DE1964940A1 - Ventilation device for ultra-fast locomotives with air-scooping flap - Google Patents

Description

Belüftungseinrichtung für ultraschnelle Triebfahrzeuge mit luftschöpfender Stauklappe Elektrische sowie diesel- und turboelektrische Triebzuge für extrem hohe Geschwindigkeiten werden neuerdings mit Gleichrichter- oder Umrichteranlagen und Gleichstrom- bezw Mischstrom- oder Drehstromantrieb ausgerüstet. Die elektronischen Bauteilebedürfen hier einer zuverlässigen Kühlung und angesichts der beträchtlichen Relativgeschwindigkeit zwischen Fahrzeug und Außenluft einer leistungsfähigen Belüftungseinrichtung. Ventilation device for ultra-fast locomotives with air-scooping Storage flap Electric as well as diesel and turbo-electric multiple units for extremely high Speeds are recently with rectifier or converter systems and Equipped with direct current, mixed current or three-phase drive. The electronic Components require reliable cooling and in view of the considerable Relative speed between the vehicle and the outside air of a powerful ventilation system.

Ein Erschwernis für deren Aufbau besteht darin, daß im Interesse eines komfortabelen und vorteilhaften Entwurfs der Bahrgasträums nur wenig Raum oberhalb des Fußbodens für den Lufteinzug und die Luftkanäle zur Verfügung gestellt werden kann. Hinzu kommt,daß daß die üblichen Lufteintrittsgitter wegen der mit diesen verbundenen Wirbel sowie wegen des starken Sogs der Außenluft nicht verwendbar sind und durch Bufteinzüge ohne oder mit wenigen Eintrittslamellen zu ersetzen sind. Jeder Lufteinzug muß an beide Fahrtrichtungen angepaßt werden. Die Abmessungen der Eintrittsquerschnitte werden dadurch im allgemeinen nahezu verdoppelt.A complication for their construction is that in the interest of one comfortable and advantageous design of the passenger compartment only a little space above of the floor for the air intake and the air ducts can. In addition, the usual air inlet grilles because of those with these connected vortices as well as because of the strong suction of the outside air are not usable and are to be replaced by baffles with no or few entry lamellas. Each air intake must be adapted to both directions of travel. The dimensions of the Entry cross-sections are generally almost doubled as a result.

Die Aufgabe der nachstehenden Erfindung besteht darin, 1. die doppelte Bemessung des Lufteintrittsquerschnitts durch eine einfache zu ersetzen, 2. möglichst wenig von dem nutzbaren Fahrzeugvolumen in Anspruch zu nehmen, 3. ohne großen Ventilationsaufwand einen starken, nutzbaren Kühlluftstrom zu erzielen, 4. die Druckverluste der einströmenden Kühlluft durch aerodynamisch vorteilhafte Führung so klein wie möglich zu machen, 5. die Führung der vorbeistreichenden Außenluft günstig zu gestalten, um Wirbel und damit verbunden zusätzliche Fahrwiderstände weitgehend zu verhindern.The object of the following invention is to 1. double Replace the dimensioning of the air inlet cross-section with a simple one, 2. if possible to take up little of the usable vehicle volume, 3. without great ventilation effort to achieve a strong, usable flow of cooling air, 4. the pressure losses of the inflowing To make cooling air as small as possible through aerodynamically advantageous guidance, 5. to design the guidance of the outside air passing by in a favorable manner to avoid eddies and largely to prevent additional driving resistances associated with this.

