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Patent Searching and Data


Title:
RAIL VEHICLE AND METHOD FOR INFLUENCING AN AIR FLOW
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/129458
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a rail vehicle (22) having at least one head region (6), wherein the form of the head region (6) at least in the region of the roof (8) thereof is at least partially convex at least in a longitudinal direction of the rail vehicle (22). In order to improve an impingement of flow on a roof-mounted pantograph during travel in the rail vehicle combination (48), it is proposed that the rail vehicle (22) has at least one wing (24) which is arranged on the roof (8) at least partially in the convex region (10) in the head region (6) of the rail vehicle (22), wherein a form of the wing (24) at least substantially follows a form of the head region (6).

Inventors:
KIRCHNER, Towje (Tonhallenstrasse 11a, Duisburg, 47051, DE)
KNIPPING, Arndt (Damaschkestr. 8, Krefeld, 47829, DE)
RODRIGUEZ AHLERT, Carlos-Jose (Bergstraße 56, Selfkant, 52538, DE)
SCHMIDT, Eckhard (Greifweg 18, Düsseldorf, 40549, DE)
WIETRECK, Falk (Hülserkamp 18, Mönchengladbach, 41065, DE)
Application Number:
EP2018/083165
Publication Date:
July 04, 2019
Filing Date:
November 30, 2018
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (Werner-von-Siemens-Straße 1, München, 80333, DE)
International Classes:
B61D17/02
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Claims:
Patentansprüche

1. Schienenfahrzeug (22) mit zumindest einem Kopfbereich (6), wobei die Form des Kopfbereichs (6) zumindest im Bereich sei nes Daches (8) zumindest in Längsrichtung des Schienenfahr zeugs (22) zumindest teilweise konvex ist,

gekennzeichnet durch

zumindest einen Flügel (24), welcher im Kopfbereich (6) des Schienenfahrzeugs auf dem Dach (8) zumindest teilweise in dem konvexen Bereich (10) angeordnet ist,

wobei eine Form des Flügels (24) zumindest im Wesentlichen einer Form des Kopfbereichs (6) folgt.

2. Schienenfahrzeug (22) nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Flügel (24) zumindest einen gekrümmten Flügelabschnitt (26) aufweist, welcher in dem konvexen Bereich (10) angeord net ist, wobei der gekrümmte Flügelabschnitt (26) zumindest in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs (22) gekrümmt ist, wo bei die Krümmung des gekrümmten Flügelabschnitts (26) zumin dest im Wesentlichen einer Krümmung des konvexen Bereichs (10) folgt.

3. Schienenfahrzeug (22) nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, dass

der gekrümmte Flügelabschnitt (26) zumindest an seiner Ober seite (28) einen Krümmungsradius von mindestens 20 cm, insbe sondere von mindestens 25 cm, in Längsrichtung des Schienen fahrzeugs (22) aufweist.

4. Schienenfahrzeug (22) nach Anspruch 2 oder 3,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Flügel (24) einen in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs (22) geraden Fortsatz (32) aufweist, welcher sich tangential an den gekrümmten Flügelabschnitt (26) in einer Richtung weg von der Schienenfahrzeugmitte anschließt.

5. Schienenfahrzeug (22) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass

der gekrümmte Flügelabschnitt (26) und ggf. der Fortsatz (32) in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs (22) insgesamt mindes tens 25 cm, insbesondere mindestens 30 cm, lang sind.

6. Schienenfahrzeug (22) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass

der Flügel (24) zumindest einen in Längsrichtung des Schie nenfahrzeugs (22) geraden Flügelabschnitt (34) aufweist, wel cher in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs (22) zumindest im Wesentlichen parallel zu der Längsachse des Schienenfahrzeugs (22) angeordnet ist und welcher sich tangential an den ge krümmten Flügelabschnitt (26) in einer Richtung zur Schienen fahrzeugmitte (22) hin anschließt.

7. Schienenfahrzeug (22) nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, dass

der in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs (22) gerade Flü gelabschnitt (34) in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs (22) mindestens 40 cm, insbesondere mindestens 70 cm, lang ist.

8. Schienenfahrzeug (22) nach einem der vorhergehenden An sprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

ein minimaler Abstand (36) zwischen dem Flügel (24) und dem Dach (8) mindestens 5 cm beträgt.

9. Schienenfahrzeug (22) nach einem der vorhergehenden An sprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

zwischen dem Dach (8) und dem Flügel (24) ein Spalt (38) an geordnet ist, welcher eine erste Öffnung (40) in Richtung hin zu einer Schienenfahrzeugmitte und eine zweite Öffnung (42) in einer Richtung weg von der Schienenfahrzeugmitte aufweist, wobei die zweite Öffnung (42) schräg nach unten zeigt.

10. Schienenfahrzeug (22) nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet, dass

zwischen den Richtungen, in welche die beiden Öffnungen (40, 42) zeigen, ein Winkel (44) von mindestens 140°, insbesondere von mindestens 155°, und von maximal 110° , insbesondere von maximal 160°, liegt.

11. Schienenfahrzeug (22) nach einem der vorhergehenden An sprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

eine Länge des Flügels (24) in Längsrichtung des Schienen fahrzeugs (22) mindesten 50 cm, insbesondere mindestens 100 cm, und maximal 250 cm, insbesondere maximal 200 cm, be trägt .

12. Schienenfahrzeug (22) nach einem der vorhergehenden An sprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Flügel (24) in Querrichtung des Schienenfahrzeugs (22) eine Krümmung aufweist.

13. Schienenfahrzeug (22) nach einem der vorhergehenden An sprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Flügel (24) ein Formteil, hergestellt unter Verwendung eines Metallblechs und/oder eines Sandwichelements, ist.

14. Schienenfahrzeug (22) nach einem der vorhergehenden An sprüche,

gekennzeichnet durch

einen zweiten solchen Kopfbereich (6) mit einem zweiten sol chen Flügel (24) .

