DE69816961T2

DE69816961T2 - Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug, mit einer Vorrichtung zur Energieverzerrung

Info

Publication number: DE69816961T2
Application number: DE69816961T
Authority: DE
Inventors: Joel Hachet; Michel Gibeau; Jean-Jacques Laporte
Original assignee: GEC Alsthom Transport SA
Current assignee: Alstom Transport SA
Priority date: 1997-02-10
Filing date: 1998-02-12
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2018-02-13
Also published as: EP0936118A1; FR2759338A1; CA2226416A1; DE69816961D1; CA2226416C; JPH10226334A; ATE246617T1; JP4068708B2; FR2759338B1; EP0936118B1; ES2203898T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen Vorrichtungen zur Energieaufnahme, und erstreckt sich insbesondere auf ein Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug, das mit einer Vorrichtung zur Energieaufnahme ausgerüstet ist.
Gemäß dem Stand der Technik werden leichte Stöße auf die Vorderseite eines Fahrzeugs, insbesondere Schienenfahrzeugs, mittels eines auf Aufnahmeelementen oder einer Kupplung montierten Stoßdämpfers absorbiert.
Solche Stöße können gleichermaßen mittels Puffer absorbiert werden, welche geringe Versetzungen in der Stoßrichtung zeigen.
Um einen Stoß mit einer größeren Amplitude zu absorbieren, müssen Vorrichtungen zur Aufnahme von Energie notwendigerweise Versetzungen mit großer Amplitude zulassen.
Eine Lösung des Stands der Technik besteht darin, verformbare Kästen zu verwenden.
Diese verformbaren Kästen des Stands der Technik haben den großen Nachteil, dass sie nicht an der Vorderseite des Fahrzeugs angeordnet werden können, da sie das Fahrzeug in einer nicht annehmbaren Weise verlängern.
Eine bekannte Lösung dieses technischen Problems besteht darin, diese verformbaren Kästen in den Rahmen unter der Fahrerkabine zu integrieren.
Ein großer Nachteil dieser Lösung ist, dass die Verformung der verformbaren Kästen des Stands der Technik die Verformung der Fahrerkabine mit sich bringt, und folglich die mehr oder weniger große Verformung beispielsweise der Windschutzscheibe und der Konsole.
Der in der Fahrerkabine anwesende Fahrer kann also bei einem Stoß auf die Vorderseite des Fahrzeugs verletzt werden.
Ebenso ist eine Aufgabe der Erfindung ein Fahrzeug mit einer solchen Aufnahmevorrichtung, welche nicht die Nachteile der Vorrichtungen zur Energieaufnahme des Stands der Technik aufweist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Energieaufnahme, die es ermöglicht, das Fahrerhaus nach einem frontalen oder leicht schrägen Zusammenstoß intakt zu halten.
Erfindungsgemäß umfasst das Fahrzeug ein Gehäuse und eine Fahrerkabine, zwischen denen eine Vorrichtung zur Aufnahme von Energie in allgemein parallelepipedischer Form eingefügt ist.
Die gegenüberliegenden Seiten des Parallelepipeds mit größerer Fläche sind in einer durch die Hinterseite der Fahrerkabine geformten Ebene bzw. einer durch die Vorderseite des Gehäuses geformten Ebene angeordnet.
Das Fahrzeug der Erfindung genügt gleichermaßen wenigstens einem der folgenden Merkmale:

