用于减小轨道车辆空气阻力的装置的制作方法

本发明涉及一种轨道车辆车头，其中，该轨道车辆车头具有带有自由联接器端部的中心缓冲联接器，使得自由联接器端部可与另一轨道车辆车头的另一中心缓冲联接器连接，其中，中心缓冲联接器在静止位置沿纵轴线延伸，其中，中心缓冲联接器的构造和安装方式是，使自由联接器端部可相对于纵轴线进行枢转，其中，该轨道车辆车头具有前隔板，其中，该前隔板径向环绕中心缓冲联接器的至少一部分，使得在前隔板与中心缓冲联接器之间限定有基本上指向纵向方向的前开口。此外，本发明还涉及一种护盖装置，该护盖装置用于覆盖在轨道车辆的前隔板与中心缓冲联接器之间延伸的前开口。

背景技术：

1、轨道车辆、特别是区域列车和城市快速轨道列车，通常在一节挂接的列车的两个车头端各有一个开放的中心缓冲联接器。该中心缓冲联接器用于将多节列车连接在一起，以获得总长更长的列车。在列车行驶过程中，乘客不可能在各节列车之间进行转换。

2、中心缓冲联接器是轨道车辆车头的一个组成部分，并且由轨道车辆车头的前隔板环绕。

3、通常，一节列车的两端各有一个带有中心缓冲联接器的轨道车辆车头，因此该节列车也可以通过两端与其他节列车联接。

4、因此，在这样的列车行驶过程中沿行驶方向上看位于前面的轨道车辆车头具有中心缓冲联接器，该中心缓冲联接器没有与另一中心缓冲联接器联接。

5、由于中心缓冲联接器至少在水平方向上具有有限的移动性，因此联接器在转弯行驶时可以旋转，在列车或列车段的轨道车辆车头的中心缓冲联接器与环绕中心缓冲联接器的前隔板之间延伸出前开口，该前开口也可以称为中心缓冲联接器与前隔板之间的自由空间。

6、当以超过50公里/小时的速度行驶时，前开口的区域会出现湍流，从而使列车的流体阻力增加。由此已经发现，前开口对列车的空气动力学是不利的。特别是在驶入隧道时，前开口会导致流体阻力增加，因为隧道中的空气由于前开口而不能被有效地挤出。

技术实现思路

1、在此背景下，本发明的目的是改进开头提到的轨道车辆车头的空气动力学特性。

2、该目的由权利要求中所述的轨道车辆车头和权利要求中所述的护盖装置来实现。

3、根据本发明的轨道车辆车头的一个实施方式，该轨道车辆车头具有带有自由联接器端部的中心缓冲联接器，使得自由联接器端部可与另一轨道车辆车头的另一中心缓冲联接器连接，其中，中心缓冲联接器在静止位置沿纵轴线延伸，其中，中心缓冲联接器的构造和安装方式是，使自由联接器端部可相对于纵轴线进行枢转，其中，该轨道车辆车头具有前隔板，其中，该前隔板径向环绕中心缓冲联接器的至少一部分，使得在前隔板与中心缓冲联接器之间限定有基本上指向纵向方向的前开口，其中，该轨道车辆车头具有护盖装置，其中，该护盖装置的构造和布置方式是，使前开口的至少一部分被护盖装置覆盖，其中，护盖装置包括对齐纵向方向的通孔，其中，自由联接器端部从内部向外部穿过通孔或基本上与通孔齐平，其中，护盖装置具有至少一个第一刚性支撑元件，其中，护盖装置具有至少一个第一织物状材料部分和第二织物状材料部分，其中，护盖装置的构造和在轨道车辆上的布置方式是，使第一织物状材料部分至少部分地在前隔板与第一刚性支撑元件之间径向延伸，其中，护盖装置的构造方式是，使第二织物状材料部分至少部分地在中心缓冲联接器与第一刚性支撑元件之间径向延伸。

