 102.4 fortsetzende

Stützeinrichtung 106, die daran angreifende Trägereinrichtung 107 und die darunter liegende, ebenfalls an der Seitenwandstruktur 102.4 angreifende Dachstruktur 102.3 eine (in der zur Fahrzeuglängsrichtung senkrechten Schnittebene der Figur 3) generell ringförmige, im Wesentlichen trapezförmige Struktur, welche zu einer vorteilhaften Versteifung der Struktur des Wagenkastens 102 führt, welche die durch die Vertiefung 102.2 eingebrachte strukturelle Schwächung der Struktur des Wagenkastens 102 zumindest teilweise kompensiert. Diese Versteifung der Struktur des Wagenkastens 102 im Bereich der Vertiefung 102.2 hat zudem den Vorteil, dass die Eigenfrequenzen der montierten Gesamtstruktur in höhere, von den Passagieren als weniger störend empfundene Frequenzbereiche verschoben werden.

Wie der Figur 3 zu entnehmen ist, bilden die Montageschienen 106.1 im vorliegenden Beispiel einen Trägeranschlussbereich 106.2 der Stützeinrichtung 106, welcher (wie beschrieben) zum mechanischen Anschluss bzw. zur Befestigung der Trägereinrichtung 107 dient. Dieser Trägeranschlussbereich 106.2 liegt in der Fahrzeughöhenrichtung (z-Achse) auf einem Trägeranschlussniveau TAN in einer Trägeranschlusshöhe TAH über einem

Grundniveau GRN, welches durch die Oberseite der Dachstruktur 102.3 am Grund der Vertiefung 102.2 definiert wird.

Der Wagenkasten 102 weist im vorliegenden Beispiel in einem in der Fahrzeuglängsrichtung an die Vertiefung 102.2 angrenzenden Bereich in der Fahrzeughöhenrichtung eine maximale Dachhöhe DH über dem Grundniveau GRN auf, wobei die Trägeranschlusshöhe TAH des Trägeranschlussniveaus über den Grundniveau GRN im vorliegenden Beispiel 30% der maximalen Dachhöhe DH beträgt. Hiermit lässt sich trotz des im Dachbereich stark gewölbten Wagenkastens 102 bei ausreichender Breite der Vertiefung 102.2 eine günstige Einleitung des durch den Stromabnehmer 104 im Betrieb induzierten Körperschalls (also der strukturgebundenen Schwingungsenergie) in die Seitenwandstruktur 102.4 erzielen.

Es versteht sich jedoch, dass die Trägeranschlusshöhe TAH bei anderen Varianten der Erfindung auch anders gewählt sein kann. Insbesondere kann die Trägeranschlusshöhe TAH wenigstens 20% der maximalen Dachhöhe DH, insbesondere 20% bis 50% der maximalen Dachhöhe DH, vorzugsweise 25% bis 40% der maximalen Dachhöhe DH, weiter

vorzugsweise 30% bis 35% der maximalen Dachhöhe DH, betragen.

Wie der Figur 3 weiterhin zu entnehmen ist, definiert der Trägeranschiussbereich 106.2 mit einem auf der gegenüberliegenden Fahrzeugseite angeordneten (im vorliegenden Beispiel im Wesentlichen spiegelsymmetrischen) Trägeranschlussbereich 106.2 in der

Fahrzeugquerrichtung (y-Achse) eine Anschlussbreite AB (welche letztlich die oben genannte Stützbreite für die Abstützung von Momenten um die Fahrzeuglängsachse darstellt).

Der Wagenkasten 102 weist in einem in der Fahrzeuglängsrichtung an die Vertiefung 102 angrenzenden Bereich auf dem Trägeranschlussniveau TAN in der Fahrzeugquerrichtung eine erste Wagenkastenbreite WB auf, wobei die Anschlussbreite AB im vorliegenden Beispiel 95% der ersten Wagenkastenbreite WB beträgt. Durch diese besonders weit nach außen verlagerte mechanische Anbindung der Trägereinrichtung 107 (mithin also die besonders hohe Stützbreite für Momente um die Fahrzeuglängsachse) kann eine besonders starke Reduktion der Amplitude der schwingungsanregenden Reaktionskräfte und deren unmittelbare Einleitung in die Seitenwandstruktur 102.4 erzielt werden.