– seine Aufnahmevorrichtung umfasst:
– einen ersten flachen Ring und einen zweiten flachen Ring, wobei sich der erste und der zweite flache Ring ohne Kontakt gegenüberliegen,
– Drehelemente, welche an dem oberen Teil des ersten und zweiten flachen Rings befestigt sind, wobei die Drehelemente eine Drehachse X-X definieren, die radial und teilweise oberhalb der Fahrerkabine angeordnet ist,
– wenigstens eine Dämpfungsvorrichtung, die in dem unteren Teil des ersten und zweiten flachen Rings angeordnet ist, wobei die Energieaufnahme in der Längsrichtung der Fahrerkabine erfolgt, und
– die Fahrerkabine umfasst einen Kabinenrahmen, der in dem niedrigliegenden Teil der Fahrerkabine angeordnet ist und mit dem unteren Teil des ersten und zweiten flachen Rings verbunden ist,
– das Hinterende des Fahrerrahmens ist wenigstens mit dem unteren Teil des ersten flachen Rings verbunden,
– jede Dämpfungsvorrichtung dringt wenigstens teilweise in den Kabinenrahmen ein,
– jede Dämpfungsvorrichtung ist zwischen den unteren Teilen des ersten und zweiten flachen Rings eingeschlossen,
– wenigstens eine der Dämpfungsvorrichtungen dringt wenigstens teilweise in den Fahrerrahmen ein, wobei die anderen Dämpfungsvorrichtungen zwischen den unteren Teilen des ersten und zweiten flachen Rings eingeschlossen sind,
– wenigstens eine Dämpfungsvorrichtung ist aus einem vorderen Element, das geeignet ist, sich in einem festen Element zu verschieben, zusammengesetzt,
– das Hinterende des festen Elements der Dämpfungsvorrichtung liegt dem unteren Teil des zweiten flachen Rings an und das Vorderende des festen Elements quert mittels einer in dem ersten flachen Ring ausgeführten Öffnung den ersten flachen Ring und das vordere Element der Dämpfungsvorrichtung ist mit dem unteren Teil des ersten flachen Rings verbunden und wird an dem Vorderende des festen Elements in der anfänglichen Position gehalten,
– die Dämpfungsvorrichtungen haben eine allgemein zylindrische Form,
– die vorderen Elemente der Dämpfungsvorrichtungen sind in dem Kabinenrahmen aufgenommen,
– jede Dämpfungsvorrichtung ist aus einer Struktur vom wabenförmigen Typ zusammengesetzt, die zwischen unteren Teilen des ersten und zweiten flachen Rings angeordnet ist,
– der erste flache Ring ist parallel zur Hinterseite der Fahrerkabine angeordnet, der zweite flache Ring ist parallel zur Vorderseite des Gehäuses angeordnet,
– der untere Teil des zweiten flachen Rings, dem das Hinterende des festen Elements aufliegt, liegt dem Rahmen des Gehäuses auf,
– jedes Drehelement umfasst einen ersten Bügel und einen zweiten Bügel,
– jedes Drehelement ist aus einem Kugelgelenk, das mit einem Gleitlager zusammenwirkt, zusammengesetzt,
– der Kabinenrahmen kann auf seinem Vorderteil Vorderstoßdämpfer aufweisen, die geeignet sind, leichte Stöße zu dämpfen.

Ein Vorteil des Fahrzeugs der Erfindung ist, dass die Zerstörung der Fahrerkabine bei einem Stoß verhindert wird.
Ein weiterer Vorteil des Fahrzeugs der Erfindung ist, dass die Aufnahmevorrichtung auf Wunsch eingebaut werden kann.
Ein weiterer Vorteil des Fahrzeugs mit einer Vorrichtung zur Aufnahme von Energie der Erfindung ist, dass die Fortentwicklung der Dämpfungsleistung möglich ist.
Ein weiterer Vorteil des Fahrzeugs der Erfindung ist es, zu ermöglichen, dass die Eigenschaften des Führungsstands nicht nachteilig beeinträchtigt sind, nämlich: die Grundfläche, die Sicht und die Ergonomie.
Ein weiterer Vorteil des Fahrzeugs der Erfindung ist, dass die Vorrichtung zur Aufnahme von Energie mehrmals verwendet werden kann.
Ein weiterer Vorteil des Fahrzeugs der Erfindung ist, dass es eine verminderte Zeit zum Wiederinstandsetzen des Fahrzeugs nach einem Zusammenstoß erfordert.
Ein weiterer Vorteil des Fahrzeugs mit einer Vorrichtung zur Aufnahme von Energie der Erfindung ist die Möglichkeit von bereits erprobten Unteranordnungen zur Energieaufnahme Gebrauch zu machen und somit die Kosten zu reduzieren.
Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Studium der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung zur Energieaufnahme, wobei die Beschreibung für den Fall eines Schienenfahrzeugs erfolgt und Bezug auf die beigefügten Zeichnungen nimmt:

– die 1 ist eine Explosionsdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Aufnahme von Energie, und
– die 2 bis 3 sind Seitenansichten der Vorrichtung zur Aufnahme von Energie der Erfindung, wobei die Vorrichtung zur Energieaufnahme aufeinanderfolgend in Anfangs-, Zwischen- und Maximalposition ist.

