DE102011077780A1

DE102011077780A1 - Crashabsorberanordnung für ein Schienenfahrzeug, insbesondere für eine Straßenbahn

Info

Publication number: DE102011077780A1
Application number: DE102011077780A
Authority: DE
Inventors: Michael Fischer; Martin Langer; Christoph Orthner; Andreas Monarth
Original assignee: Bombardier Transportation GmbH
Current assignee: Alstom Transportation Germany GmbH
Priority date: 2011-06-17
Filing date: 2011-06-17
Publication date: 2012-12-20
Also published as: RU136405U1; CA2838635A1; CN103608233B; AU2012269183A1; EP2720924A1; EP2720924B1; CN103608233A; ES2710903T3; WO2012171880A1; PL2720924T3; AU2012269183B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Crashabsorberanordnung für Schienenfahrzeuge, insbesondere Straßenbahnen, aufweisend – ein erstes Stoßverzehrelement (50), – ein zweites Stoßverzehrelement (52), das in einem ersten zur Aufnahme von Stoßenergie bereiten Betriebszustand mit dem ersten Stoßverzehrelement (50) verbunden ist, – und ein Aufprallelement (51), welches mit dem zweiten Stoßverzehrelement (52) verbunden ist, wobei die Anordnung eine Bewegungseinrichtung (20) aufweist, mit der das zweite Stoßverzehrelement (52) bewegbar ist, und wobei die Bewegungseinrichtung ausgestaltet ist, das zweite Stoßverzehrelement (52) vom ersten Stoßverzehrelement zu trennen und die Anordnung in einen zweiten, für einen Kupplungsbetrieb des Schienenfahrzeugs geeigneten Betriebszustand zu bringen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Crashabsorberanordnung für ein Schienenfahrzeug, insbesondere für eine Straßenbahn, mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Merkmalen und ein Verfahren zum Kuppeln eines ersten Schienenfahrzeuges mit einem zweiten Schienenfahrzeug.
Schienenfahrzeuge weisen üblicherweise eine Fahrerkabine und Wagenkästen mit Fahrgasträumen auf, wobei die Fahrerkabine einen Teil des Wagenkastens bildet. Die Fahrerkabine muss bestimmten sicherheitstechnischen Anforderungen genügen, um im Fall einer Kollision (Crash) mit einem anderen Fahrzeug oder einem Gegenstand dem in der Fahrerkabine befindlichen Fahrer oder den in den Wagenkästen befindlichen Personen ausreichend Schutz zu bieten.
Zu diesem Zweck und auch zum Schutz des Fahrzeugs vor größeren Schäden, ist es bekannt, dass die Wagenkästen mit sogenannten Stoßverzehrelementen ausgerüstet sind, die Stoßenergie aufnehmen und die aufgenommene Stoßenergie in andere Energieformen, wie potentielle Energie, Wärme und Verformungsenergie, umwandeln und damit absorbieren.
Stoßverzehrelemente lassen sich in irreversible Stoßverzehrelemente und reversible Stoßverzehrelemente einteilen. Auch Mischformen sind möglich. Bei deren Kombination spricht man auch von zweistufig ausgeführten Stoßverzehrelementen mit einer reversiblen und einer irreversiblen Stufe. Die reversiblen Stoßverzehrelemente absorbieren bei Kollisionen mit einem anderen Fahrzeug oder einem Gegenstand in Fahrtrichtung oder entgegen der Fahrtrichtung Stoßenergie, wobei sie aber nicht plastisch verformt werden, während die irreversiblen Stoßverzehrelemente beim Absorbieren von Stoßenergie plastisch deformiert werden. Beispiele für irreversible Stoßverzehrelemente sind wabenförmige Aluminiumstrukturen. Reversible Stoßverzehrelemente sind beispielsweise als Kolben-/Zylindereinheit ausgebildet, wobei der Zylinder mit einer Flüssigkeit oder einem Elastomer gefüllt sein kann.
Bekannt ist es, die Stoßverzehrelemente am Fahrzeug so anzuordnen, dass diese auf Höhe der Kupplungsvorrichtung liegen. Ferner ist üblicherweise zumindest ein Aufprallelement vorgesehen, über das beim Aufprall die Stoßkräfte und auch die Stoßenergie in die Stoßverzehrelement eingeleitet werden.