Es versteht sich jedoch, dass die Anschlussbreite BA bei anderen Varianten der Erfindung, auch anders gewählt sein kann. Insbesondere kann die Anschlussbreite AB wenigstens 80% der ersten Wagenkastenbreite WB, insbesondere 80% bis 99% der ersten

Wagenkastenbreite WB, vorzugsweise 85% bis 97% der ersten Wagenkastenbreite WB, weiter vorzugsweise 90% bis 95% der ersten Wagenkastenbreite WB, betragen.

Wie der Figur 3 weiterhin zu entnehmen ist, bildet die Stützeinrichtung 106 einen

Wandabschnitt der Seitenwandstruktur 102.4, dessen zur Fahrzeuglängsrichtung parallele Wandabschnittsmittenebene 106.3 im Bereich des Trägeranschlussniveaus TAN zu einer durch das Grundniveau GRN definierten Grundniveauebene um einen Winkel W = 58° geneigt ist.

Hiermit wird im vorliegenden Beispiel eine im Wesentlichen vollständige bzw. nahtlose Fortsetzung der Seitenwandstruktur 102.4 erzielt, deren Verlauf (in Fahrzeuglängsrichtung) demjenigen der Seitenwandstruktur 102.4 außerhalb des Bereichs der Vertiefung 102.2 entspricht. Mithin bleibt also auch in diesem Bereich die prismatische Gestaltung des Wagenkastens 102, insbesondere im Bereich von dessen Außenhaut, erhalten. Hierdurch ergeben sich im Betrieb des Fahrzeugs 101 günstige Strömungsverhältnisse bzw. werden durch die Stützeinrichtung 106 induzierte aerodynamische Störungen minimiert.

Es versteht sich jedoch, dass die Neigung der Wandabschnittsmittenebene 106.3 bei anderen Varianten der Erfindung auch anders gewählt sein kann. Insbesondere kann die Wandabschnittsmittenebene 106.3 zu der Grundniveauebene um 40° bis 65°, vorzugsweise um 45° bis 60°, weiter vorzugsweise um 50° bis 55° geneigt sein.

Im vorliegenden Beispiel ist die Stromabnehmereinrichtung 104 in einem

Stromabnehmeranschlussbereich 104.5 auf einem Mittenbereich 107.5 der Trägereinrichtung 107 abgestützt, wobei der Stromabnehmeranschlussbereich 104.5 in der

Fahrzeughöhenrichtung auf einem mittleren Stromabnehmeranschlussniveau SAN in einer Stromabnehmeranschlusshöhe SAH über dem Grundniveau GRN liegt. Das

Stromabnehmeranschlussniveau SAN fällt im vorliegenden Beispiel mit der

Trägermittenebene TME der Trägereinrichtung 107 zusammen. Dank der Gestaltung der Anschlusselemente als einfache, nach unten abgewinkelte Winkelplatten bzw.

Winkelkonsolen 107.4 beträgt die Stromabnehmeranschlusshöhe SAH im vorliegenden Beispiel 20% der maximalen Dachhöhe DH.

Demgemäß liegt das Stromabnehmeranschlussniveau SAN bzw. die Trägermittenebene TME unterhalb des Trägeranschlussniveaus TAN, wodurch trotz des Überstands der

Stützeinrichtung 106 über dem Grundniveau GRN der Dachstruktur 102.3 eine besonders vorteilhafte, kompakt bzw. niedrig bauende Gestaltung erzielt wird. Hierdurch ist die

Stromabnehmereinrichtung 104 vorteilhaft nahe an der Dachstruktur 102.3 angeordnet, sodass die Stromabnehmereinrichtung 104 die durch die Außenhaut des Wagenkastens 102 definierte Hüllfläche in ihrer Ruheposition (siehe Figur 3) in der Fahrzeughöhenrichtung nicht überragt.

Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch eine andere

Stromabnehmeranschlusshöhe SAH gewählt sein kann. Insbesondere kann die

Stromabnehmeranschlusshöhe SAH höchstens 50% der maximalen Dachhöhe DH, insbesondere 10% bis 50% der maximalen Dachhöhe DH, vorzugsweise 20% bis 40% der maximalen Dachhöhe DH, weiter vorzugsweise 25% bis 35% der maximalen Dachhöhe DH, betragen.