Die 1 ist eine Explosionsdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Energieaufnahme.
Erfindungsgemäß hat die Vorrichtung zur Energieaufnahme 1 eine allgemein parallelepipedische Form, die geeignet ist, zwischen einer Fahrerkabine 2 und einem Gehäuse 3 eingefügt zu werden.
Die gegenüberliegenden Seiten des Parallelepipeds mit größerer Fläche sind in einer durch die Hinterseite 2A der Fahrerkabine 2 geformten Ebene bzw. in einer durch die Vorderseite 3A des Gehäuses 3 geformten Ebene angeordnet.
Die Vorrichtung zur Energieaufnahme 1 umfasst einen ersten flachen Ring 4 und einen zweiten flachen Ring 5, wobei sich der erste und der zweite flache Ring, ohne sich zu berühren, gegenüberliegen.
Der erste flache Ring 4 ist parallel zur Hinterseite 2A der Fahrerkabine 2 angeordnet, der zweite flache Ring 5 ist parallel zur Vorderseite 3A des Fahrgastraums 3 angeordnet.
Der erste 4 und der zweite 5 flache Ring sind an ihrem oberen Teil mit Drehelementen 6 verbunden.
Die Drehelemente 6 definieren eine Drehachse X-X, die radial zur Fahrerkabine ist.
Jedes Drehelement 6 umfasst zum Beispiel einen ersten Bügel 7 und einen zweiten Bügel 8.
Der erste 7 und zweite 8 Bügel sind geeignet, mehrere Elemente 7A, 7B zu umfassen, wobei diese insgesamt den Bügel bilden.
Der niedrigliegende Teil des ersten Bügels 7 ist an dem oberen Teil des ersten flachen Rings 4 befestigt.
Gleichermaßen ist der niedrigliegende Teil der zweiten Bügels 8 an dem oberen Teil des zweiten flachen Rings 5 befestigt.
Der niedrigliegende Teil der Vorrichtung zur Energieaufnahme 1 umfasst wenigstens eine Dämpfungsvorrichtung 9, deren Eigenschaften so sind, dass die Energieaufnahme in der Längsrichtung der Fahrerkabine erfolgt.
Um für die Aufnahme großer Stöße von einer großen Absorptionskurve zu profitieren, ist es bevorzugt, dass die Dämpfungsvorrichtungen 9 wenigstens teilweise in den Kabinenrahmen 10 eindringen.
In Falle von schwachen Stößen sind die Dämpfungsvorrichtungen 9 zwischen den unteren Teilen des ersten 4 und zweiten 5 flachen Rings eingeschlossen.
Es ist klar, dass es möglich ist, diese beiden Typen von Dämpfungsvorrichtungen 9 zu kombinieren oder aber nebeneinander anzuordnen.
Jedes Dämpfungsvorrichtung 9 umfasst beispielsweise ein Vorderelement 9A, das geeignet ist, sich in einem festen Element 9B zu verschieben.
Das Hinterende des festen Elements 9B der Dämpfungsvorrichtung 9 liegt dem unteren Teil des zweiten flachen Rings 5 auf.
Das vordere Element 9A ist mit dem unteren Teil des ersten flachen Rings 4 verbunden und wird an dem Vorderende des festen Elements 9B in Anfangsposition gehalten.
Die Dämpfungsvorrichtung 9 hat zum Beispiel eine allgemein zylindrische Form.
Ein Kabinenrahmen 10, der in bekannter Weise in dem unteren Teil der Fahrerkabine 2 angeordnet ist, ermöglicht, die vorderen Elemente 9A der Dämpfungsvorrichtungen 9 aufzunehmen.
Entsprechend der in 2 gezeigten Ausführungsform sind die vorderen Elemente 9A nicht in Kontakt mit dem Kabinenrahmen 10.
Der Kabinenrahmen 10 kann auf seinem Vorderteil Vorderstoßdämpfer 11 aufweisen, die geeignet sind, leichte Stöße aufzunehmen.