Unter der Bezeichnung Aufprallelement wird in dieser Anmeldung insbesondere ein stirnseitig am Fahrzeug angebrachter Stoßbügel verstanden, der mit seiner in Fahrtrichtung vorn liegenden Außenoberfläche eine Aufprallfläche für einen Zusammenstoß mit einem anderen Fahrzeug oder einen Gegenstand bildet. Der Stoßbügel ist beidseitig an seinen entgegengesetzten Enden über zumindest ein Stoßverzehrelement mit dem Wagenkasten verbunden.
Die Stoßverzehrelemente und der Stoßbügel befinden sich üblicherweise im Front- und Heckbereich des Schienenfahrzeuges. Der Stoßbügel und die zweistufig ausgeführten Stoßverzehrelemente liegen typischerweise ebenfalls auf einer Höhe. Die Stoßbügel können entsprechend der üblich gerundeten Form einer Straßenbahn konvex gekrümmt sein. Sie sind vorzugsweise aus Metallprofilen, als hochfestes Aluminium-Frästeil oder als hochfestes Aluminium-Gussteil gefertigt und bei Kollision mit einem anderen Fahrzeug oder einem Gegenstand im Gegensatz zu den Stoßverzehrelementen formstabil.
Die Stoßverzehrelemente sind insbesondere hinter dem Stoßbügel an dessen seitlichen Enden angeordnet, so dass bei einer Kollision die Stoßkräfte über die seitlichen Enden des Stoßbügels in die Stoßverzehrelemente eingeleitet werden. Die Stoßverzehrelemente werden dabei gegen eine hinter diesen liegende Fläche gedrückt. Dabei handelt es sich um ein Teil oder Teile des Fahrzeug-Wagenkastens. Der Stoß wird – wenn die Stoßverzehrelemente keine Energie mehr aufnehmen können – in stabile Teile des Wagenkastens eingeleitet.
Sind die Stoßverzehrelemente als Kombination einer reversibler und einer irreversiblen Stufe ausgeführt, dann ist die irreversible Stufe gewöhnlich am Wagenkasten und die reversible Stufe an der irreversiblen Stufe befestigt. Möglich ist, dass mehrere irreversible Stufen und/oder reversible Stufen vorhanden sind.
Bei einem Aufprall auf den Stoßbügel wird die Stoßenergie zunächst von der reversiblen Stufe des Stoßverzehrelementes absorbiert und nur dann, wenn die reversible Stufe keine weitere Stoßenergie mehr aufnehmen kann und z. B. ein Endanschlag der reversiblen Stufe erreicht ist, wird die irreversible Stufe beansprucht.
Bei Doppeltraktionsfahrten oder Abschleppfahrten müssen Schienenfahrzeuge miteinander gekuppelt werden. Zu diesem Zweck kann der Stoßbügel, der auf Höhe der Kupplungsvorrichtung und den seitlich hervorstehenden Stoßverzehrelementen liegt, z. B. mittels einer Schwenkmechanik um eine horizontal verlaufende Schwenkachse nach oben verschwenkt. Beim Hochschwenken des Stoßbügels verbleibt das reversible Stoßverzehrelement in seiner Position.
In nach oben verschwenkter Position kann die dahinter angeordnete, zumeist eingeklappte Kupplungsvorrichtung ausgeklappt und das Fahrzeug mit einem anderen Fahrzeug gekuppelt werden. Der nach oben verschwenkte Stoßbügel wird in der verschwenkten Stellung gesichert, bis die Kupplungsvorrichtung wieder eingeklappt wird. Die Kupplungsvorrichtung, insbesondere die Kupplungsstange, erstreckt sich in ausgeklappter Position auf Höhe des Stoßbügels oder ungefähr auf gleicher Höhe, wenn dieser nicht verschwenkt ist. Das heißt, die Kupplungsstange, die seitlich angeordneten Stoßverzehrelemente und der Stoßbügel liegen in nicht verschwenkter Ausgangsposition ungefähr auf gleichem Höhenniveau.
Fahren die miteinander gekuppelten Schienenfahrzeuge in eine Kurve ein, verändert sich die Position und Ausrichtung der Kupplungsstange gegenüber der Neutralstellung bei Geradeausfahrt. Die Kupplungsstange ist relativ zu der an sie befestigten tragenden Konstruktion des Fahrzeuges schwenkbar. Bei Geradeausfahrt ist die Kupplungsstange mit ihrer Längsachse in Fahrtrichtung orientiert. Bei Einfahrt in eine Kurve nimmt die Kupplungsstange eine Schwenkstellung ein, bei der ihre Längsachse unter einem entsprechenden Winkel gegen die Fahrzeug-Längsachse verläuft.