Zur Erreichung dieser Ziele wird erfindungsgemäß eine symmetrisch aufgebaute Stauklappe (1) vorgeschlagen, die beispielsweise am Fahrzeugdach, wie in Bild 1 dargestellt, oder an einer i'ahrzeugaußenwand nach Art einer Wippe angeordnet werden kann. Die Stauklappe ist um eine quer zur Fahrzeuglängsrichtung liegende horizontale Achse (2) drehbar. In der gezeichneten Endstellung ist sie so schwach gegen die Horizontale geneigt, daß bei einer von rechts nach links gerichteten Luftströmung keine beträchtlichen Wirbel entstehen können. Um das seitliche Abweichen der anströmenden Luft zu vermeiden, erhält die Klappe seitliche Borde (3). Ferner erhält das Fahrzeugdach festatehende Borde (4), die in Anbetracht der großen Relativgeschwindigkeit aerodynamisch günstig geformt sind. Um die Größe des gestauten Luftquerschnitts und damit verbunden des sekundlichen Strömungsvolumens einzustellen, kann erfindungsgemäß die Drehachse (2) in exzentrischen Lagerbuchsen geführt werden, die eine Höhenverstellbarkeit der Drehachse bewirken.In order to achieve these goals, according to the invention, one becomes symmetrical built up Storage flap (1) proposed, for example on the vehicle roof, as in Figure 1 shown, or arranged on a vehicle outer wall in the manner of a rocker can. The stowage flap is horizontal at right angles to the longitudinal direction of the vehicle Axis (2) rotatable. In the drawn end position it is so weak against the Horizontal inclined, that with an air flow directed from right to left no significant eddies can arise. To the lateral deviation of the incoming To avoid air, the flap has side shelves (3). Furthermore, the vehicle roof is preserved Fixed shelves (4), which in view of the high relative speed are aerodynamically are shaped favorably. To the size of the congested air cross-section and associated with it of the secondary flow volume can be set, according to the invention, the axis of rotation (2) be guided in eccentric bearing bushes that allow height adjustment cause the axis of rotation.

Da die Stauklappe mit der Längsachse des senkrecht stehenden Frischluftkanals (5) einen Winkel bildet, der 90 0 nur-wenig überschreitet, erfährt die Luftströmung eine Richtungsänderung von nahezu 90 ° Um diese und die damit verbundenen Wirbel und Druckverluste zu verringern, -wird zwischen der Stauklappe und der Wand des Frischluftkanals eine pendelartig aufgehängte, umschaltbare Strömungsleitleitklappe (kurz Pendelklappe) (6) so angeordnet, daß sie die Richtungsänderung halbiert und diese dadurch in zwei Stufen durchgeführt wird. Die Pendelklappe wird ebenso wie die Stauklappe in einer horizontalen Achse quer zur Fahrtrichtung drehbar befestigt. Einfachheit halber können die beiden Drehachsen auch zusammengelegt werden.Because the flap is aligned with the longitudinal axis of the vertical fresh air duct (5) forms an angle that only slightly exceeds 90 °, experiences the air flow a change of direction of almost 90 ° around this and the associated eddies and to reduce pressure losses, -will be between the damper and the wall of the Fresh air duct a pendulum-like, switchable flow guide flap (pendulum flap for short) (6) arranged so that it halves the change in direction and this is carried out in two stages. The pendulum flap is just like the baffle flap is rotatably attached in a horizontal axis transversely to the direction of travel. For the sake of simplicity, the two axes of rotation can also be merged.

Um den Aufwand für eine getrennte Umstellung der Stauklappe und der Pendelklappe in ihre Endstellung für die eine oder andere Fahrtrichtung zu vermeiden, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, nur die Pendelklappe zu verstellen und durch diese die Stauklappe mit zu bewegen. Zu diesem Zweck wird die Pendelklappe (6) in Bild (2) als zweiarmiger Hebel ausgeführt und am oberen Ende mit leitrollen (7), die Stauklappe dagegen mit geeigneten seitlichen Auflaufkurven (8) versehen. Grundsätzlich ist es auch möglich, die Gleitrollen an dew Stauklappe und die Auflaufkurven an der Pendelklappe anzuordnen Um bei diesem Vorschlag die plötzliche Änderung der Strömungarich-> tung weiter abzuschwächen, die in Bild 1 zwischen der Stauklappe (1, und der Pendelklappe (6) besteht, wird vorgeschlagen, die Unterseite der Stauklappe auf ihre ganze Breite in demselben Sinn zu wölben, wie es dem Verlauf der seitlichen Auflaufkurven (8) entspricht.In order to reduce the effort involved in a separate changeover of the storage flap and the To avoid swing flaps in their end position for one or the other direction of travel, is proposed according to the invention to adjust only the pendulum flap and through this to move the storage flap with. For this purpose, the pendulum flap (6) in Fig. (2) designed as a two-armed lever and with guide rollers (7) at the upper end, on the other hand, provide the flap with suitable lateral overrun curves (8). Basically it is also possible to attach the castors to the dew flap and the overrun curves to arrange the pendulum flap In order to avoid the sudden change in the Flow direction-> to weaken further, that in picture 1 between the damper (1, and the pendulum flap (6) is proposed, the bottom the damper flap to curve over its entire width in the same sense as the course corresponds to the lateral run-up curves (8).

