Die Erfindung betrifft ein Crashelement zur Aufnahme übergrosser Stösse auf die Tragstruktur eines
Wagenkastenuntergestells eines Schienenfahrzeuges, wobei die Stossenergie durch die Verformung mindestens eines Rohrelementes aufgezehrt wird.
Derartige Crashelemente, die bei Schienenfahrzeugen zur Anwendung kommen, sind beispielsweise aus den Druckschriften DE-OS 1 530 223 und der DE-AS 1 947 819 bekannt. Gemeinsam ist diesen beiden Vorschlägen, dass das Crashelement aus zwei koaxial angeordneten Rohren besteht, von denen eines einen kleineren Aussendurchmesser aufweist als der Innendurchmesser des anderen Rohres.
Trifft auf dieses Element ein übergrosser Stoss auf, so schieben sich die Rohre ineinander, wobei entsprechende Ausbildungen vorgesehen sind, die ein Aufweiten des äusseren Rohres bewirken, so dass hierdurch die Stossenergie aufgezehrt wird.
Derartige Crashelemente erfordern einen relativ grossen Bauraum, und zwar schon allein deshalb, weil sie üblicherweise vor der eigentlichen Fahrzeugstruktur eingebaut werden, also beispielsweise vor dem Wagenkastenuntergestell zwischen einem Puffer und einer Traverse des Untergestells.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Crashelement zu schaffen, das raumsparender und kostengünstiger einzusetzen bzw.
herzustellen ist.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäss mit einem Crashelement, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es zwischen zwei Querträgern der Tragstruktur des Wagenkastenuntergestells angeordnet ist und ein zwischen zwei Befestigungsflanschen angeordnetes Aussenrohr aufweist, das mit zumindest über einen Teil des Aussenumfanges sich erstreckenden Sollknickstellen versehen ist, wobei im Inneren des Aussenrohres zwei Rohre koaxial angeordnet sind, die sich jeweils über einen Teil der Länge des Aussenrohres erstrecken, unterschiedliche Durchmesser aufweisen und mit ihren einen Enden einerseits teilweise ineinander gesteckt sind, während das andere Ende des im Durchmesser grösseren Rohres mit dem Befestigungsflansch verschweisst und das andere Ende des im Durchmesser kleineren Rohres bis nahe an die Rückseite des Befestigungsflansches reicht und dass das innerste,
im Durchmesser kleinere Rohr, an dem in das Ende des im Durchmesser grösseren Rohres hineingesteckten Ende mit einer nach aussen weisenden Umbördelung versehen ist, die an der Stirnseite des grösseren Rohres angeschweisst ist.
Trifft auf ein derartiges Crashelement ein starker Stoss auf, so werden zunächst die Sollknickstellen am Aussenrohr beansprucht, d.h., an diesen Stellen weitet sich das Aussenrohr auf, wobei diese Aufweitung dann fortschreitend zu einer Art Faltenbildung am Aussenrohr führt. Nahezu zeitgleich wirkt dieser Stoss aber auch auf die im Inneren des Aussenrohres angeordneten Rohre . Dabei schiebt sich das im Durchmesser kleinere, innerste Rohr in das es umgebende äussere, im Durchmesser grössere Rohr ein.
Da das innerste Rohr mit einer Umbördelung versehen ist, die an der Stirnseite des äusseren Rohres angeschweisst ist, wird im weiteren Verlauf dieses innerste Rohre aufgerollt (so genannte rollende Biegung) , ohne dass es zu einer nennenswerten Verformung des äusseren, im Durchmesser grösseren Rohres kommt. Gleichzeitig wird das andere Ende des innersten, im Durchmesser kleineren Rohres durch eine
Durchtrittsöffnung im Befestigungsflansch heraus geschoben.