15. Verfahren zur Beeinflussung einer Luftströmung (52) bei einer Fahrt eines Schienenfahrzeugverbunds (48) mit mehreren Schienenfahrzeugen (22), wobei zumindest eines der Schienen fahrzeuge (22) ein vorfahrendes Schienenfahrzeug (22a) und eines der Schienenfahrzeuge (22) ein nachfahrendes Schienen fahrzeug (22b) ist,

wobei zumindest das vorfahrende Schienenfahrzeug (22a) zumin dest an seinem nachlaufenden Ende einen Kopfbereich (6) auf weist, wobei die Form des Kopfbereichs (6) zumindest im Be reich seines Daches (8) in Längsrichtung des vorfahrenden Schienenfahrzeugs (22a) zumindest teilweise konvex ist, und wobei zumindest das vorfahrende Schienenfahrzeug (22a) zumin dest einen Flügel (24) aufweist, welcher in dem Kopfbereich (6) auf dem Dach (8) zumindest teilweise in dem konvexen Be reich (10) angeordnet ist, wobei eine Form des Flügels (24) zumindest im Wesentlichen einer Form des Kopfbereichs (6) des vorfahrenden Schienenfahrzeugs (22a) folgt,

bei welchem Verfahren

ein erster Luftstrom (52a) zwischen dem Dach (8) und dem Flügel (24) hindurch strömt, wobei der erste Luftstrom (52a) unter Verwendung des Flügels (24) zumindest teilwei se nach unten geleitet wird, und

ein zweiter Luftstrom (52b) über den Flügel (24) hinweg strömt, wobei der zweite Luftstrom (52b) zumindest im We sentlichen der Form des Flügels (24) folgt, sodass der zweite Luftstrom (52b) unter Verwendung des Flügels (24) zumindest teilweise nach unten geleitet wird.

Description:
Beschreibung

Schienenfahrzeug und Verfahren zur Beeinflussung einer Luft strömung

Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug mit zumindest ei nem Kopfbereich, wobei die Form des Kopfbereichs zumindest im Bereich seines Daches zumindest in Längsrichtung des Schie nenfahrzeugs zumindest teilweise konvex ist.

Werden mehrere, beispielsweise zwei, Schienenfahrzeuge zu ei nem Schienenfahrzeugverbund gekoppelt, so wird bei einer Fahrt dieses Schienenfahrzeugverbunds eine Luftströmung über den Schienenfahrzeugverbund hinweg von dem Kuppelbereich be einflusst .

Weist beispielsweise das vorfahrende Schienenfahrzeug zumin dest an seinem nachlaufenden Ende einen Kopfbereich auf, wo bei die Form des Kopfbereichs zumindest im Bereich seines Da ches in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs zumindest teil weise konvex ist, so kann es bei der Fahrt beispielsweise bei dem Übergang in den konvexen Bereich zu einer Ablösung der Luftströmung kommen. Die Luftströmung folgt dann nicht dem konvexen Bereich, sondern geht nach oben weg. Auf diese Weise entsteht ein Unterdrück in dem Kuppelbereich, d. h. zwischen dem vorfahrenden und dem nachfahrenden Schienenfahrzeug.

Ein Teil der Luft, welche an den Seiten des vorfahrenden Schienenfahrzeugs vorbei strömt, strömt aufgrund des Unter drucks in den Kuppelbereich hinein und wird dann nach oben abgelenkt. Dieser Effekt beeinflusst auch die Luftströmung über das nachfahrende Schienenfahrzeug hinweg.

Sind die Schienenfahrzeuge beispielsweise elektrifiziert und weisen - insbesondere auf ihrem Dach - einen Dachstromabneh mer zur Abnahme elektrischer Energie von einer Oberleitung auf, so wird durch die zuvor genannten Effekte die Anströmung des Dachstromabnehmers des nachfahrenden Schienenfahrzeugs beeinflusst. Insbesondere weist die Luftströmung am Dach stromabnehmer des nachfahrenden Schienenfahrzeugs eine gerin gere Strömungsgeschwindigkeit auf als am Dachstromabnehmer des vorfahrenden Schienenfahrzeugs. Auf diese Weise wird ein Anpressdruck des Dachstromabnehmers des nachfahrenden Schie nenfahrzeugs gegen die Oberleitung reduziert.

Bisher wurde durch eine geschickte Gestaltung des Dachstrom abnehmers selbst versucht, den Anpressdruck gegen die Ober leitung zu optimieren. Beispielsweise kann der Anpressdruck über verstellbare Bleche an einem Arm des Dachstromabnehmers eingestellt werden. Hierzu ist jedoch eine Steuerung der Blechstellungen nötig. Ein solches Vorgehen ist jedoch nicht für alle Schienenfahrzeuge anwendbar. Außerdem geht die Steu erung mit erhöhten Kosten und mit erhöhter Fehleranfälligkeit einher .

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schienenfahrzeug anzu geben, mit dem auch bei der Fahrt im Schienenfahrzeugverbund auf einfache Weise, insbesondere auf fehlerunanfällige Weise, der Anpressdruck des Dachstromabnehmers in der gewünschten Höhe aufrechtgehalten wird.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Schienenfahrzeug der ein gangs genannten Art, welches erfindungsgemäß zumindest einen Flügel aufweist, welcher im Kopfbereich des Schienenfahrzeugs auf dem Dach zumindest teilweise in dem konvexen Bereich an geordnet ist, wobei eine Form des Flügels zumindest im We sentlichen einer Form des Kopfbereichs folgt.

Der Flügel kann auf einfache Weise die Luftströmung beein flussen. Vorzugsweise ist die Funktionsweise des Flügels feh lerresistent .