Als nachteilig hat sich erwiesen, dass die ausgeklappte Kupplungsstange infolge der seitlich hervorstehenden Stoßverzehrelemente bei Kurvenfahrten nur um einen relativ eng begrenzten Schwenkbereich gegenüber der Neutralstellung bei Geradeausfahrt verschwenkt werden kann. Die ausgeklappte Kupplungsstange schlüge – würden engere Kurven befahren – beim Verschwenken an den Stoßverzehrelementen an.
Um engere Kurvenradien zu ermöglichen, können die Stoßverzehrelemente über dem Niveau der Kupplungsvorrichtung angeordnet werden. Damit würden Sie jedoch in den räumlichen Bereich der Fahrerkabine gelangen, was sich auf die Bewegungsfreiheit des Fahrzeugführers auswirkt oder die Baulänge des Fahrzeugs verändert und dem Fahrzeugführer durch Hochsetzen der Frontscheibe die Sicht nach unten nimmt. Zum anderen könnten dann die Stoßkräfte nicht direkt in das Fahrzeuguntergestell eingeleitet werden, was sich negativ auf die Sicherheit des Fahrzeugführers und der weiteren Personen im Fahrzeug auswirkt, oder es wäre eine zusätzliche stabile Konstruktion erforderlich, um den Kräften bei einem Aufprall standhalten zu können. Dies würde aber zu einem größeren Gewicht führen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Crashabsorberanordnung anzugeben, bei der die oben beschriebene Anordnung von Kupplungsvorrichtung und der Stoßverzehrelemente auf gleichem Höhenniveau beibehalten bleibt, aber engere Kurvenradien befahren werden können.
Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Kuppeln zweier Schienenfahrzeuge anzugeben, bei dem die beschriebenen Nachteile vermieden werden.
Die Aufgabe wird gelöst mit einer Crashabsorberanordnung für Schienenfahrzeuge, insbesondere für eine Straßenbahn, bei der ein Stoßverzehrelement, insbesondere das reversible Stoßverzehrelement, für den Kupplungsbetrieb von einem anderen Stoßverzehrelement, insbesondere dem irreversiblen Stoßverzehrelement, trennbar ist. Insbesondere weist die Anordnung auf:

– ein erstes (z. B. irreversibles) Stoßverzehrelement,
– ein zweites (z. B. reversibles) Stoßverzehrelement, das in einem ersten zur Aufnahme von Stoßenergie bereiten Betriebszustand mit dem ersten Stoßverzehrelement verbunden ist,
– und ein Aufprallelement, welches mit dem zweiten Stoßverzehrelement verbunden ist,

Die Aufgabe wird ferner gelöst mit einem Verfahren zum Kuppeln eines ersten Schienenfahrzeuges mit einem zweiten Schienenfahrzeug insbesondere an eine solche Crashabsorberanordnung, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:

– Trennen der Verbindung zwischen einem ersten (z. B. dem irreversiblen) Stoßverzehrelement und einem zweiten (z. B. dem reversiblen) Stoßverzehrelement,
– Bewegen des zweiten Stoßverzehrelement mittels einer Bewegungseinrichtung in eine Stellung eines zweiten Betriebszustandes,
– Kuppeln der Schienenfahrzeuge über eine Kupplungsvorrichtung des Schienenfahrzeuges.

Auch im Folgenden gilt, dass es sich bei dem ersten Stoßverzehrelement z. B. um ein irreversibles Stoßverzehrelement handeln kann und bei dem zweiten Stoßverzehrelement z. B. um ein reversibles Stoßverzehrelement handeln kann.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung.
Der Erfindung liegt der Gedanke zu Grunde, die Crashabsorberanordnung so auszugestalten, dass die bisherige vorgegebene Anordnung mit zwei fest verbundenen Stoßverzehrelementen, z. B. mit einem irreversiblen Stoßverzehrelement und einem reversiblen Stoßverzehrelement, die einerseits an Teilen des Wagenkastens befestigt ist und andererseits an dem Stoßbügel, durchbrochen wird. Beim Kuppeln zweier Schienenfahrzeuge wird die zwischen den beiden Stoßverzehrelementen bestehende Verbindung gelöst und das zweite Stoßverzehrelement folgt z. B. dem Stoßbügel beim Hochschwenken und kann insbesondere weiter am Stoßbügelbefestigt bleiben. Wird die Doppeltraktionsfahrt oder Abschleppfahrt beendet, kann z. B. der Stoßbügel wieder heruntergeklappt werden und die Verbindung zwischen dem zweiten Stoßverzehrelement und dem ersten Stoßverzehrelement wird wiederhergestellt.
