DE102006032350B3 - Coupling for railway carriages includes a deformable element to absorb excessive forces - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Einleitung von Zugkräften in kraftaufnehmende Strukturen von Schienenfahrzeugen. Erfindungswesentliches Merkmal ist dabei eine Überlastsicherung, die sowohl separat als auch in Verbindung mit einer Zugeinrichtung bzw. einer kombinierten Zug- und Stoßeinrichtung vorhanden ist. Bevorzugt sind Zugeinrichtungen oder kombinierte Zug- und Stoßeinrichtungen mit Elementen versehen, die unzulässige Zugkräfte aufnehmen und abbauen können.The The invention relates to an arrangement for the introduction of tensile forces in force-absorbing structures of rail vehicles. essential to the invention Feature is an overload protection, the both separately and in conjunction with a towing device or a combined pulling and pushing device is available. Pulling devices or combined are preferred Pull and push devices provided with elements that can absorb and reduce inadmissible tensile forces.
Damit sollen Deformationen an Fahrzeugen und Konstruktionen in Folge unkontrollierter Einleitungen von Zugkräften verhindert werden.In order to should deformations on vehicles and constructions in consequence uncontrolled Introductions of tensile forces be prevented.
Stand der TechnikState of technology
Um unzulässige Krafteinleitungen in Fahrzeugstrukturen zu verhindern, werden bekanntermaßen Überlastsicherungen in Form von Sollbruchstellen in geeigneter Weise vorgesehen.Around unacceptable It is known that overload protection is used to prevent the introduction of force in vehicle structures provided in the form of predetermined breaking points in a suitable manner.
Im
Schienenfahrzeugbereich ist unter anderem ein Hülsenpuffer nach
Aus der Schienenfahrzeug- und Kraftfahrzeugtechnik sind weiterhin so genannte Deformationselemente, auch als Crashelemente oder Crashboxen bezeichnet, im Praxiseinsatz. Diese sind entweder separate oder beispielsweise in Puffer integrierte Bauteile, deren alleiniger Zweck darin besteht, überschüssige Druck- bzw. Stoßkräfte aufzunehmen.Out rail vehicle and automotive engineering continue to be so Deformation elements mentioned, also as crash elements or crash boxes referred, in practice. These are either separate or For example, in buffers integrated components whose sole The purpose is to remove excess pressure or to absorb impact forces.
Generell gibt es im Bahnbetrieb seit zirka 1990, etwa zeitgleich mit der Verbreitung des Drehstromantriebs bei elektrischen Lokomotiven, auf Grund der allgemeinen technischen Weiterentwicklung und dem Streben nach höherer Wirtschaftlichkeit eine Tendenz zur Realisierung von höheren Zugkräften. Zum Einen können moderne Lokomotiven mit optimierter Reibwertausnutzung und großen Antriebsleistungen höhere Zugkräfte entwickeln, während zum Anderen höhere Zuggewichte und Zuglängen angestrebt werden, um die Wirtschaftlichkeit zu verbessern. Für transalpine Verkehre werden häufig moderne, zugkraftstarke Lokomotiven sogar in Doppeltraktion eingesetzt. Diese Faktoren führen dazu, dass höhere Kräfte über die Zugeinrichtungen zu übertragen sind. Die Festigkeit der Fahrzeuge wurde jedoch nicht im selben Maße gesteigert. Bei manchen Fahrzeugtypen wurden Festigkeitsreserven sogar im Interesse des Leichtbaus reduziert.As a general rule exists in the railway since about 1990, about the same time as the Distribution of three-phase drive in electric locomotives, due to the general technical development and the Pursuit of higher Economy a tendency to realize higher tensile forces. To the One can modern locomotives with optimized friction coefficient utilization and large drive capacities higher tensile forces develop while on the other hand higher Draw weights and train lengths aimed at improving profitability. For transalpine Traffic is often modern, traction powerful locomotives even used in double traction. These Factors lead to that higher Forces over the Towing devices to transfer are. The strength of the vehicles, however, was not in the same Increased dimensions. For some types of vehicles, strength reserves were even in the interest lightweight construction.
Die Spanne zwischen den maximalen betrieblich realisierten Zugkräften und der Belastbarkeit der Fahrzeugstrukturen hat stetig abgenommen. Allerdings hat damit die Gefahr, dass durch betrieblich auftretende kurzzeitige Überlastungsstöße, zum Beispiel durch Schwingungen oder Stöße zwischen den Wagen eines langen Zugverbandes, zugenommen.The Range between the maximum operational pull forces and The load capacity of the vehicle structures has steadily decreased. However, there is a risk that by operationally occurring short-term overload surges, for Example by vibrations or shocks between the cars of a long train, increased.
Hier setzt die Erfindung an.Here implements the invention.
