Schutzeinrichtung für eine Komponente an einer Unterseite eines Schienenfahrzeugs

Abstract

 Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufprallschutzeinrichtung für eine Fahrzeugkomponente (108), die an einer Unterseite eines Schienenfahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs für den Hochgeschwindigkeitsverkehr, angeordnet ist, mit wenigstens einem Aufprallschutzelement (110.1, 110.2), wobei das Aufprallschutzelement (110.1, 110.2) dazu ausgebildet ist, in einer Fahrzeuglängsrichtung des Schienenfahrzeugs vor der Fahrzeugkomponente (108) angeordnet zu werden, um die Fahrzeugkomponente (108) gegen einen Aufprall von entlang der Fahrzeuglängsrichtung auftreffenden Gegenständen (111) abzuschirmen. Das Aufprallschutzelement (110.1, 110.2) weist wenigstens einen in der Fahrzeuglängsrichtung von der Fahrzeugkomponente (108) weg weisenden Vorsprung (110.4) mit einer in der Fahrzeuglängsrichtung vorstehenden Aufprallkante (110.5) auf.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufprallschutzeinrichtung für eine Fahrzeugkomponente, die an einer Unterseite eines Schienenfahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs für den Hochgeschwindigkeitsverkehr, angeordnet ist, mit wenigstens einem Aufprallschutzelement, wobei das Aufprallschutzelement dazu ausgebildet ist, in einer Fahrzeuglängsrichtung des Schienenfahrzeugs vor der Fahrzeugkomponente angeordnet zu werden, um die Fahrzeugkomponente gegen einen Aufprall von entlang der Fahrzeuglängsrichtung auftreffenden Gegenständen abzuschirmen. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Schienenfahrzeug mit einer solchen Aufprallschutzeinrichtung.

[0002] Bei modernen Schienenfahrzeugen, die mit vergleichsweise hohen Nennbetriebsgeschwindigkeiten betrieben werden, besteht in der Regel das Problem, dass es in Folge der Strömungsverhältnisse auf das Fahrzeugunterseite dazu kommen kann, dass im Bereich des Gleisbettes liegende Gegenstände, insbesondere Teile des Schotters, aufgewirbelt werden und auf Teile des Fahrzeugs auftreffen. Hierbei kann es weiterhin dazu kommen, dass diese auf das Fahrzeug auftreffenden Gegenstände wieder zurück in das Gleisbett geschleudert werden, wobei sie dann bei ihrem Auftreffen auf das Gleisbett bedingt durch ihre hohe kinetische Energie weitere Gegenstände aus dem Gleisbett herauslösen bzw. aufwirbeln. Hierbei kann sich eine lawinenartige Zunahme des beschriebenen Effekts ausbilden, was häufig auch als so genannter Schotterflug oder Schotterlawine bezeichnet wird.

[0003] Gerade beim Auftreten einer solchen Schotterlawine kann es dazu kommen, dass wichtige Komponenten an der Unterseite des Fahrzeugs nicht nur getroffen, sondern hierbei auch unmittelbar oder auf längere Sicht beschädigt werden und so ihre Funktion nicht mehr erfüllen können. Dies gilt beispielsweise für Komponenten des Fahrwerks, insbesondere Antriebskomponenten, Aktuatoren, Sensoren etc., ebenso wie für auf der Fahrzeugunterseite angeordnete Komponenten der Fahrzeugleittechnik, beispielsweise Sender, Empfänger, Antennen etc., über welche Daten mit externen Einrichtungen an der befahrenen Strecke ausgetauscht werden können, wie dies beispielsweise aus der DE 10 2005 045 611 A1 bekannt ist.

[0004] Um eine Beschädigung solcher auf der Fahrzeugunterseite angeordneter Komponenten zu vermeiden wird beispielsweise in der DE 10 2005 032 582 A1 eine gattungsgemäße Aufprallschutzeinrichtung vorgeschlagen, bei der einfache ebene, senkrecht zur Fahrzeuglängsrichtung stehende steife Prallplatten in Fahrtrichtung vor der zu schützenden Komponente angeordnet werden, um diese gegen auftreffende Gegenstände wie Schotter oder dergleichen abzuschirmen.

[0005] Problematisch hierbei ist jedoch, dass einem auf die Prallplatte auftreffenden Gegenstand durch die steife Prallplatte ein vergleichsweise hoher Stoßimpuls vermittelt wird, sodass der Gegenstand gegebenenfalls mit hoher kinetischer Energie wieder in das Gleisbett zurückgeschleudert wird, und dort wie beschrieben weitere Gegenstände aus dem Gleisbett löst. Mithin wird also hierdurch die einzelne Komponente zwar geschützt, andererseits aber das Schotterflugrisiko gegebenenfalls sogar erhöht.