Die gesamte Baulänge der Stoßverzehrelemente verkürzt sich auf diese Weise um die Länge des zweiten Stoßverzehrelements, da dieses wegbewegt wird. Die Kupplungsstange kann im ausgeklappten Zustand somit einen größeren Bereich von Schwenkstellungen einnehmen, ohne an dem zweiten Stoßverzehrelement anzuschlagen. Engere Kurvenradien sind befahrbar. Es wird eine Bewegungseinrichtung verwendet, mit der das zweite Element für den Kupplungsbetrieb wegbewegt wird.
Die Bewegungseinrichtung kann insbesondere zwischen dem zweiten Stoßverzehrelement und dem ersten Stoßverzehrelement angeordnet sein, d. h. die Bewegungseinrichtung ist mit relativ zueinander beweglichen Teilen an den verschiedenen Stoßverzehrelementen angebracht. Es ist aber auch möglich, dass ein Teil der Bewegungseinrichtung an anderen Teilen des Schienenfahrzeugs angebracht ist, z. B. unmittelbar am Wagenkasten oder anderen tragenden Teilen des Fahrzeugs. Ein zweiter Teil der Bewegungseinrichtung, der relativ zu dem ersten Teil der Bewegungseinrichtung beweglich ist, ist dann an dem zweiten Stoßverzehrelement oder damit verbundenen Teilen, z. B. dem Aufprallelement befestigt.
Vorzugsweise handelt es sich bei der Bewegungseinrichtung um dieselbe Bewegungseinrichtung, mit der das Aufprallelement für den Kupplungsbetrieb bewegt wird. Dadurch kann auf eine zusätzliche Bewegungseinrichtung verzichtet werden. Um dieselbe Bewegungseinrichtung nutzen zu können, kann z. B. eine Kopplungskinematik eingesetzt werden, über die eine Antriebseinrichtung sowohl das Aufprallelement als auch das zweite Stoßverzehrelement bewegt.
Die Auftrennung der Verbindung zwischen dem zweiten und dem ersten Stoßverzehrelement bedeutet nicht zwangsläufig, dass beim Kupplungsvorgang Bauteile am Fahrzeug abmontiert werden müssen. Vielmehr verbleiben die Bauteile und insbesondere das zweite Stoßverzehrelement am Fahrzeug. Vorzugsweise ist das zweite Stoßverzehrelement an dem Aufprallelement angeordnet, entweder starr oder vorzugsweise beweglich. Darauf wird noch näher eingegangen.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Anordnung eine Verschlusseinrichtung zum Lösen und Verschließen der Verbindung des ersten Stoßverzehrelements mit dem zweiten Stoßverzehrelement auf. Bei der Verschlusseinrichtung kann es sich z. B. um eine Schnellverschlusseinrichtung handeln, bei der durch Entriegeln des Verschlusses (z. B. mit einem Werkzeug oder per Hand) die Verbindung freigegeben wird. Umgekehrt kann die Schnellverschlusseinrichtung so ausgestaltet sein, dass die Verbindung zwischen dem zweiten und dem ersten Stoßverzehrelement beim Wiederherstellen des Betriebszustandes zur Aufnahme von Stoßenergie wieder einrastet, vorzugsweise ohne zusätzliches Anziehen der Verriegelung mit einem Werkzeug. Z. B. schnappt die Verriegelung lediglich dadurch ein, dass die voneinander getrennten Teile wieder in der vorgesehenen Weise zusammengebracht werden.
Ferner wird bevorzugt, dass die Anordnung eine Schwenkeinrichtung zum Verschwenken des zweiten Stoßverzehrelementes relativ zu dem Aufprallelement aufweist. Insbesondere wenn die Drehachse der Schwenkbewegung etwa in vertikaler Richtung verläuft, kann das zweite Stoßverzehrelement relativ zu dem Aufprallelement verschwenkt werden und auf diese Weise in dem zweiten Betriebszustand, der dem Kupplungsbetrieb entspricht, Platz in Längsrichtung des Fahrzeugs gewonnen werden.