4、刚性支撑元件与两个织物状材料部分这样的组合使护盖装置变牢固，但同时又使得由护盖装置限定的通孔能够移动。因此，可以提供一种用于前开口的护盖装置，其由于所使用的织物状材料部分，可以随着中心缓冲联接器的移动而一起移动，从而中心缓冲联接器的移动不受护盖装置的限制。然而，与此同时，由于刚性支撑元件的加固作用，可以避免护盖装置在较高的行驶速度下出现强烈的轴向压缩或变形，从而使护盖装置可以减小轨道车辆的空气阻力值。后者反过来又会导致列车具有更好的能量平衡，从而节省资源消耗，提高经济效益。

5、尤其地，第一织物状布材料部分和第二织物状材料部分可以是两个单独的织物状材料幅面。

6、织物状材料部分尤其可以包括聚酯、聚酰胺、芳纶、聚丙烯、棉和/或粘胶或由以上物质组成。然而，也可以使用其他材料。织物状材料部分可以是梭织物、针织物、非织物或非卷曲织物(例如非卷曲线织物)。

7、织物状材料部分可以包括涂层。涂层可以包括塑料。尤其地，涂层包括合成橡胶、硅胶、氯磺化聚乙烯、tpu(热塑性聚氨酯)、epdm(三元乙丙橡胶)和/或pvc(聚氯乙烯)。

8、前开口也可称为车头环。前开口也可以称为车头开口。

9、在本发明的范围内，术语“径向”和“轴向”是指所述的纵向轴线。

10、在本发明的范围内，中心缓冲联接器的静止位置应理解为中心缓冲联接器在没有受到外力作用或没有受过外力作用时所占据的那个位置。尤其地，静止位置可以是中心缓冲联接器平行于轨道车辆的纵向方向延伸的位置。

11、根据本发明的轨道车辆车头的一个实施方式，护盖装置的构造方式是，护盖装置通过护盖装置的径向外缘与前隔板连接，或紧贴前隔板，其中，护盖装置的构造方式是，护盖装置通过护盖装置的径向内缘与中心缓冲联接器连接，或紧贴中心缓冲联接器。

12、这确保了前开口被充分覆盖。尤其地，护盖装置还可以以密闭的方式紧贴前隔板或与前隔板连接。尤其地，护盖装置可以与前隔板连接，同时仅紧贴中心缓冲联接器。这有利于护盖装置的安装。

13、根据本发明的轨道车辆车头的一个实施方式，护盖装置的构造和在轨道车辆车头内的布置方式是，使第一刚性支撑元件与第一织物状材料部分的区域轴向间隔开，并且与第二织物状材料部分的区域轴向间隔开。因此，第一织物状材料部分可以从第一刚性支撑元件开始沿第一轴向方向延伸，第二织物状材料部分可以从第一刚性支撑元件开始沿与此相反的轴向方向延伸。刚性支撑元件和织物状材料部分的这种轴向间隔布置使刚性支撑元件具有较高的移动性，因此中心缓冲联接器的移动也可以由刚性支撑元件来跟踪。

14、根据本发明的轨道车辆车头的一个实施方式，中心缓冲联接器可在垂直于纵轴线的第一枢转方向、优选是水平方向，以最大40度的总旋转角度进行枢转。根据本发明的轨道车辆车头的一个实施方式，中心缓冲联接器可在枢转方向、优选是水平方向，以最大35度的总旋转角度进行枢转。根据本发明的轨道车辆车头的一个实施方式，中心缓冲联接器可在枢转方向、优选是水平方向，以最大30度的总旋转角度进行枢转。这确保了轨道车辆在区域线路的交通运行中具有足够好的转弯性能，并使护盖装置的实施变得简单且经济。