Aufgabenstellungtask
Es war somit geboten, nach einer Lösung zu suchen, mit der die Einleitung von unzulässigen Zugkräften in den Fahrzeugrahmen bzw. in entsprechende Funktionsstrukturen von Schienenfahrzeugen verhindert werden kann. Möglicherweise auftretende überschüssige Zugkräfte sollen außerhalb der besagten Funktionsstrukturen des Schienenfahrzeugs aufgenommen und abgebaut werden. Dabei sollen sich Zerstörungen im Wesentlichen auf Überlastsicherungselemente beschränken.It was therefore required, for a solution to seek with which the initiation of improper tractive forces in the vehicle frame or in corresponding functional structures of Rail vehicles can be prevented. Possibly occurring excess tensile forces should outside said functional structures of the rail vehicle added and dismantled. At the same time, destructions are mainly aimed at overload protection elements restrict.
Zunächst liegt nahe, auch bei Zugeinrichtungen oder kombinierten Zug- und Stoßeinrichtungen für Schienenfahrzeuge Sollbruchverbindungen, die in Richtung der Zugkraft wirksam sind, vorzusehen. Der für Schienenfahrzeuge relevante Stand der Technik bietet dafür bisher keine Hinweise. Mit Blick auf die Gefahr von Zugtrennungen ist von einer derartigen Lösung aus der Sicht des Anmelders aber eher abzuraten.First of all close, even with traction devices or combined train and shock devices for rail vehicles Predetermined breaking connections, which are effective in the direction of the tensile force, provided. The for Rail vehicles relevant state of the art offers for it so far no hints. With regard to the risk of train separations is of such a solution from the point of view of the applicant but rather to discourage.
Erfindungsgemäß wird daher eine Anordnung zur Einleitung von Zugkräften in kraftaufnehmende Strukturen von Schienenfahrzeugen gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen, wonach wenigstens eine Überlastsicherung in Form eines im Kraftfluss der Zugkraft liegenden, kraftflusstechnisch in Serie geschalteten Deformationselements zwischen dem Zughaken und den kraftaufnehmenden Strukturen des Schienenfahrzeugs angeordnet ist. Die Anordnung kann innerhalb oder außerhalb von Zugeinrichtungen bzw. kombinierten Zug- und Stoßeinrichtungen vorgesehen werden. Dabei sind auch Mehrfachanordnungen an gleicher Stelle oder an unterschiedlichen Einbauorten entlang der Wirkungslinie der Zugkraft möglich und gegebenenfalls sinnvoll. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ergibt sich aus der Tatsache, dass das Deformationselement unter Drucklast steht, also nicht beispielsweise unter Schub- oder Zugbeanspruchung. Dadurch wird eine konstruktiv einfache Ausführung des Selben möglich, wie beispielsweise bei anderen bekannten Anwendungen, nämlich als Knautschelement, verformbarer Rohr- oder Profilabschnitt, Schaume etc.. Wichtig für die Auslegung eines solchen Deformationselements ist, dass es einerseits die im Betrieb zu übertragenden Zugkräfte dauerfest ohne Gestaltsveränderung und ohne Schaden zu nehmen übertragen kann, andererseits aber bei Erreichen einer Grenzlast, deren Überschreitung für die Fahrzeugstruktur schädigend sein könnte, durch Deformation nachgibt. Während der Deformation soll sich das Element um einen bestimmten Verschiebungsweg verkürzen, wobei die Deformationskraft auf einem im Wesentlichen gleichbleibenden Kraftniveau liegt, so dass Energie aufgenommen und die Übertragung von höheren Lasten als der Grenzlast unterbunden wird. Nach Erreichen eines maximalen Stauchungswegs ist es zweckmäßig, dass das Deformationselement einen Blockzustand einnimmt, bei dem es auch bei weiterer Steigerung der Kräfte nicht oder nur wenig weiter gestaucht aber dennoch nicht zerstört wird und sicher Kräfte übertragen kann. Nach einem solchen Ansprechen des Deformationselements muss dieses zwar ausgetauscht werden, eine Schädigung der anderen Bauteile der Zugeinrichtung sowie der Fahrzeugstruktur wird jedoch vermieden.According to the invention therefore an arrangement for the introduction of tensile forces in force-absorbing structures of rail vehicles according to the characterizing part of patent claim 1 is proposed, according to which at least one overload protection in the form of a force flow of the traction, kraftflusstechnisch connected in series deformation element between the tow hook and the force-absorbing structures of the rail vehicle is arranged. The arrangement can be provided inside or outside of draw gear or combined pull and push devices. In this case, multiple arrangements at the same place or at different installation locations along the line of action of the tensile force are possible and possibly useful. A significant advantage of the invention results from the fact that the deformation element is under compressive load, so not under shear or tensile stress. This makes a structurally simple embodiment of the same possible, as for example in other known applications, namely as a crushing element, deformable pipe or profile section, foam, etc. Important for the design of such a deformation element is that on the one hand the tensile forces to be transmitted during operation fatigue without change of shape and without being able to take damage, on the other hand upon reaching a limit load, the exceeding of which could be damaging to the vehicle structure, yields by deformation. During deformation, the element is to shorten by a certain displacement path, the deformation force is at a substantially constant level of force, so that energy is absorbed and the transfer of higher loads than the limit load is prevented. After reaching a maximum compression travel, it is expedient that the deformation element occupies a block state in which it is not or only slightly further compressed in further increase in the forces but still not destroyed and can transmit forces safely. After such a response of the deformation element, this must indeed be replaced, damage to the other components of the traction device and the vehicle structure is avoided.