[0006] Gemäß der DE 10 2004 041 363 A1 wird versucht, an der Ursache des Problems anzusetzen, indem zur Vermeidung des Aufwirbelns von Gegenständen aus dem Gleisbett unter anderem vorgeschlagen wird, die Unterseite des Fahrzeugs bzw. dort angeordnete Komponenten entsprechend strömungsgünstig zu gestalten, um im Zwischenraum zwischen Fahrzeug und Gleisbett möglichst weit gehend Verwirbelungen zu vermeiden, welche Gegenstände aus dem Gleisbett herauslösen könnten.

[0007] Problematisch hierbei ist jedoch, dass die Strömungsverhältnisse an der Unterseite des Fahrzeugs nicht die einzigen Auslöser für das Herauslösen von Gegenständen aus dem Gleisbett sind, sondern dies auch durch anderweitige Stöße initiiert werden kann.

[0008] Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Aufprallschutzeinrichtung sowie ein Schienenfahrzeug der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, welches die oben genannten Nachteile nicht oder zumindest in geringerem Maße mit sich bringt und insbesondere auf einfache und zuverlässige Weise eine Verringerung des Risikos von Beschädigungen von Fahrzeugkomponenten ermöglicht, die auf der Unterseite des Schienenfahrzeugs angeordnet sind, ohne das Schotterflugrisiko zu erhöhen.

[0009] Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe ausgehend von einer Aufprallschutzeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.

[0010] Der vorliegenden Erfindung liegt die technische Lehre zu Grunde, dass man auf einfache Weise das Risiko einer Beschädigung von Fahrzeugkomponenten, die auf der Unterseite des Schienenfahrzeugs angeordnet sind, reduzieren kann, ohne das Schotterflugrisiko zu erhöhen, wenn man das Aufprallschutzelement mit wenigstens einem in der Fahrzeuglängsrichtung von der Fahrzeugkomponente weg weisenden Vorsprung ausführt, der eine in der Fahrzeuglängsrichtung vorstehende Aufprallkante aufweist. Durch die vorstehende Aufprallkante wird zum einen erreicht, dass sich die auf den auftreffenden Gegenstand wirkende Stoßenergie lokal konzentriert, sodass die Wahrscheinlichkeit erheblich erhöht wird, dass der Gegenstand in kleinere Teile zerbrochen wird, welche aufgrund ihrer geringeren Masse weniger Schaden am Fahrzeug anrichten können, insbesondere aber auch selbst dann, wenn sie wieder in das Gleisbett zurückgeschleudert werden, aufgrund ihrer geringeren kinetischen Energie weniger geeignet sind, andere Gegenstände aus dem Gleisbett herauszulösen. Zudem erhöht der Vorsprung mit der vorstehenden Aufprallkante in erheblichem Maße die Wahrscheinlichkeit, dass ein auftreffen der Gegenstand oder dessen beim Aufprall entstehende Bruchstücke nicht mehr zurück in das Gleisbett sondern seitlich nach außen abgelenkt werden, sodass auch insoweit das Schotterflugrisiko in vorteilhafter Weise reduziert wird.

[0011] Gemäß einem Aspekt betrifft die Erfindung daher eine Aufprallschutzeinrichtung für eine Fahrzeugkomponente, die an einer Unterseite eines Schienenfahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs für den Hochgeschwindigkeitsverkehr, angeordnet ist, mit wenigstens einem Aufprallschutzelement, wobei das Aufprallschutzelement dazu ausgebildet ist, in einer Fahrzeuglängsrichtung des Schienenfahrzeugs vor der Fahrzeugkomponente angeordnet zu werden, um die Fahrzeugkomponente gegen einen Aufprall von entlang der Fahrzeuglängsrichtung auftreffenden Gegenständen abzuschirmen. Das Aufprallschutzelement weist hierbei wenigstens einen in der Fahrzeuglängsrichtung von der Fahrzeugkomponente weg weisenden Vorsprung mit einer in der Fahrzeuglängsrichtung vorstehenden Aufprallkante auf.