Der Trägerrahmen 107.1 ist im vorliegenden Beispiel lediglich in den

Wagenkastenanschlussbereichen 107.2 über die Montageschienen 107.4 mit der

Seitenwandstruktur 102.4 verbunden. Zwischen den Wagenkastenanschlussbereichen 107.2 ist in der Fahrzeughöhenrichtung ein erster Spalt S1 zwischen dem Trägerrahmen 107.1 und der Dachstruktur 102.3 ausgebildet. Im vorliegenden Beispiel ergibt sich hierdurch eine erste Spaltbreite BS1 des ersten Spalts S1 in der Fahrzeugquerrichtung, die etwa 85% der maximalen Querabmessung bzw. Breitenabmessung BS des Trägerrahmens 107.1 beträgt. Hierdurch wird eine unmittelbare mechanische Anregung der Dachstruktur 102.3 außerhalb des jeweiligen Dachanschlussbereichs 107.2 verhindert.

Die Spalthöhe HS1 (also die Abmessung des ersten Spalts in der Fahrzeughöhenrichtung) ist im vorliegenden Beispiel so gewählt, dass es unter sämtlichen im Normalbetrieb des

Fahrzeugs 101 zu erwartenden Lasten (und daraus resultierenden Deformationen des Trägerrahmens 107) außerhalb der Dachanschlussbereiche 107.2 zu keinem Kontakt zwischen den Trägerrahmen 107.1 und der Dachstruktur 102.3 kommt. Im vorliegenden Beispiel beträgt die erste Spalthöhe HS1 8 mm bis 12 mm, wodurch sich in vorteilhafter Weise eine vergleichsweise niedrig bauende Konfiguration erzielen lässt, sodass die gesamte Bauhöhe der Stromabnehmereinrichtung 104 über der Dachstruktur 102.3 nur vergleichsweise moderat durch die zusätzliche Trägereinrichtung 107.1 erhöht wird.

Der erste Spalt S1 kann grundsätzlich mit einem oder mehreren Vibrationen dämmenden Materialien ausgefüllt sein. Im vorliegenden Beispiel ist der erste Spalt S1 jedoch als Luftspalt ausgebildet, da sich hiermit besonders einfach zu realisierende Konfigurationen ergeben.

Der Trägerrahmen 107.1 ist im vorliegenden Beispiel als Schweißkonstruktion aus einer Mehrzahl von Hohlprofilelementen ausgeführt, sodass eine besonders leicht bauende und steife Gestaltung mit hohen Eigenfrequenzen erzielt wird. Für den Trägerrahmen 107.1 wird im vorliegenden Beispiel Stahl verwendet, da sich aufgrund von dessen

Dämpfungseigenschaften besonders günstige Eigenschaften hinsichtlich der

Schwingungsreduzierung ergeben. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch beliebige andere Materialien, beispielsweise Metalle (wie Aluminium etc.) oder verstärkte Kunststoffe bzw. Verbundwerkstoffe etc. einzeln oder in Kombination zur Anwendung kommen können.

Der Trägerrahmen 107.1 ist im vorliegenden Beispiel als im Wesentlichen starres Bauteil gestaltet. Bei anderen Varianten der Erfindung kann aber auch ein (beispielsweise aus Gummi aufgebautes) Schwingungsreduktionselement in den Kraftfluss zwischen der Isolatoreinrichtung 104.3 und der Dachstruktur 102.3 geschaltet sein. So kann beispielsweise ein solches Schwingungsreduktionselement durch eine elastische, dämpfende Zwischenlage gebildet sein, welche im jeweiligen Wagenkastenanschlussbereich 107.2 zwischen den Trägerrahmen 107.1 und die Montageschienen 107.4 gelegt wird. Ebenso kann eine solche elastische, dämpfende Zwischenlage zusätzlich oder alternativ jeweils zwischen dem Stromabnehmer 104 und dem Trägerrahmen 107.1 angeordnet sein. Ebenso kann ein geeigneter Abschnitt des Trägerrahmens 107.1 im Kraftfluss von der

Stromabnehmereinrichtung 104 zur Dachstruktur 102.3 mit entsprechend dämpfenden Eigenschaften versehen sein.

Bei bestimmten Varianten der Erfindung kann zwischen dem Trägerrahmen 107.1 und/oder dem Stromabnehmer 104 und der Struktur des Wagenkastens 102 als

Schwingungsreduktionselement wenigstens ein technischer Dämpfer wirken, wie dies in Figur 3 durch die gestrichelte Kontur 107.7 angedeutet ist. Dieser Dämpfer 107.7 kann ausschließlich zur Dämpfung von Schwingungen dienen und über einen breiten

Frequenzbereich ausgelegt bzw. optimiert sein, da über den Dämpfer 107.7 keine statischen Kräfte zu übertragen sind. Hierbei ist es insbesondere möglich, den Dämpfer 107.7 für den Bereich besonders störender, typischerweise tiefer Frequenzen auszulegen. Der Dämpfer 107.7 wirkt bevorzugt zwischen dem Massenschwerpunkt der