Generell gilt vorzugsweise, dass sich das erste Stoßverzehrelement aus Sicht des Wagenkastens des Schienenfahrzeugs nach vorne in Fahrtrichtung erstreckt (beziehungsweise bei umgekehrter Fahrtrichtung nach hinten entgegen der Fahrtrichtung). In dem ersten Betriebszustand, in dem die Crashabsorberanordnung zur Aufnahme von Stoßenergie bereit ist, erstreckt sich im weiteren Verlauf ausgehend von dem ersten Stoßverzehrelement das zweite Stoßverzehrelement in Fahrtrichtung beziehungsweise entgegen der Fahrtrichtung. Dabei kann zwischen den Stoßverzehrelementen ein Zwischenelement angeordnet sein. Weiter in Längsrichtung des Schienenfahrzeuges beziehungsweise in der Fahrtrichtung (oder entgegen der Fahrtrichtung) ist im ersten Betriebszustand das Aufprallelement angeordnet.
In dem Fall, dass das Aufprallelement als Stoßbügel ausgeführt ist (siehe oben) befindet sich die erfindungsgemäße Crashabsorberanordnung vorzugsweise sowohl an der einen Seite des Stoßbügels als auch an der anderen Seite. Dies bedeutet, dass die Enden des Stoßbügels jeweils über ein erstes Stoßverzehrelement und ein zweites Stoßverzehrelement mit dem Wagenkasten verbunden sind, wenn sich die Anordnung in dem ersten Betriebszustand befindet. In dem zweiten Betriebszustand dagegen sind vorzugsweise die zweiten Stoßverzehrelemente an den entgegengesetzten Enden des Stoßbügels mit diesem zusammen an einem anderen Ort, der es der Kupplungsvorrichtung ermöglicht, über einen größeren Schwenkbereich verschwenkt zu werden.
Das erste Stoßverzehrelement verbleibt beim Kupplungsvorgang insbesondere an seiner bisherigen festen Anordnung und Position an Teilen des Wagenkastens.
In einer konkreten Ausgestaltung, die zusätzlichen Platz für das Verschwenken der Kupplungsvorrichtung schafft, weist die Anordnung ein Zwischenelement auf, über das das erste Stoßverzehrelement in dem für die Aufnahme von Stoßenergie bereiten ersten Betriebszustand mit dem zweiten Stoßverzehrelement verbunden ist. Insbesondere wird das Zwischenelement gemeinsam mit dem zweiten Stoßverzehrelement von dem ersten Stoßverzehrelement getrennt und von diesem entfernt, um den Kupplungsbetrieb zu ermöglichen.
Wie auch oben bereits zu dem ersten und dem zweiten Stoßverzehrelement ausgeführt, erstreckt sich das Zwischenelement vorzugsweise in Längsrichtung des Fahrzeugs beziehungsweise Fahrtrichtung, sodass die Gesamtlänge der Anordnung, die aus dem ersten Stoßverzehrelement, dem Zwischenelement und dem zweiten Stoßverzehrelement besteht, die Summe der Längen der drei Elemente ist.
Bei einer Weiterbildung ist in dem ersten Betriebszustand eine Verbindung des Zwischenelements mit dem ersten Stoßverzehrelement durch einen ersten Verschluss verschlossen. Bei dem Verschluss kann es sich um einen Verschluss der oben erwähnten Verschlusseinrichtung handeln. Wiederum kann es sich um einen Schnellverschluss handeln.
Das Zwischenelement ist vorzugsweise mit zwei Verschlüssen in dem ersten Betriebszustand verschlossen. Über den einen Verschluss ist, wie erwähnt, das Zwischenelement hinsichtlich seiner Verbindung zu dem ersten Stoßverzehrelement verschlossen. Über den zweiten, optionalen Verschluss ist das Zwischenelement bezüglich seiner Verbindung mit dem zweiten Stoßverzehrelement verschlossen. Vorzugsweise führt das Öffnen des zweiten Verschlusses jedoch nicht dazu, dass das Zwischenelement und das zweite Stoßverzehrelement voneinander getrennt werden können. Vielmehr führt das Öffnen des zweiten Verschlusses dazu, dass eine Relativbewegung (z. B. eine Schwenkbewegung) des Zwischenelements und des zweiten Stoßverzehrelements möglich ist, sodass das Zwischenelement für den zweiten Betriebszustand in eine andere Relativposition zu dem zweiten Stoßverzehrelement gebracht werden kann. Z. B. schwenkt das Zwischenelement dabei um eine horizontal verlaufende Drehachse nach unten. Es verbleibt jedoch vorzugsweise an dem zweiten Stoßverzehrelement und damit vorzugsweise auch indirekt an dem Aufprallelement.