[0012] Der Vorsprung kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise gestaltet sein. Beispielsweise kann er durch einen einfachen, geradlinigen und in Fahrzeuglängsrichtung weisenden Steg ausgebildet sein, an dessen freien Ende die Aufprallkante ausgebildet ist. Vorzugsweise ist der Vorsprung dazu ausgebildet, entlang der Fahrzeuglängsrichtung auftreffende Gegenstände quer zur Fahrzeuglängsrichtung abzulenken, um die den Gegenstand infolge des Aufpralls aufgeprägte kinetische Energie zu reduzieren. Hierzu kann er beispielsweise entsprechend schräg zur Fahrzeuglängsrichtung gestellte Aufprallflächen aufweisen, welche die gewünschte Ablenkung erzielen.

[0013] Vorzugsweise ist daher vorgesehen, dass die Aufprallkante in einem Bereich ausgebildet ist, in dem wenigstens zwei zur Fahrzeuglängsrichtung geneigte Aufprallflächen aufeinandertreffen. Diese können grundsätzlich in beliebiger geeigneter Weise angeordnet sein, wobei insbesondere die Gestaltung der Fahrzeugunterseite in dem Umfeld berücksichtigt werden kann, welches an das Aufprallelement angrenzt. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass Gegenstände zu beiden Seiten der Aufprallkante unter unterschiedlichen Winkeln abgelenkt werden, um zu vermeiden, dass sie auf angrenzende Komponenten gelenkt werden.

[0014] Bei besonders einfach gestalteten Varianten der Erfindung ist vorgesehen, dass die beiden Aufprallflächen zumindest im Bereich der Aufprallkante um einen im Wesentlichen gleichen Längsneigungswinkel zur Fahrzeuglängsrichtung geneigt sind, mithin also grundsätzlich ein in Fahrzeuglängsrichtung auftreffender Gegenstand zu beiden Seiten der Aufprallkante jeweils etwa unter dem gleichen Winkel seitlich abgelenkt wird.

[0015] Zusätzlich oder alternativ die beiden Aufprallflächen zumindest im Bereich der Aufprallkante um einen, insbesondere im Wesentlichen gleichen, Querneigungswinkel zu einer Fahrzeugquerrichtung geneigt sind, wodurch eine vorteilhafte seitliche Ablenkung des Gegenstands (mit einer in der Fahrzeugquerrichtung verlaufenen Richtungskomponente) erzielt wird.

[0016] Die Aufprallkante kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise gestaltet sein. Insbesondere kann sie (in einer Ebene senkrecht zur Aufprallkante) eine beliebige zumindest abschnittsweise polygonale und/oder zumindest abschnittsweise gekrümmte Schnittkontur aufweisen. Vorzugsweise ist das Aufprallschutzelement im Bereich der Aufprallkante nach Art einer Schneide ausgebildet ist, um eine möglichst hohe lokale Konzentration der Stoßenergie und damit eine zuverlässige Zertrümmerung auftreffender Gegenstände zu erzielen. Die Aufprallkante ist dabei vorzugsweise (bei ausreichender Steifigkeit und Festigkeit) möglichst scharfkantig ausgebildet, um den gewünschten Effekt zu verstärken.

[0017] Bei weiteren Varianten der Erfindung kann das Aufprallschutzelement im Bereich der Aufprallkante nach Art eines Schiffsbugs ausgebildet sein, wodurch eine vorteilhafte seitliche Ablenkung auftreffen der Gegenstände erzielt werden kann.

[0018] Um eine ausreichend hohe Standzeit des Aufprallschutzelements und gute Ergebnisse im Hinblick auf die Zerstörung auftreffender Gegenstände zu erzielen, ist das Aufprallschutzelement im Bereich der Aufprallkante bevorzugt mechanisch verstärkt ausgebildet. Zusätzlich oder alternativ kann das Aufprallschutzelement im Bereich der Aufprallkante aus einem gehärteten Material, insbesondere gehärtetem Stahl, ausgeführt sein, um dessen Lebensdauer und Wirksamkeit zu erhöhen.

[0019] Bei bevorzugten Varianten der Erfindung erstreckt sich das Aufprallschutzelement in einer Fahrzeugquerrichtung zwischen zwei seitlichen Außenbereichen, wobei wenigstens einer der beiden Außenbereiche eine Strömungsabrisskante für eine das Aufprallschutzelement im Betrieb des Schienenfahrzeugs überstreichende Luftströmung ausbildet. Durch eine solche Gestaltung mit einer Strömungsabrisskante im Randbereich des Aufprallschutzelements kann ein sauberer, definierter Strömungsabriss von der Oberfläche des Aufprallschutzelements erzielt werden. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise die durch das Aufprallschutzelement (und letztlich die dahinter abgeschirmte Komponente) in die Strömung zwischen der Fahrzeugunterseite und dem Gleisbett eingebrachte Störung möglichst gering gehalten werden, wodurch letztlich eine Reduktion des Schotterflugrisikos erzielt werden kann.

