DE19720329C1 - Schienenfahrzeug mit Stoßverzehrelementeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.

Bei einem bekannten Schienenfahrzeug dieser Art (DE 29 10 481 A1) befindet sich ein elastisches, mit Druckgas füllbares Kissen zu einem Paket zusammengerollt an dem in Fahrtrichtung vorderen Ende des betreffenden Wagenkastens. Das Kissen kann dabei aus mehreren Wulsten bestehen und ist im deaktivierten Zustand hufeisenförmig über einer Kuppeleinrichtung angeordnet, die mittig am stirnseitigen Ende des Wagenkastens vorgesehen ist. Im Gefahrenfalle wird das Kissen nach manuellem Auslösen einer Druckgaseinrichtung aufgeblasen, so daß es vor die Frontseite des Wagenkastens ragt und bis auf die Schienen reicht. Bei dieser Anordnung ist ein Schutz für das Schienenfahrzeug nur dann gegeben, wenn der Fahrzeugführer rechtzeitig ein in den Fahrweg gelangtes Hindernis bemerkt und die Stoßverzehrelementeinrichtung aktiviert. Dabei muß das Kissen, wenn es tatsächlich die im Schienenverkehr auftretenden Stoßkräfte im Unglücksfall auffangen soll, aus entsprechend dickwandigem Material gefertigt werden, das für seine Unterbringung im deaktivierten Zustand erheblichen Raum beansprucht und für seine Entfaltung eine sehr hohe Austriebsleistung erforderlich macht. Außerdem kann es bei elastischem Stoß zu mehrfachen Rammereignissen von jeweils gleicher Heftigkeit kommen. Dabei müssen die bei einem Stoßereignis auftretenden Kräfte von der Frontpartie des Wagenkastens aufgefangen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Schienenfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs Maßnahmen zu treffen, durch welche ein Unterfahrschutz erreicht wird, mit dem Stoßereignisse abgestuft aufgefangen werden.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs.

Bei einer Ausgestaltung eines Schienenfahrzeugs gemäß der Erfindung wird erreicht, daß auf die Stirnpartie auftreffende Einschläge, wie sie beim Rammen von auf die Schiene gefallenen Bäumen, Landfahrzeugen, Großwild und dergleichen auftreten, so eliminiert werden, daß die in Fahrtrichtung dahinterliegende Struktur des Wagenkastens weitgehend unbeschädigt bleibt. Derartige Einschläge liegen in der Regel unterhalb der die Kuppeleinrichtung aufnehmenden Ebene. Als Stoßverzehrelemente werden hierfür bleibend formbare Hülsen aus faserverstärktem Kunststoff oder aus Metall oder kombiniert verwendet, wobei sich diese Hülsen annähernd über die gesamte Länge des jeweiligen Stoßverzehrelements erstrecken.

Dabei sind mehrere und insbesondere vier symmetrisch zur senkrechten Mittelebene des Wagenkastens angeordnete einzelne Stoßverzehrelemente vorgesehen, die einzeln, paarweise oder in Gruppen gemeinsam auf einem Träger am Wagenkasten festgesetzt sind. Die Anordnung der Stoßverzehrelemente ist insbesondere paarweise in Längsrichtung zum Fahrzeug so gesetzt, daß die Abstände der Abstützflächen derselben ein etwaiges eingeleitetes Kraftmoment, das die Stoßverzehrelemente des Unterfahrschutzes nach unten wegdrücken könnte, aufnehmen können. Hierzu sind die ein­ zelnen Stoßverzehrelemente in einer waagerechten Ebene nebeneinander angeordnet. Um zusätzlich das auftretende Einschlagmoment in abgestufter Form aufnehmen zu können, ist das oder sind die mittleren Stoßverzehrelemente gegenüber den benachbarten seitlichen Stoßverzehrelementen zum frontseitigen Ende des Wagenkastens hin vorgezogen. Dadurch kommt der mittlere Teil der Stoßverzehrelementeinrichtung in der Regel zuerst in Berührung mit dem Hindernis, so daß ein Auseinanderbrechen desselben eingeleitet wird. Die zur Seite wegbeförderten Teile werden dann von den zurückversetzten Stoßverzehrelementen abgefangen. Eine über einen vorgegebenen Belastungsgrad hinausgehende Belastung verursacht dabei eine bleibende Verformung des betreffenden Stützelements am jeweiligen Stoßverzehrelement, so daß darin bereits ein erheblicher Teil der Aufschlagenergie verzehrt wird und nicht auf den Wagenkasten übertragen wird.