Vorzugsweise ist der Kopfbereich an einem nachlaufenden Ende des Schienenfahrzeugs angeordnet. Auf diese Weise kann der Flügel eine Luftströmung derart beeinflussen, dass bei der Fahrt im Schienenfahrzeugverbund eine Strömungsgeschwindig- keit an einem Dachstromabnehmer eines nachfahrenden Schienen fahrzeugs des Schienenfahrzeugverbunds erhöht wird. Weiter kann der Flügel einen Unterschied zwischen der Strömungsge schwindigkeit an dem Dachstromabnehmer des nachfahrenden Schienenfahrzeugs und der Strömungsgeschwindigkeit an einem Dachstromabnehmer des erstgenannten Schienenfahrzeugs redu zieren. Ist im Folgenden von einem Schienenfahrzeug die Rede, so ist vorzugsweise das erstgenannte Schienenfahrzeug ge meint .

Bei der Fahrt des Schienenfahrzeugs kann der Flügel außerdem eine Aerodynamik des Schienenfahrzeugs verbessern. D. h. auch bei einer Fahrt des Schienenfahrzeugs allein kann der Flügel eine Luftströmung positiv beeinflussen. Insbesondere kann bei der Fahrt des Schienenfahrzeugs durch den Flügel ein Luftwi derstand des Schienenfahrzeugs reduziert werden.

Zusammenfassend kann der Flügel bei der Fahrt des Schienen fahrzeugs allein und/oder bei der Fahrt des Schienenfahrzeugs im Schienenfahrzeugverbund eine Luftströmung positiv beein flussen .

Als Kopfbereich, welcher zumindest im Bereich seines Daches zumindest in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs zumindest teilweise konvex ist, kann ein Kopfbereich aufgefasst werden, dessen Höhe zumindest in einem Abschnitt des Kopfbereichs mit wachsendem Abstand zu einer Schienenfahrzeugmitte reduziert ist/wird. Die Reduktion der Höhe nimmt zweckmäßigerweise mit zunehmendem Abstand zur Schienenfahrzeugmitte immer weiter zu. Aufgrund dieser Reduktion folgt zweckmäßigerweise in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs in diesem Abschnitt des Kopfbereichs eine Wölbung des Kopfbereichs nach außen.

Als Schienenfahrzeugmitte kann eine Mitte des Schienenfahr zeugs in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs aufgefasst wer den . Als „eine Form des Flügels, welche zumindest im Wesentlichen einer Form des Kopfbereichs folgt", kann eine Form des Flü gels aufgefasst werden, welche zumindest im Wesentlichen der Form des Kopfbereichs in demjenigen Bereich folgt, in dem der Flügel angeordnet ist. Zweckmäßigerweise folgt die Form des Flügels zumindest im Wesentlichen der Form des Kopfbereichs zumindest in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs. Weiter ist es bevorzugt, wenn die Form des Flügels zumindest im Wesent lichen der Form des Kopfbereichs in Längsrichtung und in Qu errichtung des Schienenfahrzeugs folgt.

Als Flügel kann ein Element aufgefasst werden, welches beid seitig umströmt wird. Insbesondere kann sowohl eine Oberseite des Flügels als auch eine Unterseite des Flügels umströmt werden. Es ist bevorzugt, wenn der Flügel plattenförmig ist.

Es ist zweckmäßig, wenn der Flügel beabstandet zu dem Dach angeordnet ist. Auf diese Weise kann ein Spalt zwischen dem Dach und dem Flügel gebildet werden. Der Spalt kann als Luft kanal wirken. Bei der Fahrt des Schienenfahrzeugs kann ein Luftstrom durch den Spalt durchgehen. Das heißt, dass bei der Fahrt des Schienenfahrzeugs ein Luftstrom unter dem Flügel hindurchgehen kann. Auf diese Weise kann der Luftstrom der Form des Kopfbereichs zumindest teilweise folgen. Insbesonde re kann der Luftstrom auf diese Weise der konvexen Form zu mindest teilweise folgen.

Außerdem kann bei der Fahrt des Schienenfahrzeugs ein Luft strom über den Flügel hinweggehen. Der Luftstrom kann der Form des Kopfbereichs zumindest teilweise folgen. Insbesonde re kann der Luftstrom der konvexen Form zumindest teilweise folgen .

Bei der Fahrt im Schienenfahrzeugverbund mit einem/dem nach folgenden Schienenfahrzeug kann der Luftstrom zwischen das erstgenannte Schienenfahrzeug und das nachfolgende Schienen fahrzeug, insbesondere in einen Kuppelbereich, geführt wer den. Auf diese Weise kann eine Luftströmung über das nachfol- gende Schienenfahrzeug positiv beeinflusst werden. Insbeson dere kann auf diese Weise eine Strömungsgeschwindigkeit an einem Dachstromabnehmer des nachfolgenden Schienenfahrzeugs erhöht werden.

Als Unterseite des Flügels kann die dem Spalt zugewandte Sei te des Flügels aufgefasst werden. Weiter kann als Oberseite des Flügels die dem Spalt abgewandte Seite des Flügels be zeichnet werden. Insbesondere sind die Oberseite des Flügels und die Unterseite des Flügels einander abgewandt.

Zweckmäßigerweise weist der Flügel zumindest einen gekrümmten Flügelabschnitt auf. Vorzugsweise ist der gekrümmte Flügelab schnitt in dem konvexen Bereich angeordnet. Weiter ist es be vorzugt, wenn der gekrümmte Flügelabschnitt zumindest in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs gekrümmt ist. Zweckmäßi gerweise folgt die Krümmung des gekrümmten Flügelabschnitts zumindest im Wesentlichen einer Krümmung des konvexen Be reichs .

Auf diese Weise kann bei der Fahrt des Schienenfahrzeugs eine Umlenkung der Luftströmung erreicht werden. Insbesondere kann ein frühzeitiges Abreißen der Luftströmung vermieden werden.