Stromabnehmereinrichtung 104 und dem Wagenkasten 102. Hierbei kann eine Anordnung gewählt sein, bei welcher der Dämpfer 107.7 auf kürzest möglichem Weg (beispielsweise senkrecht zur Dachstruktur 102.3) mit der Dachstruktur 102.3 verbunden ist, wie dies in Figur 3 dargestellt ist. Ebenso kann aber auch eine anderweitige Ausrichtung bzw. Wirkrichtung des Dämpfers 107.7 vorgesehen sein. Weiterhin versteht es sich, dass eine Kombination aus zwei oder mehreren, parallel und/oder geneigt zueinander angeordneten bzw. wirkenden Dämpfern 107.7 vorgesehen sein kann. Die Dämpfer 107.7 können dann insbesondere

richtungsabhängig unterschiedliche Dämpfungswirkung entfalten, welche auf die spezifischen Anforderungen des konkreten Fahrzeugs 101 abgestimmt ist.

Bei bestimmten Varianten der Erfindung können Schwingungsreduktionselemente in Form von Blockiermassen am Trägerrahmen 107.1 befestigt sein, wie dies in Figur 2 durch die gestrichelten Konturen 107.9 angedeutet ist. Diese Reduktionselemente 107.9 modifizieren das Schwingungsverhalten des Trägerrahmens 107.1 (insbesondere dessen Eigenformen und die Amplituden der Eigenformen) entsprechend, um den Eintrag von Schwingungen in die Dachstruktur 102.3 in den relevanten (nachfolgend noch näher beschriebenen)

Frequenzbereichen zu reduzieren. Hierbei sind die Reduktionselemente 107.9 außerhalb des unmittelbaren Kraftflusses zwischen der Stromabnehmereinrichtung 104 und der

Seitenwandstruktur 102.4 angeordnet, um das Schwingungsverhalten modifizierend auf den (zu Schwingungen angeregten) Trägerrahmen 107.1 zu wirken.

Die Anordnung der Reduktionselemente 107.9 im Bereich der Stromabnehmereinrichtung 104 bringt dabei den Vorteil mit sich, dass an dieser Stelle die Krafteinleitung von der Stromabnehmereinrichtung 104 in den Trägerrahmen 107.1 erfolgt und folglich dort in der Regel besonders hohe (typischerweise maximale) Schwingungsamplituden auftreten.

Demgemäß können die Reduktionselemente 107.9 dort eine besonders gute

Modifikationswirkung entfalten. Das Frequenzspektrum, in dem mit der vorbeschriebenen Gestaltung eine wirksame

Geräuschreduktion erzielt wird, ist im vorliegenden Beispiel auf den Wagenkasten 102 abgestimmt. Hierbei werden vor allen Dingen Frequenzen, die im Innenraum 102.1 des Wagenkastens 102 zu erheblichen Resonanzen und damit zu einem hohen Schalldruck führen, gezielt gedämpft.

Im vorliegenden Beispiel wird eine Dämpfung in einem Frequenzbereich von 20 Hz bis 800 Hz erzielt, wobei insbesondere Frequenzbereich von 100 Hz bis 800 Hz eine starke Dämpfung gegenüber einer herkömmlichen Gestaltung, bei welcher die

Stromabnehmereinrichtung 104 direkt (also ohne den Trägerrahmen 107.1) auf der

Dachstruktur 102.3 montiert ist, erzielt wird. Besonders ausgeprägt ist diese Verbesserung im Frequenzbereich von 200 Hz bis 800 Hz.

Im vorliegenden Beispiel ist weiterhin als Luftschallreduktionseinrichtung eine

Abschirmeinrichtung 108 für Luftschall vorgesehen, der von der Stromabnehmereinrichtung 104 induziert wird. Es versteht sich jedoch, dass eine solche Luftschallreduktionseinrichtung bei anderen Varianten der Erfindung auch fehlen kann.

Die Abschirmeinrichtung 108 umfasst im vorliegenden Beispiel eine im Wesentlichen wannenförmige Abschirmung 108.1 , welche auf der Unterseite der Trägereinrichtung 107 zwischen der Stromabnehmereinrichtung 104 und der Dachstruktur 102.3 des Wagenkastens 102 angeordnet ist. Die Abschirmung 108.1 überragt die Stromabnehmereinrichtung 104 sowohl in der Fahrzeugquerrichtung als auch in der Fahrzeuglängsrichtung, um eine möglichst großflächige Abschirmung der Dachstruktur 102.3 gegen den von der

Stromabnehmereinrichtung 104 induzierten Luftschall zu erzielen.