15、根据本发明的轨道车辆车头的一个实施方式，中心缓冲联接器可在垂直于纵轴线且垂直于第一枢转方向的第二枢转方向、优选是垂直方向，以最大25度的总旋转角度进行枢转。根据本发明的轨道车辆车头的一个实施方式，中心缓冲联接器可在第二枢轴方向、优选是垂直方向，以最大20度的总旋转角度进行枢转。根据本发明的轨道车辆车头的一个实施方式，中心缓冲联接器可在第二枢轴方向、优选是垂直方向，以最大15度的总旋转角度进行枢转。这确保了轨道车辆在区域线路的交通运行中具有足够好的上坡性能，并使护盖装置的实施变得简单且经济。

16、根据本发明的轨道车辆车头的一个实施方式，第一刚性支撑元件的至少一部分被设置在前开口内，使得第一刚性支撑元件的至少一部分被前隔板径向环绕。已经证明，刚性支撑元件的这种安排是有利的。这是因为，如果第一刚性支撑元件被设置在由前隔板包围的自由空间中，那么对于大多数现有的轨道车辆车头，它不会对任何电缆和/或压缩空气管道构成障碍，这些电缆和/或压缩空气管道在这些轨道车辆车头中沿中心缓冲联接器延伸直至中心缓冲联接器的自由端部。

17、根据本发明的轨道车辆车头的一个实施方式，第一刚性支撑元件被设置在前开口外，使得第一刚性支撑元件与前隔板是轴向间隔的布置。这种布置使得护盖装置的构造在空气动力学上是有利的。例如，多个刚性支撑元件和设置在两个相邻的支撑元件之间的各个织物状材料部分，可以设置为相对于中心缓冲联接器的自由端部逐渐变尖。这导致轨道车辆的空气阻力值进一步减小。

18、根据本发明的轨道车辆车头的一个实施方式，护盖装置具有至少一个第二刚性支撑元件，其中，该第二刚性支撑元件限定通孔最小横截面面积，其中，该第二刚性支撑元件的构造和布置方式是，使中心缓冲联接器穿过通孔，其中，中心缓冲联接器和护盖装置的构造和布置方式是，使中心缓冲联接器相对于纵轴线的枢转导致第二刚性支撑元件的位置和/或方位的改变。第二刚性支撑元件尤其可以是护盖装置的刚性支撑元件，其被设置为最靠近中心缓冲联接器。由此，中心缓冲联接器的移动以简单的方式与护盖装置的移动相关联。

19、根据本发明的轨道车辆车头的一个实施方式，护盖装置包括第一模块，其中，该第一模块在中心缓冲联接器的静止位置覆盖前开口的第一区域，其中，护盖装置包括第二模块，其中，该第二模块在中心缓冲联接器的静止位置覆盖前开口的第二区域，其中，前开口的第一区域和第二区域不完全重合，其中，护盖装置的第一模块和护盖装置的第二模块可通过锁紧装置相互连接，并且可以非破坏性的方式相互分离。锁紧装置尤其可以包括螺栓连接和/或点击连接。护盖装置的模块化结构使得护盖装置能够特别平稳地连接到已经存在的轨道车辆系统。这些模块的构造方式可以是，首先将位于外部的模块连接到前隔板上，然后将位于内部的模块连接到位于外部的模块上。由于单个模块与整个护盖装置相比重量较轻，安装模块的人更容易将其正确对齐。

20、根据本发明的轨道车辆车头的一个实施方式，护盖装置的构造方式是，护盖装置基本上完全包封前开口。这确保了当轨道车辆以高于50公里/小时的高速度行驶时，在轨道车辆车头区域有较低的湍流。

21、根据本发明的轨道车辆车头的一个实施方式，中心缓冲联接器在静止位置不仅在前开口的内部还在前开口的外部延伸。尤其地，在本公开中描述的护盖装置有利地适用于具有以这样的方式构造的中心缓冲联接器的轨道车辆。