Die in Bild 2 vorgeschlagene Konstruktion empfiehlt sich bei Lufteinzügen kleineren Querschnitts. Bei größeren Ausmaßen ist es unter Umständen vorzuziehen, auf die gemeinsame Verstellung von Stauklappe und Pendelklappe zu verzichten.The construction suggested in Figure 2 is recommended for air intakes smaller cross-section. For larger dimensions, it may be preferable to to dispense with the joint adjustment of the storage flap and pendulum flap.

Erfindungsgemäß wird ferner vorgeschlagen, die Richtungsänderung zwischen Stauklappe und Pendelklappe von vorneherein durch Zwischenschalten je einer weiteren Strömungsleitklappe (9) gemäß Bild 3 für jede der beiden Fahrtrichtungen abzubauen. Hier wird die Richtungsänderung zwischen Stauklappe und Pendelklappe halbiert. Noch günstiger ist es unter Umständen, die Strömungsleitklappe (9) gemäß Bild 4 kreisförmig zu wölben, damit eine stetige Änderung der Strömung mit verhältnismäßig großem Krümmungsradius auf dem Wege von der Stauklappe zur Pendelklappe entsteht.According to the invention it is also proposed that the change in direction between Storage flap and pendulum flap from the outset by interposing one more each Dismantle the flow control flap (9) according to Figure 3 for each of the two directions of travel. Here the change in direction between the baffle flap and the pendulum flap is halved. Yet It may be better to have the flow guide flap (9) circular as shown in Figure 4 to arch so that a constant change in the flow with a relatively large radius of curvature arises on the way from the flap to the pendulum flap.

Während in Bild 3 und 4 auf gemeinsame Verstellung von Stauklappe und Pendelklappe verzichtet ist, werden die hier verwendeten weiteren Strömungsleitklappen (9) von der Stauklappe (1) und der Pendelklappe (6) selbsttätig mitgeführt. Zu diesem Zweck wird jede dieser Strömungsleitklappen mit ihrem oberen Ende in einem geeigneten Punkt an der Stauklappe drehbar aufgehängt. Am unteren Ende erhält sie Führungsbolzen, die gegf. mit Gleitstücken oder Führungsrollen versehen sind, und mit diesen von der mit Langlöchern (io) versehenen Klappe (6) geführt werden.While in Fig. 3 and 4 on joint adjustment of the flap and pendulum flaps are dispensed with, the other flow guide flaps used here are used (9) automatically carried along by the storage flap (1) and the pendulum flap (6). To this Each of these flow guide flaps has its upper end in a suitable one Point hung on the stowage flap so that it can rotate. At the lower end it receives guide pins, the gf. are provided with sliders or guide rollers, and with these from the flap (6) provided with elongated holes (io).

Claims (9)