[0020] Je nach Art des Fahrzeugs und Anordnung der zu schützenden Fahrzeugkomponente kann es ausreichen, lediglich ein Aufprallschutzelement vorzusehen. Insbesondere bei Fahrzeugen die in beiden Fahrtrichtungen betrieben werden und bei denen die zu schützende Fahrzeugkomponente in beiden Fahrtrichtungen jeweils dem Risiko einer Beschädigung durch auftreffende Gegenstände ausgesetzt ist, ist bevorzugt ein weiteres Aufprallschutzelement vorgesehen, welches dazu ausgebildet ist, auf einer dem Aufprallschutzelement in der Fahrzeuglängsrichtung gegenüberliegenden Seite der Fahrzeugkomponente angeordnet zu werden. Dieses weitere Aufprallschutzelement kann grundsätzlich beliebig gestaltet sein, wobei es insbesondere an die Gegebenheiten bzw. Randbedingungen bei der entgegengesetzten Fahrtrichtung angepasst sein kann und demgemäß auch von der Gestaltung des gegenüberliegenden Aufprallschutzelements abweichen kann. Bei besonders einfach gestalteten Varianten der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass das weitere Aufprallschutzelement insbesondere im Wesentlichen identisch zu dem Aufprallschutzelement ausgebildet ist.

[0021] Grundsätzlich kann es zum Schutz der abzuschirmenden Fahrzeugkomponente ausreichen, lediglich die in Fahrzeuglängsrichtung weisende(n), im Betrieb aufprallenden Gegenständen ausgesetzte(n) Seite(n) der Fahrzeugkomponente abzuschirmen. Vorzugsweise ist (insbesondere bei besonders empfindlichen Komponenten) jedoch auch eine seitliche Abschirmung vorgesehen. Bei Varianten mit zwei Aufprallschutzelementen erstreckt sich hierzu vorzugsweise zwischen dem Aufprallschutzelement und dem weiteren Aufprallschutzelement wenigstens eine Seitenwand, welche dazu ausgebildet ist, die Fahrzeugkomponente seitlich abzuschirmen.

[0022] Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Schienenfahrzeug mit einer Aufprallschutzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Hierbei ist die abzuschirmende Fahrzeugkomponente vorzugsweise an einer einem Gleisbett zugewandten Unterseite eines Wagenkastens oder eines Fahrwerks des Schienenfahrzeugs angeordnet. Bei der abzuschirmenden Fahrzeugkomponente kann es sich grundsätzlich um eine beliebige Komponente des Fahrzeugs handeln. Vorzugsweise ist die Fahrzeugkomponente eine Komponente einer Datenübertragungseinrichtung des Schienenfahrzeugs, insbesondere eine Antenneneinrichtung.

[0023] Bei dem Fahrzeug kann es sich grundsätzlich um ein beliebiges Schienenfahrzeug für beliebige Zwecke, insbesondere mit beliebigen Nennbetriebsgeschwindigkeiten handeln. Vorzugsweise ist das Schienenfahrzeug ein Fahrzeug für den Hochgeschwindigkeitsverkehr mit einer Nennbetriebsgeschwindigkeit oberhalb von 250 km/h, insbesondere oberhalb von 350 km/h, da hierbei die geschilderten Vorteile besonders stark zum Tragen kommen.

[0024] 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:

Figur 1

eine schematische Seitenansicht eines Teils einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs mit einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Aufprallschutzeinrichtung;

Figur 2

eine schematische Seitenansicht des Details II aus Figur 1;

Figur 3

eine schematische Schnittansicht der Aufprallschutzeinrichtung entlang der Linie III-III aus Figur 2.

[0025] Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf Figuren 1 bis 3 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs 101 beschrieben. Bei dem Schienenfahrzeug 101 handelt es sich um einen Endwagen eines Triebzugs für den Hochgeschwindigkeitsverkehr, dessen Nennbetriebsgeschwindigkeit oberhalb von 250 km/h, nämlich bei v_n = 300 km/h bis 380 km/h, liegt.

[0026] Das Fahrzeug 101 umfasst einen Wagenkasten 102, der 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.