Wenn bei einer anderen Ausführungsform kein Zwischenelement vorhanden ist, das sich in dem ersten Betriebszustand zwischen dem zweiten und dem ersten Stoßverzehrelement befindet, kann das zweite Stoßverzehrelement analog zu der oben beschriebenen Ausführungsform des Zwischenelements mit zwei Verschlüssen kombiniert sein. Der eine Verschluss verschließt die Verbindung zu dem ersten Stoßverzehrelement in dem ersten Betriebszustand. Der andere Verschluss verschließt eine Bewegungsmöglichkeit relativ zu dem Aufprallelement. Allerdings wird es bevorzugt, dass diese Bewegungsmöglichkeit eine Drehbewegung um eine in vertikaler Richtung verlaufende Drehachse ist. Es ist aber auch eine Drehbewegung um eine in horizontaler Richtung verlaufende Drehachse möglich.
Gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens wird beim Kuppeln eines Schienenfahrzeuges mit einem zweiten Schienenfahrzeug die Verbindung zwischen ersten und zweiten Stoßverzehrelement insbesondere durch manuelles Betätigen der Verschlusseinrichtung gelöst. Durch nachfolgendes insbesondere manuelles Betätigen der Schwenkeinrichtung kann der Stoßbügel, mit dem das zweite Stoßverzehrelement verbunden ist, verschwenkt werden.
Um weiteren Platz zu sparen, sieht die erfindungsgemäße Crashabsorberanordnung in einer Weiterbildung vor, dass das zweite Stoßverzehrelement an dem Aufprallelement einklappbar oder an diesem verdrehbar angeordnet ist. Das zweite Stoßverzehrelement kann in verschwenkter Endposition des Stoßbügels vorzugsweise über ein am Stoßbügel befindliches Drehgelenk mit vertikaler Drehachse (bei Betrachtung des Fahrzeugs von außen) hinter den Stoßbügel gedreht werden. Vorgesehen ist in einer weiteren Variante auch, dass das zweite Stoßverzehrelement hinter den Stoßbügel eingeklappt bzw. gedreht und in dieser Stellung zusätzlich am Stoßbügel fixiert werden.
Schließlich ist in einer nächsten bevorzugten Ausgestaltung ein Schienenfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Crashabsorberanordnung vorgesehen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert und Ausführungsbeispiele beschrieben.
Es zeigen:
1 eine schematische und vereinfachte Draufsicht auf den Frontbereich eines Schienenfahrzeuges und mit einer tragenden Konstruktion, an der eine Kupplungsvorrichtung und die Stoßverzehrelemente in dem ersten Betriebszustand bei eingeklappter Kupplungsstange und heruntergeklapptem Stoßbügel, erkennbar sind,
2 eine schematische und vereinfachte Draufsicht auf den Frontbereich des Schienenfahrzeuges nach 1 mit ausgeklappter Kupplungsstange und hochgeschwenktem Stoßbügel, d. h. in dem zweiten Betriebszustand,
3 eine weitere schematische Draufsicht auf den Frontbereich des Schienenfahrzeuges bei heruntergeklapptem Stoßbügel,
4 eine schematische Draufsicht auf den Frontbereich des Schienenfahrzeuges nach 3 bei hochgeschwenktem Stoßbügel,
5 eine schematische und vereinfachte Seitenansicht einer Ausführung der Anordnung der Stoßverzehrelemente und des Stoßbügels,
6 eine schematische und vereinfachte Seitenansicht der Ausführung gemäß 5 in dem zweiten Betriebszustand,
7 eine weitere schematische und vereinfachte Darstellung einer weiteren Ausgestaltung der Anordnung der Stoßverzehrelemente und des Stoßbügels,
8 eine schematische und vereinfachte Darstellung einer am Schienenfahrzeug angeordneten Kupplungsvorrichtung mit verschwenkter Kupplungsstange,
9 eine Seitenansicht auf eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Crashabsorberanordnung bei geschlossener Verschlusseinrichtung und heruntergeklapptem Stoßbügel,
10 eine schematische und vereinfachte Darstellung der Seitenansicht nach 9 bei geöffneter Verschlusseinrichtung und mittels Schwenkeinrichtung verschwenktem Stoßbügel.