22、根据本发明的轨道车辆车头的一个实施方式，前隔板基本上是刚性的，其中，前隔板优选是由金属和/或无弹性的塑料制成。

23、根据本发明的轨道车辆车头的一个实施方式，该轨道车辆车头的构造方式是，使前开口不能被可移动的前盖关闭或部分关闭。

24、本发明的基本目的还通过一种护盖装置来实现，该护盖装置用于覆盖在轨道车辆的前隔板与中心缓冲联接器之间延伸的前开口，其中，护盖装置的构造方式是，使前开口的至少一部分可由护盖装置覆盖，其中，护盖装置具有至少一个第一刚性支撑元件，其中，护盖装置具有至少一个第一织物状材料部分和第二织物状材料部分，其中，护盖装置的构造和在轨道车辆上的布置方式可以是，使第一织物状材料部分可至少部分地径向布置在前隔板与第一刚性支撑元件之间，其中，护盖装置的构造方式是，使第二织物状材料部分可至少部分地径向布置在中心缓冲联接器与第一刚性支撑元件之间。

25、这样的护盖装置使得能够通过使用护盖装置覆盖前开口而有利地改善具有前开口的轨道车辆的气流特性。

26、根据本发明的护盖装置的一个实施方式，第一织物状材料部分、第二织物状材料部分和第一刚性支撑元件是折棚的组成部分。这样的折棚可以包括多个刚性支撑元件，各个刚性支撑元件被构造成框架型材，其中，被构造成材料幅面的织物状材料部分在每两个相邻的框架型材之间延伸。材料幅面可以在垂直和水平方向上以波浪或褶皱的形状弯曲。两个相邻的材料幅面通过各自的端部相互紧贴，并且被容纳在框架型材的凹槽中。通过夹紧框架型材，两个端部可以力配合地相互连接并且与框架型材连接。已经表明，这种被构造成折棚的护盖装置在中心缓冲联接器的移动过程中可以特别平稳地一起移动，同时可以确保对前开口的覆盖。

27、根据本发明的护盖装置的一个实施方式，第一织物状材料部分和第二织物状材料部分的构造和布置方式是，使它们各自具有褶皱或波纹。褶皱和波纹特别适合于使第一刚性支撑元件相对于其他刚性支撑元件和/或相对于前隔板具有平稳的可移动性，同时确保高度轴向刚性，因此在轴向具有较低可移动性。

28、根据本发明的护盖装置的一个实施方式，第一材料部分和第二材料部分的褶皱或波纹的构造方式是，使褶皱或波纹各自的曲率中心设置在纵轴线与褶皱的顶点或波纹的顶点之间。换句话说，褶皱或波纹是向外的。

29、替代性地，根据本发明的护盖装置的另一实施方式，第一材料部分和第二材料部分的褶皱或波纹的构造方式是，使褶皱或波纹各自的顶点设置在纵轴线与褶皱或波纹的曲率中心之间。换句话说，褶皱或波纹是向内的。

30、根据本发明的护盖装置的一个实施方式，该护盖装置的构造方式是，使护盖装置可与前隔板外部连接或可紧贴前隔板，其中，护盖装置的优选构造方式是，使护盖装置可与中心缓冲联接器内部连接或可紧贴中心缓冲联接器。这样可以与前隔板很好地连接，以达到空气动力学上的有利效果。

31、根据本发明的护盖装置的一个实施方式，第一织物状材料部分以形状配合、力配合或材料配合的方式、特别是以力配合的方式与第一刚性支撑元件连接，其中，第二织物状材料部分以形状配合、力配合或材料配合的方式、特别是以力配合的方式与第一刚性支撑元件连接。

32、尤其地，刚性支撑元件可以具有一个或多个凹槽，织物状材料部分被引入凹槽中，然后通过凹槽的变形而被夹紧。凹槽的变形可以通过例如锤击或挤压来进行。

33、根据本发明的护盖装置的一个实施方式，第一刚性支撑元件是自承载式的。根据本发明的护盖装置的一个实施方式，护盖装置是自承载式的。因此，在独立的位置上，护盖装置具有不需要来自外部的额外支撑仍然可保持的形状和结构。这对于护盖装置的刚性来说是有利的，因为轴向运动的气流产生力的作用。