Es ist vorteilhaft, wenn sowohl eine Oberseite als auch eine Unterseite des gekrümmten Flügelabschnitts zumindest in

Längsrichtung des Schienenfahrzeugs zumindest teilweise ge krümmt ist. Ein Krümmungsradius an der Oberseite des gekrümm ten Flügelabschnitts kann sich von einem Krümmungsradius an der Unterseite des gekrümmten Flügelabschnitts unterscheiden. Es ist bevorzugt, wenn der Krümmungsradius an der Oberseite des gekrümmten Flügelabschnitts zumindest im Wesentlichen gleich ist wie ein Krümmungsradius an der Unterseite des ge krümmten Flügelabschnitts.

Es ist vorteilhaft, wenn der gekrümmte Flügelabschnitt zumin dest an seiner Oberseite einen Krümmungsradius von mindestens 20 cm, insbesondere von mindestens 25 cm, in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs aufweist.

Als erster Flügelabschnitt kann ein erstgenannter Flügelab schnitt aufgefasst werden.

Der Flügel kann einen in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs geraden Fortsatz aufweisen. Zweckmäßigerweise schließt sich der Fortsatz tangential an den gekrümmten Flügelabschnitt in einer Richtung weg von einer Schienenfahrzeugmitte an. Es ist bevorzugt, wenn der Fortsatz in dem konvexen Bereich angeord net ist.

Der gekrümmte Flügelabschnitt und gegebenenfalls der Fort satz, insbesondere falls letzterer vorgesehen ist, können in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs insgesamt mindestens 25 cm, insbesondere mindestens 30 cm, lang sein.

Es ist vorteilhaft, wenn der Flügel zumindest einen in Längs richtung des Schienenfahrzeugs geraden Flügelabschnitt auf weist. Der in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs gerade Flü gelabschnitt, kurz auch der gerade Flügelabschnitt, ist vor zugsweise in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs zumindest im Wesentlichen parallel zu der Längsachse des Schienenfahrzeugs angeordnet. Weiter ist es bevorzugt, wenn sich der in Längs richtung des Schienenfahrzeugs gerade Flügelabschnitt tangen tial an den gekrümmten Flügelabschnitt in einer Richtung hin zur Schienenfahrzeugmitte anschließt.

Beispielsweise kann der in Längsrichtung des Schienenfahr zeugs gerade Flügelabschnitt in einem Bereich des Daches an geordnet sein, welcher sich vorzugsweise an den gekrümmten Bereich des Daches in einer Richtung hin zur Schienenfahr zeugmitte anschließt. Weiter kann der in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs gerade Flügelabschnitt in einem Bereich des Daches angeordnet sein, welcher vorzugsweise in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs zumindest im Wesentlichen parallel zu der Längsachse des Schienenfahrzeugs verläuft. Falls der Flügel an einem nachlaufenden Ende des Schienen fahrzeugs angeordnet ist, kann der in Längsrichtung des

Schienenfahrzeugs gerade Flügelabschnitt eine Luftströmung zu deren Beeinflussung einfangen. Insbesondere kann eine Ober seite und/oder eine Unterseite des in Längsrichtung des

Schienenfahrzeugs geraden Flügelabschnitts (jeweils) eine Luftströmung zu deren Beeinflussung einfangen.

Der in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs gerade Flügelab schnitt kann in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs mindes tens 40 cm lang sein. Insbesondere kann der in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs gerade Flügelabschnitt in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs mindestens 70 cm lang sein.

Zweckmäßigerweise beträgt ein minimaler Abstand zwischen dem Flügel und dem Dach mindestens 5 cm. Auf diese Weise kann ge währleistet werden, dass der Luftstrom unter dem Flügel hin durch, das heißt durch den Spalt zwischen dem Flügel und dem Dach hindurch, eine ausreichende Volumenmenge an Luft beför dert. Weiter kann auf diese Weise eine Umlenkung einer aus reichenden Volumenmenge von Luft gewährleistet werden.

Weiter ist es vorteilhaft, wenn der Abstand zwischen dem Flü gel und dem Dach um weniger als 20 %, insbesondere um weniger als 10 %, zwischen verschiedenen Positionen schwankt.

Wie bereits zuvor erwähnt ist es zweckmäßig, wenn zwischen dem Dach und dem Flügel ein Spalt angeordnet ist. Der Spalt kann eine erste Öffnung in Richtung hin zur Schienenfahrzeug mitte aufweisen. Vorzugseise zeigt die erste Öffnung in eine horizontale Richtung. Insbesondere kann die Richtung, in wel che die erste Öffnung zeigt, parallel zur Längsachse des Schienenfahrzeugs verlaufen. Weiter kann der Spalt eine zwei te Öffnung in einer Richtung weg von der Schienenfahrzeugmit te aufweisen. Vorzugsweise zeigt die zweite Öffnung schräg nach unten. Die Richtung, in welche die zweite Öffnung zeigt, steht vorzugsweise in einem spitzen Winkel zur Längsachse des Schienenfahrzeugs .

Zwischen den Richtungen, in welche die beiden Öffnungen zei gen, kann ein Winkel von mindestens 140°, insbesondere von mindestens 155°, liegen. Weiter kann zwischen den Richtungen, in welche die beiden Öffnungen zeigen, ein Winkel von maximal 110° , insbesondere von maximal 160°, liegen.

Eine Länge des Flügels in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs kann mindesten 50 cm, insbesondere mindestens 100 cm, betra gen. Weiter kann eine Länge des Flügels in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs maximal 250 cm, insbesondere maximal

200 cm, betragen.

Es ist vorteilhaft, wenn eine Breite des Flügels in Querrich tung des Schienenfahrzeugs zumindest im Wesentlichen einer Breite desjenigen Bereich des Kopfbereichs entspricht, in dem der Flügel angeordnet ist.

Der Flügel kann in Querrichtung des Schienenfahrzeugs eine Krümmung aufweisen. Das heißt, dass der gekrümmte Flügelab schnitt, der gerade Fortsatz und/oder der in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs gerade Flügelabschnitt jeweils in Quer richtung des Schienenfahrzeugs eine Krümmung aufweisen kann. Die Krümmung des Flügels in Querrichtung des Schienenfahr zeugs ist zweckmäßigerweise an eine Form des Kopfbereichs in Querrichtung des Schienenfahrzeugs angepasst. Beispielsweise kann der Kopfbereich im Bereich seines Daches in Querrichtung des Schienenfahrzeugs konvex gekrümmt sein.