Hierdurch tritt ein Energieverzehr auf, wobei die Kraftspitze am Anfang des Crashhubes deutlich reduziert wird, und zwar durch den zeitlich geringfügig versetzten Kraftpeak des beschriebenen zweiten Rohrsystems . Im diesen Zusammenhang sei erwähnt, dass diese Konstruktion auch in so weit vorteilhaft ist, als das InnenrohrSystem durch das Aussenrohr von der Betriebslast entkoppelt ist.
So werden beispielsweise über das Aussenrohr alle Zugkräfte definiert übertragen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Zu diesen Ausgestaltungen gehört, dass das Aussenrohr einen quadratischen Querschnitt aufweist und zwei Sollknickstellen vorgesehen sind, die sich an gegenüberliegenden Seiten des Aussenrohres befinden.
Vorteilhaft ist es, wenn die Sollknickstellen als nach Aussen weisender Wulst ausgebildet sind.
Diese Konstruktion trägt dazu bei, dass einerseits vergleichsweise grössere Kräfte aufgenommen werden können und damit der Energieverzehr auch entsprechend grösser ist .
Besonders zweckmässig ist es, wenn der axiale Abstand der Sollknickstellen von dem einen Befestigungsflansch kleiner ist als von dem anderen Befestigungsflansch, wobei nach einem weiteren Merkmal die Sollknickstellen näher dem den Energiestoss zuerst aufnehmenden, vorderen Befestigungsflansch angeordnet sind.
Ausserdem kann das innerste, im Durchmesser kleinere Rohr einen geringen Abstand von der Rückseite des zugeordneten Befestigungsflansches aufweisen.
Andererseits ist das äussere, im Durchmesser grössere Rohr mit der Rückseite des ihm zugeordneten Befestigungsflansches verschweisst.
Das erfindungsgemässe Crashelement ist zum Erreichen des minimalen Bauraumes, abweichend vom bisherigen Stand der Technik, in der Tragstruktur des Wagenkastenuntergestells zwischen Hauptträger und einem Vorbauträger oder einer ähnlichen Untergestell-Traverse angeordnet.
Zur Ausrichtung bzw. Arretierung des innersten Rohres im Aussenrohr ist nahe dem freien Ende des innersten, im Durchmesser kleineren Rohres eine sich zwischen dem Aussenumfang dieses Rohres und dem Innenumfang des Aussenrohres erstreckende Scheibe vorgesehen, die mit dem innersten Rohr durch Schweissen verbunden ist.
Ausser der Zentrierung übernimmt diese Scheibe noch eine weiteren Funktion, und zwar dadurch, dass diese bzw. das Ende des im Durchmesser kleineren Rohres einen geringen Abstand von der Rückseite des zugeordneten Befestigungsflansches hat, wird erst das Aussenrohr verformt, während dann die oben beschriebene Verformung des innersten, im Durchmesser kleineren Rohres stattfindet. Dabei wirkt die Scheibe als Mitnehmer für das innerste Rohr.
Zusammenfassend ergeben sich durch die erfindungsgemässe
Lösung insbesondere folgende Vorteile:
Da das Crashelement nicht vor dem Fahrzeug, also vor der eigentlichen Fahrzeugstruktur eingebaut ist, ist der Aufbau wesentlich raumsparender, wobei durch die konstruktive Gestaltung selbst sich erhebliche Gewichtsvorteile ergeben. Die Herstellung ist einfach, und es können preiswerte Standardelemente verwendet werden.
Bei Aufnehmen eines Stosses erfolgt ein weitgehend gleichmässiger Energieverzehr über einen grossen Verformungsbereich. Die Anordnung und der Aufbau des Crashelementes ermöglichen auch den Energieverzehr bei seitlichen Aufprallsituationen, weil sich das Crashelement nicht vor der Fahrzeugstruktur, sondern in dieser befindet.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand eines
Ausführungsbeispiels näher beschrieben, das in der Zeichnung prinzipartig dargestellt ist. Es zeigen
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung des Crashelementes,
Fig. 2 eine erste Seitenansicht,
Fig. 3 eine zweite Seitenansicht,
Fig. 4 den Längsschnitt nach der Linie A - A in Fig. 2.
Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, weist das Crashelement ein im Querschnitt quadratisches Aussenrohr 1 auf .
An beiden Enden des Aussenrohres 1 befinden sich angeschweisste Befestigungsflansche 2 und 3, die mittels Schrauben oder durch Schweissen an der Fahrzeugstruktur eines Schienenfahrzeuges, also dessen Wagenkastenuntergestell, montiert werden.
Insbesondere die Fig. 2 und 3 zeigen, dass am Aussenumfang des Aussenrohres 1 zwei Sollknickstellen 6 und 7 vorgesehen sind, und zwar an gegenüberliegenden Seiten.
Der Gesamtaufbau des Crashelements ergibt sich vor allem aus der Figur 4 :
Das Aussenrohr 1 hat die besagten Befestigungsflansche 2 und 3 sowie die als Wulste ausgebildeten Sollknickstellen 6 und 7. Im Inneren dieses Aussenrohres 1 sind zwei Rohre mit unterschiedlichen Durchmessern angeordnet, die mit 4 und 5 bezeichnet sind. Das innerste Rohr 4 wird nahe dem einen Befestigungsflansch 2, von dem es einen geringen axialen Abstand aufweist, durch eine Scheibe 8 zentriert.
Diese
Scheibe 8 ist mit dem Aussenumfang des innersten, im Durchmesser kleineren Rohres 4 verschweisst. Das andere Ende dieses innersten Rohres 4 steckt in dem im Durchmesser grösseren Rohr 5. Dieses Ende des innersten Rohres 4 ist mit einer Umbördelung 9 versehen, die an der Stirnseite 10 des äusseren Rohres 5 angeschweisst ist . Das andere Ende des Rohres 5 ist an der Rückwand des hinteren Befestigungsflansches 3 angeschweisst. Der andere, vordere Befestigungsflansch 2 enthält eine Durchtrittsöffnung 11 für das innerste Rohr 4.
The invention relates to a crash element for receiving oversized bumps on the support structure of a
Wagenkastenuntergestells a rail vehicle, wherein the impact energy is consumed by the deformation of at least one pipe element.
Such crash elements that are used in rail vehicles are known for example from the publications DE-OS 1 530 223 and DE-AS 1,947,819. Common to these two proposals is that the crash element consists of two coaxially arranged tubes, one of which has a smaller outer diameter than the inner diameter of the other tube.
If an excessively large shock hits this element, the tubes slide into one another, with corresponding formations being provided which cause the outer tube to widen, so that the impact energy is thereby consumed.
Such crash elements require a relatively large space, and indeed only because they are usually installed in front of the actual vehicle structure, so for example in front of the car body underframe between a buffer and a traverse of the undercarriage.
The object of the invention is therefore to provide a crash element, use the space-saving and cost-effective or
is to produce.
This object is achieved according to the invention with a crash element, which is characterized in that it is arranged between two cross members of the support structure of the car body frame and an arranged between two mounting flanges outer tube, which is provided with at least over a part of the outer circumference extending predetermined bending points, said Inside the outer tube, two tubes are arranged coaxially, each extending over part of the length of the outer tube, have different diameters and one end partially inserted one inside the other while the other end of the larger diameter tube welded to the mounting flange and the other end of the smaller diameter tube extends almost to the back of the mounting flange and that the innermost,
smaller diameter tube, which is provided in the end of the larger diameter tube pipe end with an outwardly facing flare, which is welded to the front side of the larger pipe.
If a strong impact occurs on such a crash element, then the predetermined bending points on the outer tube are first stressed, that is, at these points the outer tube widens, this widening then progressively leading to a type of wrinkling on the outer tube. Almost at the same time, however, this impact also acts on the tubes arranged in the interior of the outer tube. In this case, the smaller diameter, innermost tube pushes into the surrounding outer, larger diameter tube.