Um die freie Zugänglichkeit der Kuppeleinrichtung nicht zu behindern, können die freien Enden der Stoßverzehrelemente axial gegenüber dem freien Ende der Kupplungseinrichtung zur Wagenkastenmitte hin zurückversetzt sein. Die mittleren Stoßverzehrelemente sind dabei insbesondere gemeinsam am verbindungsseitigen Ende der Schenkel eines U- oder V- förmigen steifen Trägers befestigt, dessen freie Enden entweder gemeinsam mit den äußeren Stoßverzehrelementen am Untergestell festgesetzt sind. Die Enden dieses Trägers können jedoch auch für sich an einer von den Befestigungsstellen der äußeren Stoßverzehrelemente insbesondere in Wagenlängsrich­ tung versetzten Stelle des Wagenkastens festgesetzt sein, um eine Verteilung der auftretenden Stoßkräfte auf das Unterge­ stell des Wagenkastens zu erzielen. Gleichzeitig wird erreicht, daß beim Auftreffen von Stoßkräften, die eine von der Längsachse abweichende Kraftkomponente aufweisen, ein Abknicken der Anordnung insbesondere nach unten vermieden wird.

Um das Auseinanderbrechen eines Hindernisses zu unterstützen, können die mittleren Stoßverzehrelemente eng nebeneinander angeordnet werden, um den ersten Krafteinleitungspunkt auf ein Hindernis auf dessen mittleren Bereich zu richten. Der Abstand zu den seitlich davon angeordneten Stoßverzehrelementen kann dabei größer und so bemessen sein, da ein ausreichender Schutz und eine Räumwirkung für das nachfolgende Laufwerk erzielt wird. Eine Stoßverzehrelement­ einrichtung dieser Art ist demnach für den Kopfbereich eines schnellfahrenden Schienenfahrzeugs besonders vorteilhaft. Dabei ist es auch zweckmäßig, die stirnseitige Frontwandung des Wagenkastens in dem die Stoßverzehrelemente aufnehmenden Bereich vor die Stoßverzehrelemente zu führen und sie dabei nach Art einer Hüllkurve V-förmig auszuformen. Die Stoßver­ zehrelemente sind dadurch für den normalen Betrieb wind­ schlüpfrig verkleidet und verursachen keine Fahrgeräusche.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Prinzipskizzen von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen;

Fig. 1: die Kopfpartie eines Hochgeschwindkeitsschienen­ fahrzeuges mit einer Stoßverzehrelementeinrichtung in einem perspektivischen Längsschnitt,

Fig. 2: eine Draufsicht auf ein Schienenfahrzeug mit einer geänderten Stoßverzehrelementeinrichtung und

Fig. 3: eine Frontansicht auf eine Stoßverzehrelement­ einrichtung nach Fig. 1 oder 2.

Der Kopfteil eines Wagenkastens 1 eines Hochgeschwindigkeits- Schienenfahrzeuges weist ein Fenster 2 im Bereich eines Führerstandes auf und läuft stirnseitig in einer aero­ dynamisch gestalteten, im Querschnitt V- oder U-förmig nach Art einer Flugzeugnase ausgeformten Stirnwand 3 vor dem Fenster 2 des Führerstandes aus. Zentral in der Wagenkasten­ längsmitte befindet sich im Bereich der Stirnwand 3 eine Kuppeleinrichtung 4, die eine mechanische Kupplung mit anderen Wagenkästen oder Zugeinrichtungen nach Abnahme oder seitlichem Wegschwenken einer Frontpartie 5 der Stirnwand 3 zugänglich ist. Oberhalb der Kuppeleinrichtung 4 befindet sich auf einer Quertraverse 6 vor dem Führerstand ein Stoßverzehrelement 7, das im Unglücksfall Stoßkräfte vom Führerstand fernhält. In einer auch die Kuppeleinrichtung 4 aufnehmenden Ebene befinden sich beidseitig der Kuppeleinrichtung 4 im Bereich der bei Schienenfahrzeugen üblichen Pufferanordnung weitere Stoßverzehrelemente 8, die in Höhe der Kuppeleinrichtung 4 auftretende Stoßkräfte auffängt.

Damit auf den Schienen oder zwischen denselben liegende Hindernisse zu keiner Beschädigung betriebswichtiger Teile des Wagenkastens oder des denselben tragenden Fahrwerkes führen, sind in einer Ebene unterhalb der Kuppeleinrichtung 4 mehrere parallel zueinanderstehende einzelne Stoßverzehrelemente 9 bzw. 10 vorgesehen, die symmetrisch zur senkrechten Mittelebene des Wagenkastens 1 angeordnet sind. Dabei sind die Stoßverzehrelemente 7, 8, 9, 10 jeweils in spiegelbildlicher Anordnung auch in der in Fig. 1 nicht dargestellten zweiten Hälfte des Wagenkastens 1 vorge­ sehen. Die Stoßverzehrelemente 7, 8, 9, 10 bestehen dabei vorzugsweise aus rohrförmig gestalteten, mit Glas-, Kohle- oder dergleichen Fasern, verstärkten Kunststoffhülsen und erstrecken sich im wesentlichen über die gesamte axiale Länge der Stoßverzehrelementeinrichtungen.