Die Abschirmung 108.1 weist hierzu in der Fahrzeugquerrichtung eine maximale

Breitenabmessung BS2 auf, die etwa 150% der maximalen Stützbreite Bl an der

Stromabnehmereinrichtung 104 beträgt und damit ebenfalls deutlich größer ist als die maximale Stützbreite Bl. Weiterhin weist die Abschirmung 108.1 in der

Fahrzeuglängsrichtung hierzu eine maximale Längenabmessung LS auf, die etwa 350% der maximalen Stützlänge LI der AbStützung der Stromabnehmereinrichtung 104 auf der Trägereinrichtung 107 beträgt.

Die Abschirmung 108.1 ist im vorliegenden Beispiel an mehreren Punkten mit der

Dachstruktur verbunden. So ist die Abschirmung 108.1 zum einen an der Unterseite des Trägerrahmens 107.1 befestigt. Zum anderen ist die Abschirmung 108.1 außerhalb des Bereichs des Trägerrahmens 107.1 über eine Mehrzahl von über die Dachstruktur 102.3 verteilt angeordneten Schwingungsentkopplungselementen 108.2 auf der Dachstruktur 102.3 abgestützt.

Dies ist bei dem vorliegenden Fahrzeug 101 für den Hochgeschwindigkeitsverkehr von besonderem Vorteil, da in dessen Betrieb zum Teil erhebliche singulare Druckschwankungen bzw. Druckspitzen (z. B. bei Zugbegegnungen, Tunneleinfahrten etc.) auftreten können, welche erhebliche Lasten senkrecht zur Haupterstreckungsebene der Abschirmung 108.1 bedeuten. Diese verteilte, schwingungsentkoppelte Abstützung der Abschirmung 108.1 sichert die Abschirmung 108.1 in diesem Fall in vorteilhafter Weise gegen übermäßige Deformation, ohne die Abschirmeigenschaften gegen den von der

Stromabnehmereinrichtung 104 induzierten Luftschall erheblich zu beeinträchtigen.

Die Eigenfrequenz der Abschirmeinrichtung 108 ist ebenso wie die Eigenfrequenz der Schwingungsentkopplungselemente 108.2 im vorliegenden Beispiel möglichst weitgehend auf das zu erwartende Frequenzspektrum des von der Stromabnehmereinrichtung 104 induzierten Luftschalls sowie wiederum die Struktur des Wagenkastens und deren

Resonanzfrequenzen abgestimmt, um eine gute Abschirmwirkung zu erzielen.

Im vorliegenden Beispiel wird auch durch die Abschirmeinrichtung 108 eine Dämpfung in einem Frequenzbereich von 20 Hz bis 1000 Hz erzielt, wobei insbesondere Frequenzbereich von 100 Hz bis 800 Hz eine starke Dämpfung gegenüber einer herkömmlichen Gestaltung ohne Abschirmeinrichtung 108 erzielt wird.

Die Abschirmung 108.1 umfasst im vorliegenden Beispiel ein plattenförmiges, im

Wesentlichen ebenes Abschirmelement 108.3, welches der Dachstruktur 102.3 unter Ausbildung eines zweiten Spalts S2 (in der Fahrzeughöhenrichtung) zugeordnet ist. Der zweite Spalt S2 gewährleistet hierbei unter anderem, dass sich das Abschirmelement 108.2 außerhalb seiner Abstützungspunkte möglichst frei deformieren kann, sodass es die Schallenergie aufnehmen und durch die daraus resultierende Deformation zumindest einen Teil in Form von innerer Reibung dissipieren kann.

Der zweite Spalt S2 ist hierzu auf die Schwingungseigenschaften der Abschirmung 108.1 abgestimmt, um die beschriebene Energiedissipation zu ermöglichen. Im vorliegenden Beispiel weist der zweite Spalt S2 hierzu in der Fahrzeughöhenrichtung eine zweite

Spalthöhe HS2 auf, die im vorliegenden Beispiel der ersten Spaltshöhe HS1 entspricht es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung in Abhängigkeit von der Anordnung der Abschirmung 108.1 auch andere Spalthöhen gewählt sein können. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Abschirmung 108.1 auf der Oberseite der Trägereinrichtung 107 angeordnet wird.

