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1. WO2011135033 - FAHRZEUGKOPF MIT REDUZIERTER SEITENWINDEMPFINDLICHKEIT

Anmerkung: Text basiert auf automatischer optischer Zeichenerkennung (OCR). Verwenden Sie bitte aus rechtlichen Gründen die PDF-Version.

[ DE ]

Patentansprüche

1. Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug für den Hochgeschwindigkeitsverkehr, mit

- einem Wagenkasten (102; 202; 302) , der auf wenigstens einem Fahrwerk (103;

203; 303) abgestützt ist, wobei

- der Wagenkasten (102; 202; 302) eine Fahrzeuglängsrichtung, eine

Fahrzeugquerrichtung und eine Fahrzeughöhenrichtung definiert,

- der Wagenkasten (102; 202; 302) einen Rumpfabschnitt (104: 204; 304) und einen daran anschließenden Kopfabschnitt (105; 205; 305) aufweist,

- der Kopfabschnitt (105; 205; 305) dazu ausgebildet ist, im Betrieb ein freies

Fahrzeugende (101.1 ; 201.1 ; 301.1 ) zu bilden,

- der Kopfabschnitt (105; 205; 305) sich entlang der Fahrzeuglängsrichtung zum freien Fahrzeugende (101.1 ; 201.1 ; 301.1 ) hin zumindest in der

Fahrzeughöhenrichtung verjüngt,

- der Kopfabschnitt (105; 205; 305) eine Außenhaut (102.1 ; 202.1 ; 302.1 ) und eine sich in der Fahrzeuglängsrichtung und/oder der Fahrzeughöhenrichtung erstreckende Strömungsabrisseinrichtung (107; 207; 307) zur Verringerung der Seitenwindempfindlichkeit des Fahrzeugs aufweist,

dadurch gekennzeichnet, dass

- die Strömungsabrisseinrichtung (107; 207; 307) einen durch die Außenhaut

(102.1 ; 202.1 ; 302.1 ) gebildeten dachartigen Vorsprung (107.2; 207.2: 307.2) umfasst, wobei

- der dachartige Vorsprung (107.2; 207.2; 307.2) in der Fahrzeugquerrichtung von einer Fahrzeuglängsmittenebene beabstandet ist,

- der dachartige Vorsprung (107.2; 207.2; 307.2) einen der

Fahrzeuglängsmittenebene zugewandten ersten Dachabschnitt (107.3; 207.3; 307.3), einen der Fahrzeuglängsmittenebene abgewandten zweiten Dachabschnitt (107.4; 207.4; 307.4) und einen Firstabschnitt (107.5; 207.5; 307.5) aufweist, der einen Übergang zwischen dem ersten Dachabschnitt (107.3; 207.3; 307.3) und dem zweiten Dachabschnitt (107 4; 207.4; 307.4) bildet, und

- der erste Dachabschnitt ( 107.3; 207.3; 307.3) und der zweite Dachabschnitt

(107.4; 207.4; 307.4) derart zueinander geneigt verlaufen, dass der Firstabschnitt (107.5; 207.5; 307.5) bei einer Nennbetriebsgeschwindigkeit des

Schienenfahrzeugs und einer, insbesondere seitenwindbedingten, schrägen Anströmung des dachartigen Vorsprungs (107.2; 207.2; 307.2) durch einen Luftstrom von der Fahrzeuglängsmittenebene her eine Strömungsabrisskante für den Luftstrom bildet.

2. Fahrzeug nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass

- der erste Dachabschnitt (107.3; 207.3; 307.3) derart ausgebildet ist, dass er in einer senkrecht zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Fahrzeugquerebene dem Luftstrom bei einer Anströmung in der Fahrzeugquerrichtung von der Fahrzeuglängsmittenebene her in einem ersten Anschlussbereich (107.6; 207.6; 307.6) zu dem Firstabschnitt (107.5; 207.5; 307.5) eine erste Tangentialrichtung aufprägt, und

- der zweite Dachabschnitt (107.4; 207.4; 307.4) derart ausgebildet ist, dass er in der Fahrzeugquerebene dem Luftstrom bei einer Anströmung in der

Fahrzeugquerrichtung zu der Fahrzeuglängsmittenebene hin in einem zweiten Anschlussbereich (107.7; 207.7; 307.7) zu dem Firstabschnitt (107 5; 207.5; 307.5) eine zweite Tangentialrichtung aufprägt, wobei

- die erste Tangentialrichtung und die zweite Tangentialrichtung einen Dachwinkel des dachartigen Vorsprungs (107.2; 207.2; 307.2) definieren und

- der Dachwinkel über einen sich in der Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden ersten Kantenbereich weniger als 150° beträgt, vorzugsweise weniger als 120° beträgt, weiter vorzugsweise weniger als 1 10° beträgt, weiter vorzugsweise weniger als 100° beträgt, insbesondere 70° bis 1 10° beträgt.

3. Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass

- der erste Dachabschnitt (107.3; 207.3; 307.3) in einer senkrecht zur

Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Fahrzeugquerebene in einem ersten Anschlussbereich (107.6; 207.6; 307.6) zu dem Firstabschnitt (107.5; 207.5; 307.5) eine erste Tangentialrichtung definiert,

- der zweite Dachabschnitt (107.4; 207.4; 307.4) in der Fahrzeugquerebene in einem zweiten Anschlussbereich (107.7; 207.7; 307.7) zu dem Firstabschnitt (107.5; 207.5; 307.5) eine zweite Tangentialrichtung definiert, wobei

- die erste Tangentialrichtung und die zweite Tangentialrichtung einen Dachwinkel des dachartigen Vorsprungs (107.2; 207.2; 307.2) definieren und

- der Dachwinkel über einen sich in der Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden ersten Kantenbereich weniger als 150° beträgt, vorzugsweise weniger als 120° beträgt, weiter vorzugsweise weniger als 1 10° beträgt, weiter vorzugsweise weniger als 100° beträgt, insbesondere 70° bis 1 10° beträgt.

4. Fahrzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass

- der Kopfabschnitt (105; 205; 305) in der Fahrzeuglängsrichtung zwischen dem freien Fahrzeugende (101.1 ; 201.1 ; 301.1 ) und einem Anschluss (106; 206; 306) zu dem Rumpfabschnitt (104; 204; 304) eine maximale Kopflänge aufweist und

- sich der erste Kantenbereich in der Fahrzeuglängsrichtung über wenigstens 15% der maximalen Kopflänge erstreckt, vorzugsweise wenigstens 20% der maximalen Kopflänge erstreckt, weiter vorzugsweise über 25% bis 50% der maximalen Kopflänge erstreckt,

und/oder

- der erste Kantenbereich ausgehend von dem freien Fahrzeugende (101.1 ; 201.1 ;

301.1 ) in der Fahrzeuglängsrichtung in einem ersten relativen Längsabstand beginnt, der mindestens 2% der maximalen Kopflänge beträgt, vorzugsweise mindestens 5% der maximalen Kopflänge beträgt, weiter vorzugsweise mindestens 15% der maximalen Kopflänge beträgt, wobei der erste relative Längsabstand insbesondere mit steigender Nennbetriebsgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs zunimmt,

und/oder

- der erste Kantenbereich ausgehend von dem freien Fahrzeugende (101.1 ; 201.1 ;

301.1 ) in der Fahrzeuglängsrichtung in einem zweiten relativen Längsabstand endet, der höchstens 80% der maximalen Kopflänge beträgt, vorzugsweise höchstens 65% der maximalen Kopflänge beträgt, weiter vorzugsweise höchstens 50% der maximalen Kopflänge beträgt, wobei der zweite relative Längsabstand insbesondere mit steigender Nennbetriebsgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs zunimmt.

5. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass

- der Kopfabschnitt (105; 205; 305) in der Fahrzeughöhenrichtung zwischen einer Fahrzeugunterkante und einer Fahrzeugoberkante eine maximale Kopfhöhe aufweist und

- sich der erste Kantenbereich in der Fahrzeughöhenrichtung über wenigstens 10% der maximalen Kopfhöhe erstreckt, vorzugsweise wenigstens 30% der maximalen Kopfhöhe erstreckt, weiter vorzugsweise über 25% bis 60% der maximalen Kopfhöhe erstreckt,

und/oder

- der erste Kantenbereich ausgehend von der Fahrzeugunterkante in der

Fahrzeughöhenrichtung in einem ersten relativen Höhenabstand beginnt, der mindestens 15% der maximalen Kopfhöhe beträgt, vorzugsweise mindestens 20% der maximalen Kopfhöhe beträgt, weiter vorzugsweise mindestens 40% der maximalen Kopfhöhe beträgt, wobei der erste relative Höhenabstand

insbesondere mit steigender Nennbetnebsgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs zunimmt,

und/oder

- der erste Kantenbereich ausgehend von der Fahrzeugunterkante in der

Fahrzeughöhenrichtung in einem zweiten relativen Höhenabstand endet, der höchstens 85% der maximalen Kopfhöhe beträgt, vorzugsweise höchstens 75% der maximalen Kopfhöhe beträgt, weiter vorzugsweise höchstens 65% der maximalen Kopflänge beträgt, wobei der zweite relative Höhenabstand insbesondere mit steigender Nennbetriebsgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs zunimmt.

6. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass

- der Kopfabschnitt (105; 205; 305) in der Fahrzeugquerrichtung eine maximale Kopfbreite aufweist und

- sich der erste Kantenbereich in der Fahrzeugquerrichtung über wenigstens 10% der maximalen Kopfbreite erstreckt, vorzugsweise wenigstens 15% der maximalen Kopf breite erstreckt, weiter vorzugsweise über 10% bis 20% der maximalen Kopfbreite erstreckt,

und/oder

- der erste Kantenbereich ausgehend von der Fahrzeuglängsmittenebene in der Fahrzeugquerrichtung in einem ersten relativen Querabstand beginnt, der mindestens 15% der maximalen Kopfbreite beträgt, vorzugsweise mindestens 20% der maximalen Kopfbreite beträgt, weiter vorzugsweise mindestens 25% der maximalen Kopfbreite beträgt, wobei der erste relative Querabstand insbesondere mit steigender Nennbetriebsgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs abnimmt, und/oder

- der erste Kantenbereich ausgehend von der Fahrzeuglängsmittenebene in der Fahrzeugquerrichtung in einem zweiten relativen Querabstand endet, der höchstens 30% der maximalen Kopfbreite beträgt, vorzugsweise höchstens 35% der maximalen Kopfbreite beträgt, weiter vorzugsweise höchstens 45% der maximalen Kopf breite beträgt, wobei der zweite relative Querabstand insbesondere mit steigender Nennbetriebsgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs abnimmt.

7. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass

- der Firstabschnitt (107.5; 207.5; 307.5) in einer senkrecht zur

Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Fahrzeugquerebene im Wesentlichen scharfkantig ausgebildet ist

und/oder

- der Firstabschnitt (107.5; 207.5; 307.5) in einer senkrecht zur

Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Fahrzeugquerebene zumindest abschnittsweise abgerundet ausgebildet ist, wobei der Krümmungsradius der Firstabschnitts (107.5; 207.5; 307.5) insbesondere höchstens 30 mm beträgt, vorzugsweise höchstens 15 mm beträgt, weiter vorzugsweise höchstens 5 mm beträgt, weiter vorzugsweise höchstens 2 mm beträgt,

und/oder

- der Firstabschnitt (107.5; 207.5; 307.5) in einer senkrecht zur

Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Fahrzeugquerebene eine maximale Querabmessung aufweist, die höchstens 30 mm beträgt, vorzugsweise höchstens 15 mm beträgt, weiter vorzugsweise höchstens 5 mm beträgt, weiter vorzugsweise höchstens 2 mm beträgt,

8. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass

- in einem senkrecht zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Fahrzeugquerschnitt des Wagenkastens eine Verbindungslinie zwischen einem Punkt des Firstabschnitts (107.5; 207.5; 307.5) und dem Fiächenschwerpunkt des Fahrzeugquerschnitts eine Radialrichtung definiert, wobei

- die erste Tangentialrichtung und die Radialrichtung einen Winkel von weniger als 60° einschließen, vorzugsweise einen Winkel von weniger als 45° einschließen, weiter vorzugsweise einen Winkel von weniger als 35° einschließen.

9. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Außenhaut (102.1 ; 202.1 ; 302.1 ) des Kopfabschnitts (105; 205; 305) auf der Fahrzeugoberseite im Bereich des dachartigen Vorsprungs (107.2; 207.2; 307.2) einen rinnenförmigen Abschnitt (107.1 ; 207.1 ; 307.1 ) aufweist, der insbesondere in der Außenhaut (102.1 ; 202.1 ; 302.1 ) des Kopfabschnitts (105; 205; 305) in einem Bereich außerhalb einer Frontscheibe (1 1 1 ; 21 1 ; 31 1 ) des Kopfabschnitts angeordnet ist, und

- die Außenhaut (102.1 ; 202.1 ; 302.1 ) in dem rinnenförmigen Abschnitt (107.1 ;

207.1 ; 307.1 ) in einer senkrecht zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Fahrzeugquerebene zwischen einem Firstabschnitt (107.5; 207.5; 307.5) des dachartigen Vorsprungs (107.2; 207.2; 307.2) und der Fahrzeuglängsmittenebene eine Schnittkontur aufweist, die insbesondere