Die 2 bis 3 sind Seitenansichten der Vorrichtung zur Energieaufnahme der Erfindung, wobei die Vorrichtung zur Energieaufnahme aufeinanderfolgend in Anfangs-, Zwischen- und Maximalposition ist.
Wie zuvor angegeben, liegt das Hinterende des festen Elements 9B der Dämpfungsvorrichtung 9 dem unteren Teil des zweiten flachen Rings 5 auf.
Das Vorderende des festen Elements 9B quert den ersten flachen Ring 4, und zwar mittels einer in diesem ersten flachen Ring 4 ausgeführten Öffnung.
Der untere Teil des zweiten flachen Rings 5, dem das Hinterende des festen Elements 9B aufliegt, liegt dem Rahmen 12 des den Fahrgastraum 3 bildenden Gehäuses auf.
Das vordere Element 9A ist mit dem unteren Teil des ersten flachen Rings 4 verbunden und wird an dem vorderen Ende des festen Elements 9B in Anfangsposition gehalten.
Das Hinterende des Kabinenrahmens 10 ist gleichermaßen wenigstens mit dem unteren Teil des ersten flachen Rings 4 verbunden, um zu ermöglichen, dass die vorderen Elemente 9A der Dämpfungsvorrichtungen 9 aufgenommen werden.
Aus dem Vorigen ergibt sich, dass der untere Teil des ersten flachen Rings 4 geeignet ist, in Bezug auf die zur Fahrerkabine radialen Drehachse zu drehen, wobei der zweite flache Ring fest und angelehnt an dem den Fahrgastraum 3 bildenden Gehäuse bleibt.
Wie in 2 gezeigt ist, sind der erste 4 und der zweite 5 Ring in Anfangsposition parallel.
Wie in den 3 und 4 dargestellt ist, sind der erste 4 und der zweite 5 Ring in Zwischen- und Maximalposition nicht mehr parallel.
Die Dämpfungsvorrichtungen 9 wirken wie Kolben und ermöglichen der Vorrichtung zur Energieaufnahme 1 die mit dem Stoß verbundene Energie zu meistern.
Die Drehelemente 6 der Vorrichtung zur Energieaufnahme 1 vermitteln die Drehung des ersten flachen Rings 4 und ermöglichen die Richtung der Deformation so zu meistern, dass die Kraft zum Rahmen 12 des Gehäuses übertragen wird.
Aus dem Vorigen ergibt sich, dass die Vorrichtung zur Energieaufnahme fähig ist, Stöße aufzunehmen, deren Richtung einen Winkel mit der Versetzungsrichtung des Fahrzeugs bildet.
Die mit der Masse und der Geschwindigkeit der Fahrzeuge verbundene Energie, aufgrund eines Stoßes auf die Vorderseite des Rahmens der Kabine 10 oder auf die Vorderstoßdämpfer 11, wird durch die Vorrichtung zur Energieaufnahme 1 gespeichert.
Die Vorrichtung zur Energieaufnahme ermöglicht folglich den Innenraum der Fahrerkabine für eine größere Sicherheit des Fahrers zu schützen.
Die Vorrichtung zur Energieaufnahme ist reversibel und lässt somit mehrere Male einen Stoß zu.
Die Vorrichtung zur Energieaufnahme kann zusätzlich zu Frontalstoßdämpfern 11 verwendet werden.
Jede Dämpfungsvorrichtung 9 ist gleichermaßen geeignet gemäß einer nicht gezeigten Ausführungsform aus einer Struktur vom wabenförmigen Typ zusammengesetzt zu sein, die zwischen den unteren Teilen des ersten 4 und zweiten 5 flachen Rings angeordnet ist.
Jedes Drehelement 6 ist gleichermaßen geeignet, gemäß einer nicht gezeigten Ausführungsform, aus einem Kugelgelenk, das mit einem Gleitlager zusammenwirkt, zusammengesetzt zu sein.