Der zweite Spalt S2 kann wiederum grundsätzlich ganz oder teilweise mit einem oder mehreren Vibrationen dämpfenden oder dämmenden Materialien ausgefüllt sein. So können beispielsweise mikroperforierte Bleche zur Bedämpfung des Hohlraums eingesetzt werden. Im vorliegenden Beispiel ist jedoch auch der zweite Spalt S2 als Luftspalt ausgebildet, da sich hiermit besonders einfach zu realisierende Konfigurationen ergeben.

Das Abschirmelement 108.3 ist im vorliegenden Fall zum einen mit einem umlaufend an das Abschirmelement 108.3 angrenzenden, in der Fahrzeughöhenrichtung nach oben weisenden Randbereich 108.4 versehen, welcher die Formstabilität der Abschirmung erhöht. Zudem ist das Abschirmelement 108.3 im Bereich der Verbindungspunkte zu den

Schwingungsentkopplungselementen 108.2 mit (nicht näher dargestellten) mechanischen Verstärkungseinrichtungen versehen, um seine Formstabilität im Betrieb noch weiter zu erhöhen. Als Verstärkungseinrichtungen können grundsätzlich beliebige geeignete Elemente, wie beispielsweise Rippen, Rinnen, Sicken etc. in beliebiger geeigneter Anordnung vorgesehen sein. Die Gestalt und Anordnung dieser Verstärkungseinrichtungen kann zudem dazu genutzt werden, das Schwingungsverhalten des Abschirmelements 108.3 und damit der Abschirmung 108.3 zu beeinflussen.

Wie insbesondere Figur 5 zu entnehmen ist, sind die Schwingungsentkopplungselemente 108.2 im vorliegenden Beispiel als zylindrische Gummihülsen mit einer ringförmigen Nut 108.5 gestaltet, welche durch eine zugeordnete Bohrung in dem Abschirmelement 108.3 gesteckt werden, sodass die Wandung, welche die Bohrung begrenzt, in der Nut 108.5 einrastet, mithin also ein Formschluss zwischen der Gummihülse 108.2 und dem

Abschirmelement 108.3 entsteht.

Die Fixierung erfolgt über Schrauben 108.6, welche durch die Gummihülsen 108.2 hindurch gesteckt werden. Der Kopf der Schrauben 108.6 ist dabei in eine mit der Dachstruktur fest verbundene C-Schiene eingehakt, sodass über die Verschraubungen am freien Ende der Schraube 108.6 eine Fixierung erfolgen kann. Hierbei kann insbesondere über die durch die Verschraubung erzeugte Vorspannung eine Einstellung der Dämpfungseigenschaften der Schwingungsentkopplungselemente 108.2 erzielt werden Auch für die Abschirmung 108.1 , insbesondere das Abschirmeiement 108.3, wird im vorliegenden Beispiel wegen der besonders günstigen Eigenschaften hinsichtlich der Schwingungsreduzierung bzw. Schwingungsdämpfung Stahl verwendet. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch beliebige andere Materialien, beispielsweise Metalle (wie Aluminium etc.) oder verstärkte Kunststoffe bzw.

Verbundwerkstoffe etc. einzeln oder in Kombination zur Anwendung kommen können.

Insbesondere können eine oder mehrere so genannte Schwerschichten vollflächig oder in Teilbereichen auf die Abschirmung 108.1 aufgebracht werden, um deren

Dämpfungseigenschaften anzupassen.

Wie insbesondere den Figuren 1 und 2 zu entnehmen ist, ist die Vertiefung 102.2, in welcher die Stromabnehmereinrichtung 104 im Dach des Wagenkastens 102 versenkt angeordnet ist, umlaufend in der Fahrzeuglängsrichtung und der Fahrzeugquerrichtung durch eine

Begrenzungswand 102.5 begrenzt, welche im Bereich der Stützeinrichtung 106 durch die Innenseite der Stützeinrichtung 106 gebildet wird.

Die Abschirmung 108.1 reicht unter Ausbildung eines schmalen dritten Spaltes S3 umlaufend so nahe an die Begrenzungswand 102.5 heran, dass die Spaltbreite BS3 (also der minimale Abstand zwischen der Abschirmung 108.1 und der Begrenzungswand 102.5) etwa 8 mm beträgt. Hierdurch ist in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass die darunterliegende

Dachstruktur 102.3 Spalt im Wesentlichen vollständig durch die Abschirmeinrichtung 108 gegen den von der Stromabnehmereinrichtung 104 induzierten Luftschall abgeschirmt ist.