Es ist vorteilhaft, wenn eine genannte Krümmung des Flügels als kontinuierliche Krümmung ausgeführt ist. Weiter kann eine genannte Krümmung des Flügels auch als Facettierung, insbe sondere aus mehreren geraden und/oder mehreren gekrümmten Teilelementen, ausgeführt sein.

Es ist bevorzugt, wenn eine Stirnseite des Flügels zumindest eine abgerundete Kante aufweist. Das Dach des Schienenfahrzeugs kann ein Dachgerät aufweisen. Der Flügel kann zumindest teilweise über dem Dachgerät ange ordnet sein. Insbesondere kann der Flügel beabstandet zu dem Dachgerät angeordnet sein.

Vorzugsweise ist der Flügel ein Formteil, insbesondere herge stellt unter Verwendung eines Metallblechs und/oder eines Sandwichelements. Zweckmäßigerweise ist das Sandwichelement ein Element in Sandwichbauweise. Das Sandwichelement kann beispielsweise glasfaserverstärkten Kunststoff und/oder koh- lenstofffaserverstärkten Kunststoff, insbesondere als Deck schichten, aufweisen.

Es ist zweckmäßig, wenn das Schienenfahrzeug einen zweiten solchen Kopfbereich mit einem zweiten solchen Flügel auf weist. Der zweite Kopfbereich kann bei der Fahrt des Schie nenfahrzeugs an einem vorlaufenden Ende des Schienenfahrzeugs angeordnet sein. Der zweite solche Flügel ist zweckmäßiger weise gleichartig ausgebildet zu dem erstgenannten Flügel.

Der zweite solche Flügel kann bei der Fahrt des Schienenfahr zeugs einen zusätzlichen positiven Effekt auf die Luftströ mung haben.

Weiter kann auf diese Weise unabhängig von einer Fahrtrich tung immer am nachlaufenden Ende ein solcher Kopfbereich mit einem solchen Flügel angeordnet sein.

Das Schienenfahrzeug kann ein Teil eines Schienenfahrzeugver bunds sein.

Weiter ist die Erfindung gerichtet auf einen Schienenfahr zeugverbund umfassend mehrere Schienenfahrzeuge der zuvor ge nannten Art. Die mehreren Schienenfahrzeuge können in Mehr fachtraktion fahren. Ferner ist die Erfindung gerichtet auf ein Verfahren zur Be einflussung einer Luftströmung bei einer Fahrt eines Schie nenfahrzeugverbunds mit mehreren Schienenfahrzeugen. Zumin dest eines der Schienenfahrzeuge ist ein vorfahrendes Schie nenfahrzeug und eines der Schienenfahrzeuge ist ein nachfah rendes Schienenfahrzeug. Zumindest das vorfahrende Schienen fahrzeug weist zumindest an seinem nachlaufenden Ende einen Kopfbereich auf, wobei die Form des Kopfbereichs zumindest im Bereich seines Daches in Längsrichtung des vorfahrenden

Schienenfahrzeugs zumindest teilweise konvex ist. Außerdem weist zumindest das vorfahrende Schienenfahrzeug zumindest einen Flügel auf, welcher in dem Kopfbereich auf dem Dach zu mindest teilweise in dem konvexen Bereich angeordnet ist, wo bei eine Form des Flügels zumindest im Wesentlichen einer Form des Kopfbereichs des vorfahrenden Schienenfahrzeugs folgt .

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren strömt ein erster Luft strom zwischen dem Dach und dem Flügel hindurch, wobei der erste Luftstrom unter Verwendung des Flügels zumindest teil weise nach unten geleitet wird. Außerdem strömt ein zweiter Luftstrom über den Flügel hinweg, wobei der zweite Luftstrom zumindest im Wesentlichen der Form des Flügels folgt, sodass der zweite Luftstrom unter Verwendung des Flügels zumindest teilweise nach unten geleitet wird.

Das vorfahrende Schienenfahrzeug kann das zuvor genannte Schienenfahrzeug sein. Außerdem kann der Schienenfahrzeugver bund der zuvor genannte Schienenfahrzeugverbund sein.

Mit dem Verfahren kann sowohl der erste als auch der zweite Luftstrom zwischen das vorfahrende Schienenfahrzeug und das nachfolgende Schienenfahrzeug, insbesondere in einen Kuppel bereich, geführt werden. Auf diese Weise kann eine Luftströ mung über das nachfolgende Schienenfahrzeug positiv beein flusst werden. Insbesondere wird auf diese Weise ein Dach stromabnehmer des nachfahrenden Schienenfahrzeugs zur Abnahme von elektrischer Energie von einer Oberleitung besser ange- strömt. Insbesondere kann eine Strömungsgeschwindigkeit an einem Dachstromabnehmer des nachfolgenden Schienenfahrzeugs erhöht werden.

Die Luftströmung kann derart beeinflusst werden, dass eine Strömungsgeschwindigkeit an dem Dachstromabnehmer des nach fahrenden Schienenfahrzeugs erhöht wird. Weiter kann auf die se Weise ein Unterschied zwischen der Strömungsgeschwindig keit an dem Dachstromabnehmer des nachfahrenden Schienenfahr zeugs und der Strömungsgeschwindigkeit an einem Dachstromab nehmer des vorfahrenden Schienenfahrzeugs reduziert werden.

Die bisher gegebene Beschreibung vorteilhafter Ausgestaltun gen der Erfindung enthält zahlreiche Merkmale, die in den einzelnen Unteransprüchen teilweise zu mehreren zusammenge fasst wiedergegeben sind. Diese Merkmale können jedoch zweck mäßigerweise auch einzeln betrachtet und zu sinnvollen weite ren Kombinationen zusammengefasst werden. Insbesondere sind diese Merkmale jeweils einzeln und in beliebiger geeigneter Kombination mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der er findungsgemäßen Vorrichtung kombinierbar. So sind Verfahrens merkmale auch als Eigenschaft der entsprechenden Vorrich tungseinheit gegenständlich formuliert zu sehen und umge kehrt .