Claims

Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug, mit einem Gehäuse (3) und einer Fahrerkabine (2), dadurch gekennzeichnet, dass es eine Vorrichtung zur Energieaufnahme (1) in allgemein parallelepipedischer Form aufweist, die zwischen der Fahrerkabine (2) und dem Gehäuse (3) eingefügt ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, bei welchem die gegenüberliegenden Seiten mit größerer Fläche der parallelepipedischen Vorrichtung zur Energieaufnahme in einer durch die Hinterseite (2A) der Fahrerkabine (2) geformten Ebene bzw. in einer durch die Vorderseite (3A) des Gehäuses (3) geformten Ebene angeordnet sind.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Energieaufnahme umfasst: – einen ersten flachen Ring (4) und einen zweiten flachen Ring (5), wobei sich der erste (4) und der zweite (5) flache Ring ohne Kontakt gegenüberliegen, – Drehelemente (6), welche an dem oberen Teil des ersten (4) und zweiten (5) flachen Rings befestigt sind, wobei die Drehelemente (6) eine Drehachse X-X definieren, die radial und teilweise oberhalb der Fahrerkabine (2) ist, – wenigstens eine Dämpfungsvorrichtung (9), die in dem unteren Teil des ersten (4) und zweiten (5) flachen Rings angeordnet ist, wobei die Energieaufnahme in der Längsrichtung der Fahrerkabine (2) erfolgt, und dass die Fahrerkabine einen Kabinenrahmen (10) aufweist, der in dem niedrigliegenden Teil der Fahrerkabine angeordret ist und mit dem unteren Teil des ersten (4) und zweiten (5) flachen Rings verbunden ist.
Fahrzeug nach Anspruch 3, bei welchem das Hinterende des Kabinenrahmens (10) wenigstens mit dem unteren Teil des ersten flachen Rings (4) verbinden ist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 4, bei welchem jede Dämpfungsvorrichtung (9) wenigstens teilweise in den Kabinenrahmen (10) eindringt.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 4, bei welchem jede Dämpfungsvorrichtung (9) zwischen den unteren Teilen des ersten (4) und zweiten (5) flachen Rings eingeschlossen ist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 4, bei welchem wenigstens eine der Dämpfungsvorrichtungen (9) wenigstens teilweise in den Kabinenrahmen (10) eindringt, wobei die anderen Dämpfungsvorrichtungen (9) zwischen den unteren Teilen des ersten (4) und zweiten (5) flachen Rings eingeschlossen sind.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 7, bei welchem wenigstens eine Dämpfungsvorrichtung (9) aus einem vorderen Element (9A), das geeignet ist, sich in einem festen Element (9B) zu verschieben, zusammengesetzt ist.
Fahrzeug nach Anspruch 8, nicht abhängend von Anspruch 6, bei welchem das Hinterende des festen Elements (9B) der Dämpfungsvorrichtung (9) dem unteren Teil des zweiten flachen Rings (5) aufliegt und das Vorderende des festen Elements (9B) den ersten flachen Ring (4) mittels einer in dem ersten flachen Ring (4) ausgeführten Öffnung quert und das vordere Element (9A) der Dämpfungsvorrichtung (9) mit dem unteren Teil des ersten flachen Rings (4) verbunden ist und an dem Vorderende des festen Elements (9B) in Anfangsposition gehalten ist.
Fahrzeug nach Anspruch 9, bei welchem die Dämpfungsvorrichtungen (9) eine allgemein zylindrische Form haben.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei welchem die Vorderelemente (9A) der Dämpfungsvorrichtungen (9) in dem Kabinenrahmen (10) aufgenommen sind.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 7, bei welchem jede Dämpfungsvorrichtung (9) aus einer Struktur vom wabenförmigen Typ zusammengesetzt ist, die zwischen den unteren Teilen des ersten (4) und zweiten (5) flachen Rings angeordnet ist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 12, bei welchem der erste flache Ring (4) parallel zur Hinterseite (2A) der Fahrerkabine (2) angeordnet ist, wobei der zweite flache Ring (5) parallel zur Vorderseite (3A) des Gehäuses (3) angeordnet ist.
Fahrzeug nach Anspruch 13, bei welchem der untere Teil des zweiten flachen Rings (5), dem das Hinterende des festen Elements (9B) aufliegt, dem Rahmen (12) des Gehäuses (3) aufliegt.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 14, bei welchem jedes Drehelement (6) einen ersten Bügel (7) und einen zweiten Bügel (8) umfasst.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 14, bei welchem jedes Drehelement (6) aus einem Kugelgelenk, das mit einem Gleitlager zusammenwirkt, zusammengesetzt ist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 16, bei welchem der Kabinenrahmen (10) auf seinem Vorderteil Vorderstoßdämpfer (11) aufweisen kann, die geeignet sind, leichte Stöße zu dämpfen.