- im Wesentlichen kontinuierlich gekrümmt ist und einen Wendepunkt aufweist, wobei der Wendepunkt insbesondere näher an dem Firstabschnitt (107.5; 207.5; 307.5) angeordnet ist als an der Fahrzeuglängsmittenebene, und/oder

- einen im Wesentlichen V-förmigen Knick aufweist, wobei der Knick

insbesondere näher an dem Firstabschnitt (107.5; 207.5; 307.5) angeordnet ist als an der Fahrzeuglängsmittenebene,

10. Fahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass

- der Kopfabschnitt (105; 205; 305) in der Fahrzeuglängsrichtung zwischen dem freien Fahrzeugende (101.1 ; 201.1 ; 301.1 ) und einem Anschluss (106; 206; 306) zu dem Rumpfabschnitt (104; 204; 304) eine maximale Kopflänge aufweist und

- sich der rinnenförmige Abschnitt (107.1 ; 207.1 ; 307.1 ) in der

Fahrzeuglängsrichtung über wenigstens 30% der maximalen Kopflänge erstreckt, vorzugsweise wenigstens 60% der maximalen Kopflänge erstreckt, weiter vorzugsweise über 30% bis 80% der maximalen Kopflänge erstreckt,

und/oder

- der rinnenförmige Abschnitt (107.1 ; 207.1 ; 307.1 ) ausgehend von dem freien Fahrzeugende (101.1 ; 201.1 ; 301.1 ) in der Fahrzeugiängsrichtung in einem dritten relativen Längsabstand beginnt, der mindestens 2% der maximalen Kopflänge beträgt, vorzugsweise mindestens 5% der maximalen Kopflänge beträgt, weiter vorzugsweise mindestens 15% der maximalen Kopflänge beträgt, wobei der dritte relative Längsabstand insbesondere mit steigender Nennbetriebsgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs zunimmt,

und/oder

- der rinnenförmige Abschnitt (107.1 ; 207.1 ; 307.1 ) ausgehend von dem freien Fahrzeugende (101.1 ; 201.1 ; 301.1 ) in der Fahrzeugiängsrichtung in einem vierten relativen Längsabstand endet, der höchstens 90% der maximalen Kopflänge beträgt, vorzugsweise höchstens 80% der maximalen Kopflänge beträgt, weiter vorzugsweise höchstens 50% der maximalen Kopflänge beträgt, wobei der vierte relative Längsabstand insbesondere mit steigender Nennbetriebsgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs zunimmt.

1 1. Fahrzeug nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass

- der Kopfabschnitt (105; 205; 305) in der Fahrzeughöhenrichtung zwischen einer Fahrzeugunterkante und einer Fahrzeugoberkante eine maximale Kopfhöhe aufweist und

- sich der rinnenförmige Abschnitt (107.1 ; 207.1 ; 307.1 ) in der

Fahrzeughöhenrichtung über wenigstens 35% der maximalen Kopfhöhe erstreckt, vorzugsweise wenigstens 45% der maximalen Kopfhöhe erstreckt, weiter vorzugsweise über 40% bis 60% der maximalen Kopfhöhe erstreckt,

und/oder

- der rinnenförmige Abschnitt (107.1 ; 207.1 ; 307.1 ) ausgehend von der

Fahrzeugunterkante in der Fahrzeughöhenrichtung in einem dritten relativen Höhenabstand beginnt, der mindestens 20% der maximalen Kopfhöhe beträgt, vorzugsweise mindestens 25% der maximalen Kopfhöhe beträgt, weiter vorzugsweise mindestens 30% der maximalen Kopfhöhe beträgt, wobei der dritte relative Höhenabstand insbesondere mit steigender Nennbetriebsgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs zunimmt,

und/oder

- der rinnenförmige Abschnitt (107.1 ; 207.1 ; 307.1 ) ausgehend von der

Fahrzeugunterkante in der Fahrzeughöhenrichtung in einem vierten relativen

Höhenabstand endet, der höchstens 95% der maximalen Kopfhöhe beträgt, vorzugsweise höchstens 85% der maximalen Kopfhöhe beträgt, weiter vorzugsweise höchstens 70% der maximalen Kopflänge beträgt, wobei der vierte relative Höhenabstand insbesondere mit steigender Nennbetriebsgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs zunimmt.