Auch wenn in der Beschreibung bzw. in den Patentansprüchen einige Begriffe jeweils im Singular oder in Verbindung mit einem Zahlwort verwendet werden, soll der Umfang der Erfin dung für diese Begriffe nicht auf den Singular oder das je weilige Zahlwort eingeschränkt sein.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusam menhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbei spiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläu tert werden. Die Ausführungsbeispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und beschränken die Erfindung nicht auf die da- rin angegebene Kombination von Merkmalen, auch nicht in Bezug auf funktionale Merkmale. Außerdem können dazu geeignete Merkmale eines jeden Ausführungsbeispiels auch explizit iso liert betrachtet, aus einem Ausführungsbeispiel entfernt, in ein anderes Ausführungsbeispiel zu dessen Ergänzung einge bracht und mit einem beliebigen der Ansprüche kombiniert wer den .

Es zeigen:

FIG 1 einen Strömungsverlauf einer Luftströmung eines

Schienenfahrzeugverbunds nach dem Stand der Tech nik,

FIG 2 ein Schienenfahrzeug mit einem Flügel in der Sei tenansicht,

FIG 3 Längsschnitt durch einen Ausschnitt des Schienen fahrzeugs aus FIG 2,

FIG 4 eine Seitenansicht des Flügels aus FIG 2,

FIG 5 eine Draufsicht des Flügels aus FIG 2,

FIG 6 eine Frontansicht des Flügels aus FIG 2 und

FIG 7 einen Strömungsverlauf einer Luftströmung eines

Schienenfahrzeugverbunds mit dem Schienenfahrzeug aus FIG 2 und einem zweiten analogen Schienenfahr zeug .

FIG 1 zeigt schematisch einen Schienenfahrzeugverbund 2 nach dem Stand der Technik. Der Schienenfahrzeugverbund 2 umfasst beispielhaft zwei Schienenfahrzeuge 4. Jedes der Schienen fahrzeuge 4 hat zwei Enden, an denen es jeweils einen Kopfbe reich 6 aufweist. Die Form des jeweiligen Kopfbereichs 6 zu mindest im Bereich seines Daches 8 ist in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs zumindest teilweise konvex. In diesem Bei spiel schließt sich an den konvexen Abschnitt 10 des Kopfbe- reichs 6 ein weiterer Abschnitt 12 des Kopfbereichs 6 in Richtung hin zur Schienenfahrzeugmitte an. Der weitere Ab schnitt 12 ist in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs 2 nicht konvex. Beispielsweise umfasst das Dach 8 des weiteren Ab schnitts 12 ein Dachgerät 14.

Der Schienenfahrzeugverbund 2 fährt zeichnungsgemäß nach links, was durch den Pfeil 16 dargestellt ist. Dadurch wird das zeichnungsgemäße linke Schienenfahrzeug 4 zum vorfahren den Schienenfahrzeug 4a und das zeichnungsgemäß rechte Schie nenfahrzeugs 4 zum nachfahrenden Schienenfahrzeug 4b.

Durch die Fahrt des Schienenfahrzeugverbunds 2 kommt es zu einer Luftströmung 18, welche in FIG 1 schematisch durch Pfeile dargestellt ist.

Ein Teil der Luft strömt zunächst über das vorfahrende Schie nenfahrzeug 4a hinweg. Bei dem Übergang von dem weiteren Ab schnitt 12 des Kopfbereichs 6 in den konvexen Abschnitt 10 des Kopfbereichs 6 kommt es zu einer Ablösung der Luftströ mung 18. Die Luftströmung 18 folgt dann nicht dem konvexen Abschnitt 10, sondern geht nach oben weg. Auf diese Weise entsteht ein Unterdrück zwischen dem vorfahrenden Schienen fahrzeug 4a und dem nachfahrenden Schienenfahrzeug 4b, d. h. in dem Kuppelbereich 20 des Schienenfahrzeugverbunds 2.

Ein Teil der Luft, welche an den Seiten des vorfahrenden Schienenfahrzeugs 4a vorbei strömt, strömt aufgrund des Un terdrucks in den Kuppelbereich 20 hinein und wird dann nach oben abgelenkt. Dieser Effekt beeinflusst auch die Luftströ mung über das nachfahrende Schienenfahrzeug 4b hinweg.

Sind die Schienenfahrzeuge 4 elektrifiziert und weisen einen Dachstromabnehmer zur Abnahme elektrischer Energie von einer Oberleitung auf, so wird durch die zuvor genannten Effekte die Anströmung des Dachstromabnehmers des nachfahrenden

Schienenfahrzeugs 4b beeinflusst. Insbesondere weist die Luftströmung 18 am Dachstromabnehmer des nachfahrenden Schie- nenfahrzeugs 4b eine geringere Strömungsgeschwindigkeit auf als am Dachstromabnehmer des vorfahrenden Schienenfahrzeugs 4a. Auf diese Weise wird ein Anpressdruck des Dachstromabneh mers des nachfahrenden Schienenfahrzeugs 4b gegen die Ober leitung reduziert.

FIG 2 zeigt ein Schienenfahrzeug 22 mit zumindest einem Kopf bereich 6. Die Form des Kopfbereichs 6 ist zumindest im Be reich seines Daches 8 zumindest in Längsrichtung des Schie nenfahrzeugs 22 zumindest teilweise konvex. In diesem Bei spiel schließt sich an den konvexen Abschnitt 10 des Kopfbe reichs 6 ein weiterer Abschnitt 12 des Kopfbereichs 6 in Richtung hin zur Schienenfahrzeugmitte an. Der weitere Ab schnitt 12 ist in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs 22 nicht konvex. Beispielsweise umfasst das Dach 8 des weiteren Abschnitts 12 ein Dachgerät 14.