Patentansprüche Claims Belüftungseinrichtung mit luftschöpfender Stauklappe an dem jprzeugdach oder an einer Fahrzeugaußenwand (kurz Außenfläche), dadurch gekennzeichnet daß die Stauklappe nach Art einer Wippe um eine Achse quer zur Fahrtrichtung drehbar ausgeführt und in jeder der beiden Endstellungen für die Luftschöpfung in der entsprechenden Fahrtrichtung vorgesehen wird.Ventilation device with air-scooping flap on the jprzeug roof or on a vehicle outer wall (outer surface for short), characterized in that the Storage flap designed to be rotatable about an axis transverse to the direction of travel in the manner of a rocker and in each of the two end positions for the creation of air in the corresponding one Direction of travel is provided. 2. Belüftungseinrichtung mit luitschöpfender Stauklappe an einer Außenfläche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Drehachse der Stauklappe in Lagerbuchsen exzentrisch geführt wird, um dadurch eine Höhenverstellbarkeit der Drehachse zu bewirken und so die Größe des gestauten Luftquerschnitts und damit des sekundlichen Strömungsvolumens einzustellen.2. Ventilation device with luit-scooping flap on an outer surface according to claim 1, characterized in that the axis of rotation of the damper is in bearing bushes is guided eccentrically to thereby a height adjustability of the axis of rotation effect and so the size of the congested air cross-section and thus the secondary Adjust the flow volume. 3. Belüftungseinrichtung mit luftschöpfender Stauklappe an einer Außenfläche nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet daß zur Vermeidung des seitlichen Ausweichens der angestauten Luft die Stauklappe und/oder die Außenfläche mit Borden versehen wird.3. Ventilation device with air-scooping flap on an outer surface according to claims 1 and 2, characterized in that to avoid the lateral To avoid the accumulated air, use the flap and / or the outer surface with shelves is provided. 4. Belüftungseinrichtung mit luftschöpfender Stauklappe an einer Außenfläche nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß der schroffe Übergang der unterhalb der Stauklappe einströmenden Luft in die Stramungsrichtung des Frischluftkanals durch eine zwischengeschaltete, pendelartig aufgehängte Strömungsleitklappe (kurze Pendelklappe) abgeschwächt wird.4. Ventilation device with air-scooping flap on an outer surface according to claims 1 to 3, characterized in that the abrupt transition of the Air flowing in underneath the damper in the direction of flow of the fresh air duct by an intermediate, pendulum-like suspended flow guide flap (short Pendulum flap) is weakened. 5. Belüftungseinrichtung mit luftschöpfender Stauklappe an einer Außenfläche nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß die Pendelklappe in der Drehachse der Stauklappe konzentrisch oder parallel zu dieser Drehachse in einer besonderen Drehachse aufgehängt und bis zum Anschlag an den Frischluftkanal gedreht wird.5. Ventilation device with air-scooping flap on an outer surface according to claims 1 to 4, characterized in that the pendulum flap in the The axis of rotation of the flap is concentric or parallel to this axis of rotation in one suspended on a special axis of rotation and turned to the fresh air duct as far as it will go will. 6. Belüftungseinrichtung mit luftachöpfender Stauklappe an einer Außenfläche nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß die Pendelklappe als zweiarmiger hebel ausgeführt und mit Gleitrollen, die Stauklappe dagegen mit AuflauSkurven versehen wird, die beim Ausdrehen der Pendelklappe in die vorgesehene Endlage zugleich die Stauklappe in die entsprechende Endlage bringen.6. Ventilation device with air-opening flap on an outer surface according to claims 1 to 5, characterized in that the pendulum flap has two arms lever and equipped with sliding rollers, the flap, on the other hand, with opening curves is that when turning the pendulum flap into the intended end position at the same time the Bring the damper into the corresponding end position. 7. Belüftungseinrichtung mit luftschöpfender Stauklappe an einer Außenfläche nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß die Gleitrollen an der Stauklappe, die Auflaufkurven dagegen an der Pendelklappe vorgesehen werden.7. Ventilation device with air scooping flap on an outer surface according to claims 1 to 6, characterized in that the sliding rollers on the flap, the overrun curves, however, are provided on the pendulum flap. 8. Belüftungseinrichtung mit luftschöpfender Stauklappe an einer Außenfläche nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet daß zur weiteren Verbesserung der Luftströmung zwischen der Stauklappe und der Pendelklappe weitere Strömungsleitklappen verwendet werden, die fallweise mit einer Wölbung versehen werden.8. Ventilation device with air-scooping flap on an outer surface according to claims 1 to 7, characterized in that for further improvement the air flow between the baffle flap and the pendulum flap further flow guide flaps can be used, which are provided with a curvature on a case-by-case basis. 9. Belüftungseinrichtung mit luftschöpfender Stauklappe an einer Außenfläche nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet daß die Stau-, Pendel- und/oder weiteren Strömungsleitklappen von Hand oder durch Automatik entsprechend der bereits vorgewählten Fahrtrichtung in ihre zugehörige Endstellung eingestellt werden, während die Einstellung für die entgegengesetzte Fahrtrichtung verriegelt wird.9. Ventilation device with air-scooping flap on an outer surface according to claims 1 to 8, characterized in that the jam, pendulum and / or further flow guide flaps by hand or automatically according to the already preselected travel direction can be set in their associated end position while the setting for the opposite direction of travel is locked. L e e r s e i t eL e r s e i t e