Wie den Figuren 1 und 2 weiterhin zu entnehmen ist, ist die Begrenzungswand 102.5 der Vertiefung 102.2 in einem Randbereich der Vertiefung 102.2 am Übergang zur Außenhaut 102.1 des Wagenkastens in einem vorderen Abschnitt 102.6 und einem hinteren Abschnitt 102.7 nach Art einer Fase abgewinkelt ausgebildet, um an der Außenhaut 102.1 eine definierte Strömungsabrisskante 102.8 bzw. 102.9 für eine die Außenhaut 102.1

überstreichende Luftströmung auszubilden.

Der vordere Abschnitt 102.6 und der hintere Abschnitt 102.7 erstrecken sich dabei zumindest teilweise in der Fahrzeugquerrichtung zwischen zwei seitlichen Abschnitten 102.10 erstrecken, die sich jeweils in der Fahrzeuglängsrichtung erstrecken. Die Fase ist dabei in der Fahrzeugquerrichtung jeweils die gesamte Breite des vorderen Abschnitts 102.6 bzw. des hinteren Abschnitts 102.7 ausgebildet. Durch diese abgewinkelte Gestaltung der Oberfläche im Nachlauf der Strömungsabrisskante 102.8 bzw. 102.9 kann zum einen in vorteilhafter Weise eine ausgeprägte scharfe

Strömungsabrisskante erzielt werden, welche eine saubere, definierte Ablösung der

Strömung von der Oberfläche 102.1 gewährleistet. Dies ist im Hinblick auf eine geringe Aufweitung der sich in der abgelösten Strömung ausbildenden Scherschicht (in einer Richtung senkrecht zur Haupterstreckungsebene der Scherschicht) und damit einen geringen Strömungswiderstand des Fahrzeugs 101 von Vorteil.

Ein weiterer Vorteil dieser abgewinkelten Gestaltung in liegt darin, dass bei Fahrt in einer umgekehrten Fahrtrichtung eine dann aus Richtung des gegenüberliegenden Abschnitts 102.7 bzw. 102.6 des Randbereichs der Vertiefung 102.2 kommende Scherschicht nicht wie bei den herkömmlichen Gestaltungen auf eine im Wesentlichen senkrecht zur Auftreffrichtung ausgerichtete Oberfläche auftrifft, sondern auf die entsprechend weniger stark zur

Auftreffrichtung geneigte Oberfläche der Fase auftrifft. Dies hat den Vorteil, dass in die auftreffende Scherschicht ein geringerer Impuls eingeleitet wird, sodass sich die Strömung schneller wieder an die Oberfläche 102.1 anlegen und dort eine widerstandsarme

Grenzschicht ausbilden kann.

Je nach Größe des Neigungswinkels zwischen der Oberfläche der Außenhaut 102.1 des Wagenkastens und der Oberfläche der Fase 102.7 bzw. 102.6 kann es zwar beim

Überströmen der Strömungsabrisskante 102.9 bzw. 102.8 (welches bei dieser umgekehrten Fahrtrichtung dann in umgekehrter Richtung von der Fase zur Außenhaut hin erfolgt) zu einer erneuten lokalen bzw. temporären Ablösung (in Form einer so genannten Ablöseblase) kommen, diese fällt jedoch wegen der günstigeren Neigung zwischen Außenhaut 102.1 und Fase 102.7 bzw. 102.6 geringer als bei den herkömmlichen Gestaltungen aus. Mit anderen Worten wird mit der vorliegenden Erfindung der Aufprallwinkel der Scherschicht auf die Oberfläche reduziert, sodass es zu einem sanfteren Aufprall der Scherschicht auf die Oberfläche der Fase 102.7 bzw. 102.6 kommt, der ein schnelles Anlegen der Strömung an die Oberfläche 102.1 begünstigt und so eine Reduktion des Strömungswiderstands mit sich bringt. Ein weiterer Vorteil dieses sanfteren Aufpralls der Scherschicht auf die Oberfläche liegt in der geringeren Schallemission, die damit einhergeht.