Das Schienenfahrzeug 22 weist einen Flügel 24 auf. Der Flügel 24 ist im Kopfbereich 6 des Schienenfahrzeugs 22 auf dem Dach 8 des Kopfbereichs 6 angeordnet. Insbesondere ist der Flügel 24 zumindest teilweise in dem konvexen Abschnitt 10 angeord net .

Der Flügel 24 ist plattenförmig ausgebildet. Weiter ist der Flügel 24 ein Formteil, hergestellt unter Verwendung eines Metallblechs und/oder eines Sandwichelements.

Eine Form des Flügels 24 folgt zumindest im Wesentlichen ei ner Form des Kopfbereichs 6.

Ein Längsschnitt durch einen Ausschnitt des Schienenfahrzeugs 22 aus FIG 2 ist in FIG 3 dargestellt. Der Längsschnitt ver läuft entlang der Längsachse des Schienenfahrzeugs 22 hin durch. In dieser FIG 3 ist auch der Flügel 24 im Längsschnitt dargestellt .

Außerdem zeigt FIG 4 eine Seitenansicht des Flügels 24 aus FIG 2. FIG 5 zeigt eine Draufsicht des Flügels 24 aus FIG 2. Ferner zeigt FIG 6 eine Frontansicht des Flügels 24 aus FIG

2.

Der Flügel 24 weist einen gekrümmten Flügelabschnitt 26 auf, welcher zumindest in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs 22 gekrümmt ist (siehe besonders FIG 3 und FIG 4) . Der gekrümmte Flügelabschnitt 26 ist in dem konvexen Abschnitt 10 des Kopf bereichs 6 angeordnet. Die Krümmung des gekrümmten Flügelab schnitts 26 folgt zumindest im Wesentlichen einer Krümmung des konvexen Abschnitts 10 des Kopfbereichs 6.

Der gekrümmte Flügelabschnitt 26 weist sowohl an seiner Ober seite 28 als auch an seiner Unterseite 30 einen Krümmungsra dius von mindestens 20 cm, insbesondere von mindestens 25 cm, in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs auf. Der Krümmungsra dius des gekrümmten Flügelabschnitts 26 ist in diesem Bei spiel an der Oberseite 28 gleich wie an der Unterseite 30.

Beispielsweise kann im Längsschnitt (entlang der Längsachse des Schienenfahrzeugs) in FIG 3 der Krümmungsradius des ge krümmten Flügelabschnitts 26 in Längsrichtung des Schienen fahrzeugs 22 40 cm betragen.

Der Flügel 24 weist außerdem einen in Längsrichtung des

Schienenfahrzeugs 22 geraden Fortsatz 32 auf, welcher sich tangential an den gekrümmten Flügelabschnitt 26 in einer Richtung weg von der Schienenfahrzeugmitte anschließt. Der Fortsatz 32 ist in dem konvexen Abschnitt 10 des Kopfbereichs 6 angeordnet. Aufgrund der tangentialen Anbindung an den ge krümmten Flügelabschnitt 26 in der Richtung weg von der

Schienenfahrzeugmitte ergibt sich, dass der Fortsatz 32 in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs 22 zum Ende des Schienen fahrzeugs 22 hin nach unten zeigt. Auf diese Weise folgt der Fortsatz 32 der Form des konvexen Abschnitts 12 des Kopfbe reichs 6.

Der gekrümmte Flügelabschnitt 26 und der Fortsatz 32 sind insgesamt mindestens 30 cm lang. Der Flügel 24 weist außerdem einen in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs 22 geraden Flügelabschnitt 34 auf, welcher in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs 22 zumindest im We sentlichen parallel zu der Längsachse des Schienenfahrzeugs 22 angeordnet ist und welcher sich tangential an den gekrümm ten Flügelabschnitt 26 in einer Richtung hin zur Schienen fahrzeugmitte anschließt.

Der in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs 22 gerade Flügel abschnitt 34 ist in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs 22 mindestens 70 cm lang.

Auf diese Weise beträgt die Länge des Flügels 24 in Längs richtung des Schienenfahrzeugs 22 mindestens 100 cm.

Ein minimaler Abstand 36 zwischen dem Flügel 24 und dem Dach 8 beträgt mindestens 5 cm.

Zwischen dem Dach 8 und dem Flügel 24 ist ein Spalt 38 ange ordnet, welcher eine erste Öffnung 40 in Richtung hin zu ei ner Schienenfahrzeugmitte und eine zweite Öffnung 42 in einer Richtung weg von der Schienenfahrzeugmitte aufweist. Die ers te Öffnung 40 zeigt in eine Richtung parallel zu der Längs achse des Schienenfahrzeugs 22. Die zweite Öffnung 42 zeigt schräg nach unten.

Vorzugsweise liegt zwischen den Richtungen, in welche die beiden Öffnungen 40, 42 zeigen, ein Winkel 44 im Bereich von 155° bis 160°.

In diesem Beispiel ist die Form des Kopfbereichs 6 im Bereich seines Daches 8 auch in Querrichtung zumindest teilweise kon vex .

Der Flügel 24 folgt zumindest im Wesentlichen der Form des Kopfbereichs 6. Das heißt, dass der Flügel 24 in Querrichtung des Schienenfahrzeugs 22 eine Krümmung aufweist (siehe insbe sondere FIG 6) .

Der Flügel 24 ist über Verbindungselemente 46 mit dem Dach 6 verbunden .

Der zuvor genannte Kopfbereich 6 ist an einem ersten Ende des Schienenfahrzeugs 22 angeordnet. Das Schienenfahrzeug 22 weist einen zweiten solchen Kopfbereich an seinem entgegenge setzten Ende auf (nicht gezeigt) . Außerdem weist das Schie nenfahrzeug 22 einen zweiten solchen Flügel auf, welcher in dem zweiten Kopfbereich angeordnet ist (nicht gezeigt) .