Since the innermost tube is provided with a bead, which is welded to the front side of the outer tube, in the further course of this innermste tubes rolled up (so-called rolling bend), without causing a significant deformation of the outer, larger diameter tube , At the same time, the other end of the innermost, smaller diameter tube by a
Passage opening pushed out in the mounting flange.
As a result, energy consumption occurs, wherein the force peak is significantly reduced at the beginning of the crash stroke, by the temporally slightly offset power peak of the described second pipe system. In this context, it should be mentioned that this construction is also advantageous in so far as the inner tube system is decoupled from the operating load by the outer tube.
For example, all tensile forces are transmitted in a defined manner via the outer tube.
Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.
One of these embodiments is that the outer tube has a square cross section and two predetermined bending points are provided, which are located on opposite sides of the outer tube.
It is advantageous if the predetermined bending points are formed as outwardly facing bead.
This construction contributes to the fact that on the one hand comparatively larger forces can be absorbed and thus the energy consumption is correspondingly greater.
It is particularly expedient if the axial distance of the predetermined bending points of the one mounting flange is smaller than from the other mounting flange, according to a further feature, the predetermined bending points closer to the energy shock first receiving, front mounting flange are arranged.
In addition, the innermost, smaller diameter tube may have a small distance from the back of the associated mounting flange.
On the other hand, the outer, larger diameter tube welded to the back of its associated mounting flange.
The crash element according to the invention is arranged to achieve the minimum installation space, deviating from the prior art, in the supporting structure of the car body underframe between the main carrier and a launching support or a similar undercarriage.
For alignment or locking of the innermost tube in the outer tube, a disk extending between the outer circumference of this tube and the inner circumference of the outer tube is provided near the free end of the innermost, smaller diameter tube, which is connected to the innermost tube by welding.
In addition to the centering takes over this disc still another function, namely the fact that this or the end of the smaller diameter tube has a small distance from the back of the associated mounting flange, the outer tube is first deformed, while then the above-described deformation of the innermost, smaller diameter tube takes place. The disc acts as a driver for the innermost tube.
In summary, result from the inventive
Solution in particular the following advantages:
Since the crash element is not installed in front of the vehicle, so in front of the actual vehicle structure, the structure is much more space-saving, resulting in the structural design itself considerable weight advantages. The production is simple and inexpensive standard elements can be used.
When picking up a shock, a largely uniform energy consumption takes place over a large deformation range. The arrangement and structure of the crash element also allow the energy consumption in lateral impact situations because the crash element is not in front of the vehicle structure, but in this.
In addition, the invention is based on a
Embodiment described in more detail, which is shown in principle in the drawing. Show it
1 is a perspective view of the crash element,
2 is a first side view,
3 is a second side view,
4 shows the longitudinal section along the line A - A in Fig. 2nd
As can be seen from FIG. 1, the crash element has a cross sectionally square outer tube 1.
At both ends of the outer tube 1 are welded Befestigungsflansche 2 and 3, which are by means of screws or by welding to the vehicle structure of a rail vehicle, ie the car body frame mounted.
In particular, Figs. 2 and 3 show that on the outer circumference of the outer tube 1, two predetermined bending points 6 and 7 are provided, on opposite sides.
The overall structure of the crash element is evident above all from FIG. 4:
The outer tube 1 has the said mounting flanges 2 and 3 and the predetermined buckling points 6 and 7 formed as beads. Inside this outer tube 1, two tubes with different diameters are arranged, which are designated by 4 and 5. The innermost tube 4 is centered by a disc 8 near the one mounting flange 2 from which it has a small axial distance.
These
Disk 8 is welded to the outer circumference of the innermost, smaller diameter tube 4. The other end of this innermost tube 4 is in the larger diameter tube 5. This end of the innermost tube 4 is provided with a flange 9, which is welded to the end face 10 of the outer tube 5. The other end of the tube 5 is welded to the rear wall of the rear mounting flange 3. The other, front mounting flange 2 includes a passage opening 11 for the innermost tube. 4