In den untergeordneten Ansprüchen sind zweckmäßige Ausgestaltungen angegeben. Diese beziehen sich überwiegend auf die Anordnung nach Anspruch 1 innerhalb von Zugeinrichtungen bzw. kombinierten Zug- und Stoßeinrichtungen.In the subordinate claims are expedient embodiments specified. These relate predominantly to the arrangement according to claim 1 within traction devices or combined pull and push devices.
Zusätzlich zu der Anordnung nach Maßgabe der Erfindung können in Gegenrichtung analog wirkende Deformationselemente zur Aufnahme von unzulässigen Stoß- bzw. Druckkräften in deren Kraftfluss innerhalb oder außerhalb von Zugeinrichtungen bzw. kombinierten Zug- und Stoßeinrichtungen vorgesehen werden. Als zweckmäßige Ausgestaltungsvariante wird zusätzlich vorgeschlagen, eine mit den Deformationselementen, wenigstens aber mit einem Deformationselement in Verbindung stehende Auslöseanzeige bzw. -markierung zu installieren. Diese sollte von außen gut sichtbar sein, zumindest im ausgelösten Zustand.In addition to the arrangement in accordance with the Invention can in the opposite direction analog acting deformation elements for recording from inadmissible shock or compressive forces in their power flow inside or outside of traction devices or combined pull and push devices be provided. As expedient embodiment variant will be added proposed, one with the deformation elements, but at least trigger indication associated with a deformation element or mark to install. This should be good from the outside be visible, at least in the triggered state.
Ausführungsbeispielembodiment
Die Erfindung wird nachfolgend in mehreren Ausführungsbeispielen an Hand von Zeichnungen näher erläutert. Die verwendeten Bezugszeichen haben folgende Bedeutung:The Invention will be described below in several embodiments with reference to Drawings closer explained. The reference signs used have the following meaning:
- 11
- Federelement,Spring element,
- 22
- Stützlager,Bearing,
- 33
- Druckplatte,Printing plate,
- 44
- Zugstange,Pull bar,
- 55
- Zugbolzen (Druckbolzen),tension bolt (Plunger)
- 66
- Bolzensicherung,Pin safety,
- 77
- Mutter,Mother,
- 88th
- Deformationselement,Deformation element,
- 99
- Deformationselement,Deformation element,
- AA
- Kopfstück des Fahrzeugrahmens,Head piece of the vehicle frame,
- DD
- Zuganschlag.Cable stop.
Zunächst ist
in den
Denkbar,
aber nicht dargestellt, ist eine Variante, bei der wenigstens ein
Deformationselement
Zweckmäßigerweise,
aber nicht zwingend, sind derartige Deformationselemente
In
den
Eine
derartig ausgebildete Zugeinrichtung ist auch in
Im Übrigen wird auf die Ausführungen in der voranstehenden Beschreibung der Erfindung verwiesen.Incidentally, will on the designs referenced in the foregoing description of the invention.
Claims (11)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE200610032350 DE102006032350B3 (en) | 2006-07-13 | 2006-07-13 | Coupling for railway carriages includes a deformable element to absorb excessive forces |
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Publications (1)
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DE102006032350B3 true DE102006032350B3 (en) | 2007-10-04 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE200610032350 Expired - Fee Related DE102006032350B3 (en) | 2006-07-13 | 2006-07-13 | Coupling for railway carriages includes a deformable element to absorb excessive forces |
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---|---|
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1913186U (en) * | 1964-12-03 | 1965-04-01 | Ringfeder Gmbh | DEVICE FOR PROTECTING THE THREAD OF THE DRAWBARS OF SUSPENSION TRAILER COUPLINGS. |
CH452586A (en) * | 1966-06-08 | 1968-03-15 | Schweiz Wagons Aufzuegefab | Pulling and pushing device |
DE20318480U1 (en) * | 2003-11-26 | 2004-03-18 | Staub, John | Coupling for use e.g. with locomotives comprises base plate attached to vehicle, and tow bar which fits into it and is attached to rubber spring (whose other end rests against pressure plate |
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2006
- 2006-07-13 DE DE200610032350 patent/DE102006032350B3/en not_active Expired - Fee Related
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DE20318480U1 (en) * | 2003-11-26 | 2004-03-18 | Staub, John | Coupling for use e.g. with locomotives comprises base plate attached to vehicle, and tow bar which fits into it and is attached to rubber spring (whose other end rests against pressure plate |
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