FIG 7 zeigt schematisch einen Schienenfahrzeugverbund 48 mit zwei solcher Schienenfahrzeuge 22 aus FIG 2.

Der Schienenfahrzeugverbund 48 fährt zeichnungsgemäß nach links, was durch den Pfeil 50 dargestellt ist. Dadurch wird das zeichnungsgemäße linke Schienenfahrzeug 22 zum vorfahren den Schienenfahrzeug 22a und das zeichnungsgemäß rechte

Schienenfahrzeugs 22 zum nachfahrenden Schienenfahrzeug 22b.

Durch die Fahrt des Schienenfahrzeugverbunds 48 kommt es zu einer Luftströmung 52, welche in FIG 7 schematisch durch Pfeile dargestellt ist.

Ein Teil der Luft strömt zunächst über das vorfahrende Schie nenfahrzeug 22a hinweg bis zum Flügel 24 des vorfahrenden Schienenfahrzeugs 22a.

Ein erster Luftstrom 52a strömt zwischen dem Dach 8 und dem Flügel 24 des vorfahrenden Schienenfahrzeugs 22a hindurch. Dabei wird der erste Luftstrom 52a unter Verwendung des Flü gels 24 des vorfahrenden Schienenfahrzeugs 22a zumindest teilweise nach unten geleitet.

Ein zweiter Luftstrom 52b strömt über den Flügel 24 des vor fahrenden Schienenfahrzeugs 22a hinweg, wobei der zweite Luftstrom 52b zumindest im Wesentlichen der Form des Flügels 24 des vorfahrenden Schienenfahrzeugs 22a folgt. Dabei wird der zweite Luftstrom 52b unter Verwendung des Flügels 24 des vorfahrenden Schienenfahrzeugs 22a zumindest teilweise nach unten geleitet.

Die Luftströme 52a und 52b strömen erst am in Längsrichtung des vorfahrenden Schienenfahrzeugs 22a geraden Flügelab schnitt 34 des Flügels 24 des vorfahrenden Schienenfahrzeugs 22a vorbei. Dabei werden die Luftströme 52a und 52b von dem in Längsrichtung des vorfahrenden Schienenfahrzeugs 22a gera den Flügelabschnitt 34 eingefangen.

Dann strömen die Luftströme 52a und 52b am gekrümmten Flügel abschnitt 26 des Flügels 24 des vorfahrenden Schienenfahr zeugs 22a vorbei. Dabei werden die Luftströme 52a und 52b um gelenkt .

Weiter strömen die Luftströme 52a und 52b am Fortsatz 32 des Flügels 24 des vorfahrenden Schienenfahrzeugs 22a vorbei. Da bei werden die Lustströme 52a und 52b zumindest teilweise nach unten geleitet.

Sowohl der erste Luftstrom 52a als auch der zweite Luftstrom 52b werden unter Verwendung des Flügels 24 des vorfahrenden Schienenfahrzeugs 22a zwischen das vorfahrende Schienenfahr zeug 22a und das nachfahrende Schienenfahrzeug 22b, insbeson dere in den Kuppelbereich 20, geführt. Auf diese Weise wird die Anströmung des nachfahrenden Schienenfahrzeugs 22b posi tiv beeinflusst. Auf diese Weise wird die Luftströmung 52 über das nachfahrende Schienenfahrzeug 22b positiv beein flusst .

Das nachfahrende Schienenfahrzeug 22b weist an seinem vorlau fenden Ende einen Kopfbereich 6 auf, welcher analog wie der Kopfbereich 6 des vorfahrenden Schienenfahrzeugs 22a ausge bildet ist. Das nachfahrende Schienenfahrzeug 22b weist au- ßerdem einen analogen Flügel 24 auf, der im Kopfbereich 6 des nachfahrenden Schienenfahrzeugs 22b analog angeordnet ist.

Die Luftströmung 52 wird zusätzlich von den Flügel 24 des nachfahrenden Schienenfahrzeugs 22b beeinflusst.

Ein erster Luftstrom 52c strömt zwischen dem Dach 8 und dem Flügel 24 des nachfahrenden Schienenfahrzeugs 22b hindurch. Ein zweiter Luftstrom 52d strömt über den Flügel 24 des nach fahrenden Schienenfahrzeugs 22b hinweg, wobei der zweite Luftstrom 52d zumindest im Wesentlichen der Form des Flügels 24 des nachfahrenden Schienenfahrzeugs 22b folgt.

Die Luftströme 52c und 52d strömen am Fortsatz 32 des Flügels 24 des nachfahrenden Schienenfahrzeugs 22b vorbei. Dabei wer den die Luftströme 52c und 52d vom Fortsatz 32 eingefangen. Dann strömen die Luftströme 52c und 52d am gekrümmten Flügel abschnitt 26 des Flügels 24 des nachfahrenden Schienenfahr zeugs 22b vorbei. Dabei werden die Luftströme 52c und 52d um gelenkt. Weiter strömen die Luftströme 52a und 52b am in Längsrichtung des nachfahrenden Schienenfahrzeugs 22b geraden Flügelabschnitt 34 des Flügels 24 des nachfahrenden Schienen fahrzeugs 22b vorbei.

Es resultiert eine Luftströmung 52, welche direkt über das nachfahrende Schienenfahrzeug 22b strömt.

Die Luftströmung 52 wird derart beeinflusst, dass eine Strö mungsgeschwindigkeit an dem Dachstromabnehmer des nachfahren den Schienenfahrzeugs 22b erhöht wird. Weiter kann auf diese Weise ein Unterschied zwischen der Strömungsgeschwindigkeit an dem Dachstromabnehmer des nachfahrenden Schienenfahrzeugs 22b und der Strömungsgeschwindigkeit an einem Dachstromabneh mer des vorfahrenden Schienenfahrzeugs 22a reduziert werden.

Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausfüh rungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele ein- geschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .