Das manuelle Öffnen der Bugklappen beim langen 412 erfolgte Anfangs mit einem Akkuschrauber, hier im September 2015 bei der Inbetriebnahme. Bis heute sind nur noch Handkurbeln für den Bedarfsfall hinterlegt.
Die Bugklappen des ICE 4 (Baureihe 412) sind ein integraler Bestandteil des aerodynamischen und sicherheitstechnischen Gesamtkonzepts des Hochgeschwindigkeitszuges. Entwickelt für den Einsatz im Geschwindigkeitsbereich bis 265 km/h, erfüllen sie sowohl strömungsmechanische als auch betriebliche Funktionen und tragen wesentlich zur Energieeffizienz sowie zur Interoperabilität des Fahrzeugs bei. Durch die Optik hat der ICE 4 den Spitznamen „Angelina Jolie“ bekommen.
Die Fahrzeuge sind für den grenzüberschreitenden Betrieb gemäß TSI-Vorgaben (Technische Spezifikationen für Interoperabilität) ausgelegt. In diesem Kontext kommt der aerodynamischen Optimierung der Fahrzeugfront sowie der Führerraumgestaltung eine besondere Bedeutung zu. Die Bugklappen bestehen aus leichten, hochfesten Faserverbundwerkstoffen (GFK/CFK-Hybridstrukturen), die folgende Eigenschaften kombinieren:
- hohe Steifigkeit bei geringem Gewicht
- Korrosionsbeständigkeit
- gute Formstabilität bei Temperaturwechseln
Der Öffnungsmechanismus ist elektromechanisch oder elektrohydraulisch ausgeführt (fahrzeugspezifische Variante), wobei folgende Komponenten integriert sind:
- redundante Antriebseinheiten
- Positionssensorik (Endlagenüberwachung)
- Verriegelungssystem mit sicherheitsgerichteter Rückmeldung
- Anbindung an das zentrale Fahrzeugsteuergerät
Die Ansteuerung erfolgt über die Zugsteuerung. Die Zustände „geschlossen“, „entriegelt“, „in Bewegung“ und „offen“ werden permanent überwacht und im Diagnosenetzwerk dokumentiert.
Die Bugform des ICE 4 ist das Ergebnis umfangreicher CFD-Simulationen (Computational Fluid Dynamics) und Windkanalversuche. Die Bugklappen sind so ausgelegt, dass Spaltmaße < 5 mm realisiert werden. Außerdem werden ruckgradienten entlang der Stirnfläche minimiert und die Ablösung der Grenzschicht konnte reduziert werden. Insbesondere im Tunnelbetrieb spielen Druckwechselwirkungen eine entscheidende Rolle. Eine unzureichend angepasste Buggeometrie würde zu erhöhten Druckstößen führen, was sowohl Komforteinbußen als auch strukturelle Belastungen verursachen könnte.
Antriebskonzept und Varianten
Beim 12- und 13-Teiler werden die Bugklappen manuell mittels Handkurbel betätigt. Die Bewegung erfolgt über Spindelantriebe, die die obere und untere Bugklappe getrennt nach oben bzw. unten in den Bugraum verfahren.
Beim 7-Teiler erfolgt die Betätigung elektrisch durch Stellmotoren (Versorgung: 3 AC 480 V / 60 Hz), die jeweils eine obere und eine untere Spindel antreiben. Die Steuerung ist über einen Leitungsschutzschalter mit 110 V Batteriespannung abgesichert. Bei Ausfall der 480-V- oder 110-V-Versorgung ist eine manuelle Notbetätigung per Handkurbel vorgesehen.
Die elektrische Betätigung erfolgt über Schaltflächen im MTD oder über Leuchtdrucktaster am Führerpult bzw. an der seitlichen Bedienebene.
Mechanik und Verriegelung
Die Spindelantriebe sind selbsthemmend ausgeführt und übernehmen gleichzeitig die Verriegelungsfunktion. Eine zusätzliche manuelle Verriegelung – beispielsweise für Schleppfahrten – ist daher nicht erforderlich. Jede Bugklappe kann von der rechten oder linken Fahrzeugseite aus separat geöffnet werden. Im Regelbetrieb schließen die Bugklappen – außer an der Kuppelstelle – automatisch bei einer Geschwindigkeit > 30 km/h oder durch entsprechenden Bedienbefehl im MTD. Diese Geschwindigkeitslogik stellt die aerodynamische Integrität der Fahrzeugfront bei hohen Geschwindigkeiten sicher.