1 2. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass

- der Kopfabschnitt (105; 205; 305) in der Fahrzeugquerrichtung eine maximale Kopfbreite aufweist und

- sich der den rinnenförmigen Abschnitt (107.1 ; 207.1 ; 307.1 ) begrenzende

Firstabschnitt (107.5; 207.5; 307.5) in der Fahrzeugquerrichtung über wenigstens 10% der maximalen Kopfbreite erstreckt, vorzugsweise wenigstens 15% der maximalen Kopfbreite erstreckt, weiter vorzugsweise über 10% bis 20% der maximalen Kopfbreite erstreckt,

und/oder

- der den rinnenförmigen Abschnitt (107.1 ; 207.1 ; 307.1 ) begrenzende Firstabschnitt (107.5; 207.5; 307.5) ausgehend von der Fahrzeuglängsmittenebene in der Fahrzeugquerrichtung in einem dritten relativen Querabstand beginnt, der mindestens 15% der maximalen Kopfbreite beträgt, vorzugsweise mindestens 20% der maximalen Kopfbreite beträgt, weiter vorzugsweise mindestens 25% der maximalen Kopfbreite beträgt, wobei der dritte relative Querabstand insbesondere mit steigender Nennbetriebsgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs abnimmt, und/oder

- der den rinnenförmigen Abschnitt (107.1 ; 207.1 ; 307.1 ) begrenzende Firstabschnitt (107.5; 207.5; 307.5) ausgehend von der Fahrzeuglängsmittenebene in der Fahrzeugquerrichtung in einem vierten relativen Querabstand endet, der höchstens 35% der maximalen Kopfbreite beträgt, vorzugsweise höchstens 40% der maximalen Kopf breite beträgt, weiter vorzugsweise höchstens 45% der maximalen Kopfbreite beträgt, wobei der vierte relative Querabstand insbesondere mit steigender Nennbetriebsgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs abnimmt.

13. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- der dachartige Vorsprung (107.2; 207.2; 307.2) ein erster dachartiger Vorsprung (107.2; 207.2; 307.2) ist,

- auf der anderen Seite der Fahrzeuglängsmittenebene an der Außenhaut (102.1 ; 202.1 ; 302.1 ) ein zweiter dachartiger Vorsprung (107.2; 207.2; 307.2) vorgesehen ist und

- der zweite dachartige Vorsprung (107.2; 207.2; 307.2) bezüglich der

Fahrzeuglängsmittenebene insbesondere im Wesentlichen symmetrisch zu dem ersten dachartigen Vorsprung (107.2; 207.2; 307.2) ausgebildet ist,

14. Fahrzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass

- der erste dachartige Vorsprung (107.2; 207.2; 307.2) und der zweite dachartige Vorsprung (107.2; 207.2; 307.2) in einer Frontansicht in Richtung der Fahrzeuglängsachse im Wesentlichen V-förmig zueinander verlaufen, wobei

- der erste dachartige Vorsprung (107.2; 207.2; 307.2) und der zweite dachartige Vorsprung (107.2; 207.2; 307.2) in der Frontansicht insbesondere zumindest abschnittsweise eine konvexe V-förmige Gestalt definieren

und/oder

- der erste dachartige Vorsprung (107.2; 207.2; 307.2) und der zweite dachartige Vorsprung (107.2; 207.2; 307.2) in der Frontansicht insbesondere zumindest abschnittsweise eine konkave V-förmige Gestalt definieren.

15. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- der dachartige Vorsprung (107.2; 207.2; 307.2) derart angeordnet ist, dass er einen an eine Richtstromlinie zumindest angenäherten Verlauf aufweist, insbesondere einer Richtstromlinie im Wesentlichen folgt, wobei

- sich die Richtstromlinie insbesondere bei rein in Fahrzeuglängsrichtung

erfolgender Anströmung eines Vergleichsfahrzeugs mit einer geglätteten, insbesondere kontinuierlich gekrümmten Vergieichsaußenhaut ohne den dachartigen Vorsprung (107.2; 207.2; 307.2) aber mit ansonsten identischer Gestalt ergibt.

16. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- es ein Fahrzeug (101 ; 201 ) für den Hochgeschwindigkeitsverkehr mit einer Nennbetriebsgeschwindigkeit von mindestens 250 km/h, insbesondere von mindestens 300 km/h, ist

und/oder

- es ein Doppelstockfahrzeug (301 ) ist

und/oder

- ein Fahrzeug (101 ; 201 ; 301 ) für einen Triebzug, insbesondere ein Steuerwagen für einen Triebzug, ist.