[0027] Zum einfacheren Verständnis der nachfolgenden Erläuterungen ist in den Figuren 1 bis 3 ein (durch die Radaufstandsebene des Drehgestells 103 vorgegebenes) Fahrzeug-Koordinatensystem x,y,z angegeben, in dem die x-Koordinate die Längsrichtung, die y-Koordinate die Querrichtung und die z-Koordinate die Höhenrichtung des Schienenfahrzeugs 101 bzw. des Drehgestells 102 bezeichnen.

[0028] Das Drehgestell 103 ist in einem Fahrwerksausschnitt 104 des Wagenkastens 102 angeordnet, der an seinem vorlaufenden Ende durch eine vorlaufende Wand 102.1 begrenzt ist. Zu beiden Fahrwerksseiten wird der Fahrwerksausschnitt 104 durch (in Figur 1 nicht dargestellte) Schürzen begrenzt.

[0029] Das Drehgestell 103 weist in herkömmlicher Weise zwei von jeweils einem Fahrmotor angetriebene Radeinheiten in Form von Radsätzen 105 auf, auf denen ein Drehgestellrahmen 106 abgestützt ist. Die Räder der Radsätze 105 rollen auf den Schienen eines Gleises 107.

[0030] An der dem Gleis 107 zugewandten Unterseite des Drehgestellrahmens 106 ist eine Fahrzeugkomponente in Form einer Antenne 108 einer hinlänglich bekannten Kommunikationseinrichtung angeordnet, über welche das Fahrzeug 101 (beispielsweise zur streckenseitigen Zugbeeinflussung) drahtlos mit streckenseitigen Kommunikationseinrichtungen kommunizieren kann. Eine solche Kommunikation erfolgt typischerweise, wenn die Antenne 108 am Fahrzeug 101 eine im Gleisbett des Gleises 107 angeordnete Antenne 109 der streckenseitigen Kommunikationseinrichtung passiert, wie dies hinlänglich bekannt ist, sodass hierauf an dieser Stelle nicht näher eingegangen werden soll.

[0031] Wie insbesondere den Figuren 2 und 3 zu entnehmen ist, ist die Antenne 108 durch eine Aufprallschutzeinrichtung 110 gegen den Aufprall von entlang der Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) auftreffenden Gegenständen, wie beispielsweise aus dem Gleisbett des Gleises 107 herausgelösten Schottersteinen 111, abgeschirmt.

[0032] Hierzu weist die Aufprallschutzeinrichtung 110 ein vorderes Aufprallschutzelement 110.1 auf, welches in der Fahrzeuglängsrichtung vor der Antenne 108 (also auf der zum freien Ende 102.1 des Wagenkastens 102 weisenden Vorderseite der Antenne 108) angeordnet ist, um die Antenne 108 gegen den Aufprall des Fremdkörpers 111 abzuschirmen.

[0033] Um eine entsprechende Abschirmung der Antenne 108 auch bei Fahrt in der entgegengesetzten Richtung zu erzielen, weist die Aufprallschutzeinrichtung 110 ein (im Wesentlichen identisch zum vorderen Aufprallschutzelement 110.1 gestaltetes) hinteres Aufprallschutzelement 110.2 auf, welches der (vom freien Ende des Wagenkastens 102 weg weisenden) Rückseite der Antenne 108 zugeordnet ist. Im Folgenden werden die Eigenschaften der Aufprallschutzelemente 110.1 und 110.2 anhand des vorderen Aufprallschutzelements 110.1 näher beschrieben.

[0034] Es versteht sich jedoch zum einen, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch eine anderweitige Gestaltung des hinteren Aufprallschutzelements vorgesehen sein kann. Weiterhin versteht es sich, dass insbesondere bei Fahrzeugen, welche lediglich für den Einrichtungsbetrieb vorgesehen sind, ein solches hinteres Aufprallschutzelement auch fehlen kann.

[0035] Im vorliegenden Beispiel sind die beiden Aufprallschutzelemente 110.1 und 110.2 weiterhin über zwei in der Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) seitlich der Antenne 108 angeordnete Seitenwände 110.3 miteinander verbunden, sodass die Antenne 108 ringförmig von der Aufprallschutzeinrichtung 110 umgeben ist und somit auch seitlich gegen aufprallende Fremdkörper abgeschirmt wird. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung eine solche seitliche Abschirmung auch fehlen kann. Ebenso kann sie nur einseitig vorgesehen sein, wenn beispielsweise durch andere Fahrzeugkomponenten sichergestellt ist, dass auf der betreffenden Seite keine Fremdkörper auftreffen.