34、根据本发明的护盖装置的一个实施方式，该护盖装置具有多个刚性支撑元件，其中，第一织物状材料部分或第二织物状材料部分在一对相邻的刚性支撑元件的两个刚性支撑元件之间延伸。通过多个刚性支撑元件，可以增加通孔的可移动性--以及由此产生的穿过通孔的中心缓冲联接器的可移动性--以及支撑元件相对于彼此的相关可移动性。

35、根据本发明的护盖装置的一个实施方式，第一刚性支撑元件是封闭的环，其中，该环围绕圆形、椭圆形或多边形、特别是矩形的横截面。根据本发明的护盖装置的一个实施方式，护盖装置的所有刚性支撑元件都是封闭的环。已经发现，封闭的环、特别是那些具有矩形横截面的环(也可称为框架)对护盖装置具有有利的刚性。

36、根据本发明的护盖装置的一个实施方式，一对相邻的刚性支撑元件的两个刚性支撑元件仅通过中间的织物状材料部分相互连接。因此，不需要额外的连接元件就可以实现低成本的制造。

37、根据本发明的护盖装置的一个实施方式，一对相邻的刚性支撑元件的两个刚性支撑元件设置为彼此同轴的。根据本发明的护盖装置的一个实施方式，护盖装置的所有刚性支撑元件基本上都设置为彼此同轴的。由此可有利地实现两个相邻的刚性支撑元件相对于彼此良好的可移动性。

38、根据本发明的护盖装置的一个实施方式，护盖装置包括多个刚性支撑元件，其中多个刚性支撑元件共同形成一个金字塔形状或一个圆锥体。这也使得在少量材料耗费的情况下通孔在垂直方向和水平方向上具有较高的可移动性。

39、根据本发明的护盖装置的一个实施方式，护盖装置具有4至18个刚性支撑元件。根据本发明的护盖装置的一个实施方式，护盖装置具有8至14个刚性支撑元件。已经发现，这样数量的刚性支撑元件非常适合于为区域列车的中心缓冲联接器提供必要的通孔可移动性，同时还能使制造和安装简单且便宜。

40、根据本发明的护盖装置的一个实施方式，每一对轴向相邻的刚性支撑元件的两个支撑元件的轴向间距最小为0.5cm。根据本发明的护盖装置的一个实施方式，每一对轴向相邻的刚性支撑元件的两个支撑元件的轴向间距最小为1cm。这些最小参数值保证了刚性支撑元件彼此之间良好的可移动性。

41、根据本发明的护盖装置的一个实施方式，每一对轴向相邻的刚性支撑元件的两个支撑元件的轴向间距最大为10cm。根据本发明的护盖装置的一个实施方式，每一对轴向相邻的刚性支撑元件的两个支撑元件的轴向间距最大为5cm。根据本发明的护盖装置的一个实施方式，每一对轴向相邻的刚性支撑元件的两个支撑元件的轴向间距最大为3cm。这些最大参数值保证了护盖装置的良好刚性。

42、根据本发明的护盖装置的一个实施方式，护盖装置延伸的总面积最大为6m2。

43、根据本发明的护盖装置的一个实施方式，护盖装置延伸的总面积最大为4m2。

44、根据本发明的护盖装置的一个实施方式，一对相邻的刚性支撑元件的两个刚性支撑元件仅通过中间的织物状材料部分相互连接。

45、可以理解的是，上述描述中仅与根据本发明的护盖装置相关联以及单独描述的特征也可以构成根据本发明的护盖装置的特征，该护盖装置是轨道车辆车头的一个组成部分。同时，仅与上级单元轨道车辆车头相关联描述的护盖装置的特征也构成根据本发明的护盖装置的单独构造的实施方式的可选特征。