1 zeigt eine schematische und vereinfachte Darstellung der Teile im Frontbereich eines Schienenfahrzeuges. Die Fahrtrichtung erstreckt sich in dieser Darstellung von unten nach oben oder von oben nach unten.
Gezeigt wird die tragende Konstruktion mit einer Kupplungsvorrichtung, wobei die Kupplungsstange eingeklappt dargestellt ist. Im unteren Teil der Zeichnung ist ein Aufprallelement in Form eines Stoßbügels 51, der sich über einen wesentlichen Teil der Breite des Schienenfahrzeuges konvex gekrümmt erstreckt, dargestellt. Der Stoßbügel 51 ist an seinen entgegengesetzten Enden jeweils an einem reversiblen Stoßverzehrelement 52 befestigt, das wiederum über ein irreversibles Stoßverzehrelement 50 mit dem Wagenkasten 10, 11, 12 verbunden ist. Die Stoßverzehrelemente 52, 50 sind paarweise in Längsrichtung zum Fahrzeug angeordnet. 1 zeigt insgesamt vier, an jeder Fahrzeugseite zwei, symmetrisch zur senkrechten Mittelebene des Schienenfahrzeuges angeordnete Stoßverzehrelemente 50, 52. Bei einem Stoß auf den Stoßbügel 51 wird die Stoßenergie zumindest teilweise von den Stoßverzehrelementen 50, 52 aufgenommen werden, so dass der Stoß nicht oder nur teilweise auf die tragende Konstruktion des Schienenfahrzeuges übertragen wird. Von der tragenden Konstruktion des Wagenkastens sind ein Querträger 10, zwei daran befestigte Längsträger 11a, 11b und diagonale Stützen 12a, 12b dargestellt, die sich von dem Querträger aus diagonal nach außen in Richtung der Stoßverzehrelemente 52, 50 erstrecken.
Zu sehen ist eine Kupplungsstange 31 in eingeklappter Stellung. Die Kupplungsstange ist aus- und zusammenklappbar, indem sie um eine in vertikaler Richtung verlaufende Schwenkachse eines Gelenkes 32 und um eine Schwenkachse 33 im Befestigungsbereich an der tragenden Konstruktion verschwenkt wird.
2 zeigt eine Draufsicht wie in 1, jedoch mit ausgeklappter und verschwenkter Kupplungsstange 31. Der Stoßbügel 51 befindet sich in hochgeklappter Stellung. Die höhere Position ist in der Darstellung jedoch nicht erkennbar. Er wurde z. B. um eine (nicht dargestellte) in horizontaler Richtung verlaufende Schwenkachse nach oben verschwenkt, so dass die Kupplungsstange 31 ausklappbar und der Kupplungsvorgang ausführbar ist. Zu erkennen ist in dieser Darstellung, dass die reversiblen Stoßverzehrelemente 52 an beiden Enden des Stoßbügels 51 unter den Stoßbügel 51 verschwenkt angeordnet sind. Die irreversiblen Stoßverzehrelement 50 sind an den Teilen der tragenden Konstruktion verblieben.
3 zeigt eine weitere Darstellung der Draufsicht auf Teile im Frontbereich eines Schienenfahrzeuges mit der Anordnung der Stoßverzehrelemente 50, 52 und des Stoßbügels 51 in heruntergeklappter Position sowie in 4 in hochgeschwenkter Position. Das reversible Element 52 ist anders ausgestaltet als in 1 und 2. In 4 sind die reversiblen Stoßverzehrelemente 52 an beiden Enden des Stoßbügels 51 an diesem nach innen eingeklappt dargestellt.