Die als Unterfahrschutz vorgesehenen vier einzelnen Stoßverzehrelemente 9,10 sind in einer waagerechten Ebene nebeneinander angeordnet. Dabei weisen die beiden der Wagenkasten-Längsmitte benachbarten Stoßverzehrelemente 9 einen kleineren gegenseitigen axialen Abstand auf, als er zwischen einem dieser mittleren Stoßverzehrelemente 9 und dem benachbarten äußeren Stoßverzehrelement 10 gegeben ist. Die freien stirnseitigen Enden der mittleren Stoßverzehrelemente 9 liegen dabei axial vor den freien Enden der äußeren Stoßverzehrelemente 10. An den mittleren, in Fahrtrichtung vorstehenden Stoßverzehrelementen 9 werden dadurch über den befahrenen Schienen querliegende Bäume und dergleichen Hindernisse zunächst gebrochen und anschließend nach dem Knicken durch die axial zurückgesetzten äußeren Stoßverzehr­ elemente vom Gleiskörper weg nach außen aus dem Bewegungsbe­ reich des Wagenkastens 1 bzw. Fahrwerks herausgeschleudert. Treten dabei Kräfte auf, die ein bestimmtes Maß überschrei­ ten, verformen sich die Stoßverzehrelemente unter Aufnahme von mechanischer Energie bleibend, so daß die auf den Wagenkasten übertragenen Stoßkräfte entsprechend vermindert werden.

Die einzelnen, im wesentlichen zylindrisch ausgebildeten Stoßverzehrelemente 9,10 sitzen gemäß Fig. 1 an einem gemeinsamen Träger 11, der nach Art eines liegenden U oder V ausgebildet ist, wobei die beiden benachbart zur Längsmitte des Wagenkastens 1 angeordneten Stoßverzehrelemente 9 am in Fahrtrichtung nach vorn weisenden verbindungsseitigen Ende 11.1 der geneigt zueinander stehenden Schenkel 11.2 des Trägers befestigt sind. Die äußeren Stoßverzehrelemente 10 sitzen dagegen auf quer zur Wagenkastenlängsachse gegenüber den Schenkeln 11.2 abgeknickten Endabschnitten des Trägers 11. Die Stoßverzehrelementeinrichtung bildet so eine Baueinheit, die für sich am Wagenkasten oder dessen Untergestell festgesetzt werden kann.

Gemäß der Ausführungsform nach Fig. 2 sitzen bei sonst gleicher Ausbildung die mittleren Stoßverzehrelemente 9 auf einem eigenen V- bzw. U-förmigen Teilträger 11.3, während die äußeren Stoßverzehrelemente 10 auf einem eigenständigen Teilträger 11.4 festgesetzt sind. Die den Stoßverzehrelementen 9 abgewandten freien Enden 11.5 des Teilträgers 11.3 sind dabei in einer Querebene des Wagenkastens 1 festgesetzt, die tiefer zur Wagenkastenmitte hin versetzt ist, als die Querebene, in welcher der Teilträger 11.4 für die äußeren Stoßverzehrelemente 10 am Wagenkasten 1 bzw. dessen Untergestell oder einem geeigneten Halter daran festgesetzt ist.

Durch die Ausbildung der Träger 11 mit den Stoßverzehrele­ menten 9, 10 gemäß den Fig. 2 oder 3 wird ein gegebenenfalls eingelei­ tetes Moment, das diese Unterfahrschutzeinrichtung nach unten wegdrücken könnte, sicher aufgenommen.

Fig. 3 zeigt eine Frontansicht auf die Anordnung der einzelnen Stoßverzehrelemente 9 und 10 in einer horizontalen Ebene nebeneinander am Träger 11. Dabei sind zur Verbesserung der Krafteinleitung im Kollisionsfall auf die freien Enden der Stoßverzehrelemente 7, 8, 9, 10 jeweils platte Prallplatten 12 aufgesetzt.