[0036] Das Aufprallschutzelement 110.1 weist einen in der Fahrzeuglängsrichtung von der Antenne 108 weg weisenden Vorsprung 110.4 auf, an dem eine in der Fahrzeuglängsrichtung vorstehenden Aufprallkante 110.5 ausgebildet ist. Die Aufprallkante 110.5 ist dabei in einem Bereich ausgebildet, in dem zwei zur Fahrzeuglängsrichtung geneigte Aufprallflächen 110.6 und 110.7 des Aufprallschutzelements 110 aufeinandertreffen.

[0037] Die beiden Aufprallflächen 110.6 und 110.7 sind im vorliegenden Beispiel als im Wesentlichen ebene Flächen ausgebildet, die im Bereich der Aufprallkante um einen im Wesentlichen gleichen Längsneigungswinkel LNW zur Fahrzeuglängsrichtung geneigt sind. Weiterhin sind die beiden Aufprallflächen 110.6 und 110.7 um einen im Wesentlichen gleichen Querneigungswinkel QNW zur Fahrzeugquerrichtung geneigt sind. Durch die schräg zur Fahrzeuglängsrichtung und zur Fahrzeugquerrichtung gestellten Aufprallflächen wird eine vorteilhafte seitliche Ablenkung des Gegenstands 111 mit einer in der Fahrzeugquerrichtung verlaufenen Richtungskomponente erzielt. Durch diese seitliche Ablenkung reduziert sich die dem Gegenstand 111 infolge des Aufpralls aufgeprägte kinetische Energie, sodass dieser bei einem weiteren Aufprall, sofern überhaupt, nur noch geringeren Schaden anrichten kann. Zudem verhindert die seitliche Ablenkung das Risiko, dass der Gegenstand 111 wieder zurück in das Gleisbett geschleudert wird und dort weitere Gegenstände herauslöst, mithin also eine so genannte Schotterlawine auslösen kann. Das Schotterflugrisiko wird somit ebenfalls reduziert.

[0038] Wegen der gleichen Längsneigungswinkel LNW der gleichen Querneigungswinkel QNW würde ein in Fahrzeuglängsrichtung auftreffender kugelförmiger Gegenstand 111 zu beiden Seiten der Aufprallkante 110.5 jeweils etwa unter dem gleichen Winkel seitlich (also in der Fahrzeugquerrichtung) abgelenkt. Es versteht sich, dass sich je nach Gestalt des auftreffenden Fremdkörpers natürlich in der Realität eine von Fall zu Fall unterschiedliche seitliche Ablenkung ergibt.

[0039] Die Aufprallflächen 110.6 und 110.7 können jedoch grundsätzlich in beliebiger geeigneter Weise angeordnet sein, wobei insbesondere die Gestaltung der Fahrzeugunterseite in dem Umfeld berücksichtigt werden kann, welches an das Aufprallschutzelement 110.1 angrenzt. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass Gegenstände 111 zu beiden Seiten der Aufprallkante 110.5 unter unterschiedlichen Winkeln abgelenkt werden, um zu vermeiden, dass sie auf angrenzende Fahrzeugkomponenten gelenkt werden.

[0040] Im vorliegenden Beispiel ist das Aufprallschutzelement 110.1 im Bereich der Aufprallkante 110.5 nach Art einer Schneide ausgebildet, um eine möglichst hohe lokale Konzentration der Stoßenergie und damit eine zuverlässige Zertrümmerung von Gegenständen 111 zu erzielen, welche auf die Aufprallkante 110.5 auftreffen. Die Aufprallkante 110.5 ist dabei (bei ausreichender Steifigkeit und Festigkeit) möglichst scharfkantig ausgebildet, um den gewünschten Effekt zu verstärken.

[0041] Um eine ausreichend hohe Standzeit des Aufprallschutzelements 110.1 und gute Ergebnisse im Hinblick auf die Zerstörung darauf auftreffender Gegenstände 111 zu erzielen, ist das Aufprallschutzelement 110.1 im Bereich der Aufprallkante 110.5 mechanisch verstärkt ausgebildet. Im vorliegenden Beispiel wird dies schlicht dadurch erzielt, dass das Aufprallschutzelement als massiver (hier allerdings mehrteiliger) Körper aus Stahl aufgebaut ist.