Die Stromabnehmereinrichtung 104 weist im deaktivierten Zustand die in Figur 1 bis 3 dargestellte eingefahrene Position auf, in der sie tief in der durch die Außenhaut 102.1 des Wagenkastens 102 definierten Hüllfläche versenkt ist. Limitierend ist hier lediglich die erforderliche Deckenhöhe im Innenraum 101.1 des Fahrzeugs 101. Im vorliegenden Beispiel ist die Stromabnehmereinrichtung 104 in der eingefahrenen Ruheposition so weit in der Hüllfläche versenkt, dass sie die Hüllfläche 102.1 in der Fahrzeughöhenrichtung (im Bereich der Hörner der Schleifleiste 104.2) nicht überragt. Hierdurch wird eine aerodynamisch besonders günstige Konfiguration erzielt, wobei sich auf die Außenhaut des Wagenkastens aufgesetzte Verkleidungen oder Hutzen erübrigen, welche letztlich trotz aller aerodynamisch optimierter Gestaltung die Widerstandsfläche und damit den Strömungswiderstand des Fahrzeugs erhöhen.

Weiterhin ist die Vertiefung 102.2 (in der Draufsicht von oben auf den Dachbereich des Wagenkastens 102) als Dachausschnitt mit einer Außenkontur gestaltet, die im Wesentlichen der Geometrie bzw. Außenkontur der in ihre Ruheposition eingefahrenen

Stromabnehmereinrichtung 104 folgt, sodass durch Vertiefung 102.2 eine möglichst geringe (gegebenenfalls zu Schallemissionen führende) Störung in die Luftströmung eingebracht wird, welche das Dach des Wagenkastens 102 überstreicht. Der Abstand der Außenhaut 102.1 und insbesondere der Begrenzungswand 102.5, zur Stromabnehmereinrichtung 104 ist dabei so gewählt, dass bei aktivierter, die Oberleitung 105 kontaktierender

Stromabnehmereinrichtung 104 zwischen den Strom führenden, nicht mit einer elektrischen Isolation versehenen Bauteilen der Stromabnehmereinrichtung 104 und den angrenzenden Teilen des Wagenkastens 102 ein vorgegebener Abstand nicht unterschritten wird, um durch die so geschaffene Luftisolationsstrecke Spannungsüberschläge zu vermeiden.

Wie der Figur 1 weiterhin zu entnehmen ist, ist benachbart zum schleifleistenseitigen Ende der Vertiefung 102.2 eine weitere Vertiefung 102.11 im Dachbereich des Wagenkastens 102 vorgesehen. In dieser weiteren Vertiefung 102.11 sind mit der Stromabnehmereinrichtung 104 verbundene Hochspannungskomponenten 109 der Hochspannungsversorgung des Fahrzeugs 101 angeordnet (wie beispielsweise weitere Isolatoren, Strom- und/oder

Spannungswandler, Haupt- und/oder Trennschalter etc.). Die weitere Vertiefung 102.11 ist durch eine Abdeckung 102.12 vollständig überdeckt und in Fahrzeuglängsrichtung von der Vertiefung 102.2 durch eine Trennwand 102.13 getrennt.

In Figur 1 und 2 ist ferner ein Verschmutzungsschutz 110 dargestellt, der ein oder mehrere (zur Fahrzeughöhenrichtung und Fahrzeuglängsrichtung) geneigte Abdeckelemente 110.1 oder dergleichen umfasst (siehe Figur 1), die sich in Fahrzeugquerrichtung im Wesentlichen über die Breite der Vertiefung 102.2 erstrecken. Die Abdeckelemente 110.1 sind auf Konsolen 110.2 (siehe Figur 2) montiert und liegen bündig an der Trennwand 102.13 an. Die Konsolen 110.2 sind ihrerseits auf der Abschirmung 108.1 montiert. Die Abdeckelemente 110.1 sind vorzugsweise als Lochbleche mit beispielsweise einem Lochanteil von 50% gestaltet. Damit wird auch im Falle von Schmutzansammlungen sichergestellt, dass eindringendes Wasser durch einen von den Abdeckelementen 110.1 überdeckten

Wasserablauf abfließen kann.

Durch den Verschmutzungsschutz 110 wird verhindert, dass sich größere Gegenstände, wie Äste oder Laub, an der Trennwand 102.13 zwischen den Vertiefungen 102.2 und 102.11 ansammeln können. Durch die geneigte Anordnung der Abdeckelemente 110.1 wird erreicht, dass sich durch die im Fahrbetrieb auftretende Luftströmung derartige Gegenstände gar nicht erst ansammeln können bzw. weggeweht werden.

Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend ausschließlich im Zusammenhang mit einem Fahrzeug für einen Triebzug für den Hochgeschwindigkeitsverkehr beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung auch im Zusammenhang mit anderen Arten von

Schienenfahrzeugen, insbesondere mit anderen Nennbetriebsgeschwindigkeiten, zum Einsatz kommen kann.