Aus Fig. 1 ist im übrigen auch zu ersehen, daß die dem Unterfahrschutz dienenden Stoßverzehrelemente 9,10 unterhalb der nach Art einer Nase ausgewölbten Stirnwand 3 des Wagenkastens sitzen und dabei von einer stromlinienförmig gestalteten, V-förmigen Schürze verkleidet sind, die der pfeilförmigen Anordnung der Stoßverzehrelemente 9,10 folgend nach Art einer Hüllkurve V-förmig ausgeformt ist. Dabei kann die in Fahrtrichtung nach vorn weisende Spitze der Hüllkurve als Schneide ausgebildet sein, die weniger widerstandsfähige Körper ohne Beanspruchung der Stoßverzehrelemente trennt und aus dem Fahrraum des Schienenfahrzeugs nach außen befördert.

Claims (14)

1. Schienenfahrzeug mit einem Wagenkasten, an dem stirnseitig zentral eine Kuppeleinrichtung und wenigstens eine zum stirnseitigen Ende des Wagenkastens weisende Stoßverzehrelementeinrichtung festgesetzt ist, die mehrere parallel zueinander gerichtete, symmetrisch zur senkrechten Mittelebene des Wagenkastens angeordnete einzelne Stoßverzehrelemente zumindest unterhalb einer die Kuppeleinrichtung aufnehmenden waagrechten Ebene aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßverzehrelemente (7, 8, 9, 10) bleibend verformbare rohrförmige Hülsen aus faserverstärktem Kunststoff und/oder Metall sind, daß mehrere einzelne Stoßverzehrelemente (7, 8, 9, 10) parallel zueinander stehen und daß von Stoßverzehrelementen (9, 10), die in einer waagrechten Ebene unterhalb der Kuppeleinrichtung (4) nebeneinander liegend, wenigstens ein mittleres Stoßverzehrelement (9) gegenüber den seitlich benachbarten Stoßverzehrelementen (10) zum frontseitigen Ende des Wagenkastens (1) hin vorgezogen ist.

2. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vier einzelne Stoßverzehrelemente (9, 10) in einer waagrechten Ebene nebeneinander angeordnet sind.

3. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwei der Wagenkasten-Längsmitte benachbarte Stoßverzehrelemente (9) ein jeweils zur seitlichen Wagenkastenwandung versetzt angeordnetes Stoßverzehrelement (10) zum frontseitigen Ende des Wagenkasten (1) hin axial überragen.

4. Schienenfahrzeug nach mindestens einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Stoßverzehrelemente (9, 10) axial gegenüber dem freien Ende der Kuppeleinrichtung (4) zur Wagenkastenlängsmitte hin zurückversetzt sind.

5. Schienenfahrzeug nach mindestens einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßverzehrelemente (9, 10) an ihrer freien Stirnseite plane formsteife Prallplatten (12) tragen.

6. Schienenfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallplatten (12) die Querschnittsfläche der Stützelemente (9, 10) radial überragen.

7. Schienenfahrzeug nach mindestens einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei benachbart zur Längsmitte des Wagenkastens (1) angeordnete Stoßverzehrelemente (9) gemeinsam am verbindungsseitigen Ende (11.1) der Schenkel (11.2) eines U- oder V-förmigen steifen Trägers (11) befestigt sind, dessen freie Enden der Schenkel am Wagenkasten (1) festgesetzt sind.

8. Schienenfahrzeug nach mindestens einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mittleren Stoßverzehrelemente (9) tiefer zur Längsmitte des Wagenkastens (1) hin am Untergestell abgestützt sind, als die zugeordneten benachbarten äußeren Stoßverzehrelemente (10).

9. Schienenfahrzeug nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Stoßverzehrelemente (9, 10) an einem gemeinsamen Träger (11) am Untergestell abgestützt sind.

10. Schienenfahrzeug nach mindestens einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der horizontale Achsabstand zwischen den mittleren Stoßverzehrelementen (9) kleiner als zwischen einem der mittleren und dem benachbarten äußeren Stoßverzehrelement (10) ist.

11. Schienenfahrzeug nach mindestens einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Frontwandung (3) des Wagenkastens (1) in dem die Stoßverzehrelemente (9, 10) aufnehmenden ebenen Bereich nach Art einer Hüllkurve V-förmig entsprechend den freien Endpunkten der Stoßverzehrelemente (9, 10) ausgeformt ist.

12. Schienenfahrzeug nach mindestens einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einer waagerechten Ebene oberhalb der Kuppeleinrichtung (4)mehrere parallel zueinander in Wagenkastenlängsrichtung stehende Stoßverzehrelemente (7) angeordnet sind.

13. Schienenfahrzeug nach mindestens einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei benachbarte Stoßverzehrelemente (7) stirnseitig eine gemeinsame Prallplatte (12) aufweisen.

14. Schienenfahrzeug nach mindestens einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einer waagrechten Ebene seitlich neben der Kuppeleinrichtung (4) wenigstens je ein Stoßverzehrelement (8) angeordnet ist.