[0042] Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch eine anderweitige, insbesondere leichter bauende Gestaltung gewählt sein kann. So kann beispielsweise eine Gestaltung gewählt sein, bei welcher auch der Vorsprung 110.4 durch ein abgeknickt ausgebildetes Wandelement (ausreichender Wandstärke) gebildet ist, wie dies in Figur 3 durch die gestrichelte Kontur 112 angedeutet ist. Im Bereich der Bereich der Aufprallkante 110.5 können in diesem Fall dann eine größere Wandstärke und/oder interne (d. h. der Antenne 108 zugewandte) Verstärkungselemente vorgesehen sein.

[0043] Im vorliegenden Beispiel ist das Aufprallschutzelement 110.1 zusätzlich im Bereich der Aufprallkante 110.5 aus einem gehärteten Material (nämlich gehärtetem Stahl) ausgeführt, um dessen Lebensdauer und Wirksamkeit zu erhöhen. Im vorliegenden Fall ist der Bereich des Aufprallschutzelements 110.1, welcher die Aufprallkante 110.5 ausbildet, austauschbar gestaltet. So kann dieser Bereich beispielsweise als gehärteter Stab 113 gestaltet sein, der senkrecht zur Stabachse eine dreieckige Schnittkontur aufweist. Hierdurch vereinfacht sich die Herstellung und Wartung der Aufprallschutzeinrichtung 110 erheblich. Es versteht sich im Übrigen, dass der Stab 113 bei anderen Varianten der Erfindung auch eine beliebige andere, beispielsweise eine zumindest abschnittsweise polygonale und/oder zumindest abschnittsweise gekrümmte Schnittkontur aufweisen kann.

[0044] Bei weiteren Varianten der Erfindung kann das Aufprallschutzelement im Bereich der Aufprallkante 110.5 auch nach Art eines Schiffsbugs ausgebildet sein, indem beispielsweise die Aufprallkante zur Fahrzeughöhenrichtung geneigt verläuft, wie dies in Figur 2 durch die strich-zwei-punktierte Kontur 114 angedeutet ist. Hierdurch kann eine vorteilhafte seitlich und gegebenenfalls leicht nach unten gerichtete Ablenkung auftreffender Gegenstände 111 erzielt werden. Hierdurch werden diese Gegenstände 111 zwar nicht zurück ins Gleisbett aber dennoch in Richtung des Bodens außerhalb des Gleisbetts abgelenkt, um die Gefährdung der Umgebung zu reduzieren.

[0045] Es versteht sich, dass die Aufprallflächen 110.6 und 110.7 bei weiteren Varianten der Erfindung nicht notwendigerweise als ebene Flächen ausgebildet sein müssen. Vielmehr kann das Aufprallschutzelement 110.1 in einer Schnittebene senkrecht zur Aufprallkante 110.5 auch eine zumindest abschnittsweise polygonale und/oder zumindest abschnittsweise gekrümmte Schnittkontur aufweisen, wie dies in Figur 3 durch die gestrichelte Kontur 115 angedeutet ist.

[0046] Die Aufprallschutzelemente 110.1 und 110.2 erstrecken sich in der Fahrzeugquerrichtung zwischen zwei seitlichen Außenbereichen 110.8, wobei die Außenbereiche 110.8 jeweils eine ausgeprägte, definierte Strömungsabrisskante 110.9 für die Luftströmung ausbilden, welche die Aufprallschutzeinrichtung 110 im Betrieb des Fahrzeugs 101 überstreicht. Hierdurch wird ein definierter Strömungsabriss von der Aufprallschutzeinrichtung 110 erzielt, sodass die durch die Aufprallschutzeinrichtung 110 in die Strömung zwischen der Fahrzeugunterseite und dem Gleisbett eingebrachte Störung in vorteilhafter Weise gering gehalten wird und somit letztlich das Schotterffugrisiko reduziert wird.

[0047] Hierbei ist anzumerken, dass der definierte Strömungsabriss im gezeigten Beispiel (je nach Fahrtrichtung) jeweils an der nachlaufenden Strömungsabrisskante 110.9 erfolgt, während bei Varianten ohne die Seitenwände 110.3 natürlich schon unmittelbar an der jeweils vorlaufenden Strömungsabrisskante 110.9 ein solcher definierter Strömungsabriss erfolgt.

[0048] Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend ausschließlich anhand eines Fahrzeugs für Triebzüge im Hochgeschwindigkeitsverkehr beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung auch im Zusammenhang mit anderen Schienenfahrzeugen zum Einsatz kommen kann.

Ansprüche

1. Aufprallschutzeinrichtung für eine Fahrzeugkomponente (108), die an einer Unterseite eines Schienenfahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs für den Hochgeschwindigkeitsverkehr, angeordnet ist, mit

- wenigstens einem Aufprallschutzelement (110.1, 110.2), wobei

- das Aufprallschutzelement (110.1, 110.2) dazu ausgebildet ist, in einer Fahrzeuglängsrichtung des Schienenfahrzeugs vor der Fahrzeugkomponente (108) angeordnet zu werden, um die Fahrzeugkomponente (108) gegen einen Aufprall von entlang der Fahrzeuglängsrichtung auftreffenden Gegenständen (111) abzuschirmen,
dadurch gekennzeichnet, dass

- das Aufprallschutzelement (110.1, 110.2) wenigstens einen in der Fahrzeuglängsrichtung von der Fahrzeugkomponente (108) weg weisenden Vorsprung (110.4) mit einer in der Fahrzeuglängsrichtung vorstehenden Aufprallkante (110.5) aufweist.

2. Aufprallschutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (110.4) dazu ausgebildet ist, entlang der Fahrzeuglängsrichtung auftreffende Gegenstände (111) in einer Fahrzeugquerrichtung abzulenken.

3. Aufprallschutzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufprallkante (110.5) in einem Bereich ausgebildet ist, in dem wenigstens zwei zur Fahrzeuglängsrichtung geneigte Aufprallflächen (110.6, 110.7) aufeinandertreffen,

4. Aufprallschutzeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass

- die beiden Aufprallflächen (110.6, 110.7) zumindest im Bereich der Aufprallkante (110.5) um einen im Wesentlichen gleichen Längsneigungswinkel zur Fahrzeuglängsrichtung geneigt sind
und/oder

- die beiden Aufprallflächen (110.6, 110.7) zumindest im Bereich der Aufprallkante (110.5) um einen, insbesondere im Wesentlichen gleichen, Querneigungswinkel zu einer Fahrzeugquerrichtung geneigt sind.

5. Aufprallschutzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufprallschutzelement (110.1, 110.2) im Bereich der Aufprallkante (110.5) nach Art einer Schneide ausgebildet ist.

6. Aufprallschutzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufprallschutzelement (110.1, 110.2) im Bereich der Aufprallkante (110.5) nach Art eines Schiffsbugs ausgebildet ist.

7. Aufprallschutzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufprallschutzelement (110.1, 110.2) im Bereich der Aufprallkante (110.5) mechanisch verstärkt ausgebildet ist.

8. Aufprallschutzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufprallschutzelement (110.1, 110.2) im Bereich der Aufprallkante (110.5) aus einem gehärteten Material, insbesondere gehärtetem Stahl, ausgebildet ist.

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

- sich das Aufprallschutzelement (110.1, 110.2) in einer Fahrzeugquerrichtung zwischen zwei seitlichen Außenbereichen (110.8) erstreckt, wobei

- wenigstens einer der beiden Außenbereiche (110.8) eine Strömungsabrisskante (110.9) für eine das Aufprallschutzelement (110.1, 110.2) im Betrieb des Schienenfahrzeugs überstreichende Luftströmung ausbildet.

10. Aufprallschutzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- ein weiteres Aufprallschutzelement (110.2) vorgesehen ist, welches dazu ausgebildet ist, auf einer dem Aufprallschutzelement (110.1) in der Fahrzeuglängsrichtung gegenüberliegenden Seite der Fahrzeugkomponente (108) angeordnet zu werden, wobei

- das weitere Aufprallschutzelement (110.2) insbesondere im Wesentlichen identisch zu dem Aufprallschutzelement (110.1) ausgebildet ist.

11. Aufprallschutzeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen dem Aufprallschutzelement (110.1) und dem weiteren Aufprallschutzelement (110.1) wenigstens eine Seitenwand (110.3) erstreckt, welche dazu ausgebildet ist, die Fahrzeugkomponente (108) seitlich abzuschirmen.

12. Schienenfahrzeug mit einer Aufprallschutzeinrichtung (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

13. Schienenfahrzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugkomponente (108) an einer einem Gleisbett zugewandten Unterseite eines Wagenkastens (102) oder eines Fahrwerks (103) des Schienenfahrzeugs angeordnet ist.

14. Schienenfahrzeug nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugkomponente (108) eine Komponente einer Datenübertragungseinrichtung des Schienenfahrzeugs, insbesondere eine Antenneneinrichtung, ist.

15. Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass es für den Hochgeschwindigkeitsverkehr mit einer Nennbetriebsgeschwindigkeit oberhalb von 250 km/h, insbesondere oberhalb von 350 km/h, ausgebildet ist.

Zeichnung