5 zeigt eine schematische und vereinfachte Darstellung einer Ausführung der erfindungsgemäßen Anordnung der Stoßverzehrelemente 50, 52 und des Stoßbügels 51 in Seitenansicht. Gezeigt wird das mit tragenden Teilen 10 des Schienenfahrzeuges verbundene irreversible Stoßverzehrelement 50. Über eine Einrichtung 20 sind das irreversible Stoßverzehrelement 50 und das reversible Stoßverzehrelement 52 miteinander verriegelt. Das reversible Stoßverzehrelement 52 ist über eine am Stoßbügel befestigte Konstruktion 22 mit dem Stoßbügel 51 verbunden. Über die Einrichtung 20 wird die Verbindung zwischen irreversiblen und reversiblen Stoßverzehrelement aufgetrennt. Das reversible Stoßverzehrelement 52 wird über eine vertikal verlaufende Schwenkachse 23 nach innen verschwenkt und am Stoßbügel 51 fixiert. Die Schwenkbewegung kann über eine zweite Verschlusseinrichtung 28 verschlossen und gelöst werden
6 zeigt die Anordnung von 5 in dem zweiten Betriebszustand. Man erkennt, dass der Stoßbügel 51 mit dem daran befestigten reversiblen Stoßverzehrelement 52 und der Verschlusseinrichtung 20 nicht nur in eine höhere Position bewegt wurde, sondern auch in Längsrichtung des Fahrzeugs (in 6 von links nach rechts verlaufend) von dem irreversiblen Stoßverzehrelement 50 entfernt wurde. Allerdings zeigt 6 nicht exakt den zweiten Betriebszustand, da das reversible Stoßverzehrelement 52 noch nicht relativ zu dem Stoßbügel 51 um die Achse 23 verschwenkt wurde. Am nach rechts weisenden freien Ende des irreversiblen Stoßverzehrelements 50 erkennt man einen Vorsprung 20a, der Teil der Verschlusseinrichtung 20 ist. Dieser Vorsprung 20a erstreckt sich in dem in 5 dargestellten ersten Betriebszustand im Inneren der Verschlusseinrichtung 20.
7 zeigt eine schematische und vereinfachte Darstellung einer weiteren Ausgestaltung der Anordnung der Stoßverzehrelemente und des Stoßbügels 51 nach der Erfindung. Es wird eine Seitenansicht dargestellt. Der Stoßbügel 51 ist durch eine Einrichtung 21 mit Teilen des Fahrzeugrohbaus 27 verbunden. Die Einrichtung 21 sieht einen bogenartigen Schwenkarm 21a und ein Teil 26, das die Verbindung zum Fahrzeugrohbau 27 herstellt, vor. Das an der Rückseite des Stoßbügels befestigte Teil 22 nimmt das reversible Stoßverzehrelement 52 auf, das am Stoßbügel 51 befestigt ist. Nach Trennung der Verbindung zwischen dem irreversiblen Stoßverzehrelement 50 und dem reversiblen Stoßverzehrelement 52 wird der Stoßbügel 51 mit dem reversiblen Stoßverzehrelement 52 mittels Schwenkarm 21a verschwenkt (nicht dargestellt).
8 zeigt eine schematische und vereinfachte Darstellung einer am Schienenfahrzeug 15 angeordneten Kupplungsvorrichtung mit verschwenkter Kupplungsstange 31. Mit Bezugszeichen 16 wird die Position und Ausrichtung der Kupplungsstange 31 in Neutralstellung bei Geradeausfahrt des Schienenfahrzeuges 15 angedeutet. Bezugszeichen SB gibt den Schwenkbereich der Kupplungsstange 31 von der Neutralstellung 16 bis zu einer maximalen Schwenkposition bei Einfahrt in Kurven an.
9 und 10 zeigen Seitenansichten einer Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Crashabsorberanordnung. Dabei stellt 9 den ersten Betriebszustand dar, in dem die Crashabsorberanordnung bereit ist, etwaige Stöße beim Aufprall auf das Aufprallelement aufzunehmen. Dagegen stellt 10 den zweiten Betriebszustand dar, in dem das Schienenfahrzeug über eine in 9 und 10 nicht dargestellte Kupplungsvorrichtung mit einem anderen Schienenfahrzeug zusammen gekuppelt werden kann.
An tragenden Teilen 10, z. B. des Wagenkastens des Schienenfahrzeugs, ist ein irreversibles Stoßverzehrelement 10 angeordnet, das sich mit seinem in 9 und 10 nach rechts weisenden Ende in Fahrtrichtung nach vorne beziehungsweise hinten erstreckt. An diesem Ende ist eine Schwenkeinrichtung 21 angeordnet, die es erlaubt, ein reversibles Stoßverzehrelement 52 und ein damit verbundenes Aufprallelement (hier: Stoßbügel 51) nach oben in die in 10 gezeigte Schwenkstellung zu verschwenken. Die Schwenkeinrichtung 21 weist ein erstes, an dem freien Ende des irreversiblen Stoßverzehrelements 50 befestigtes Befestigungselement 55b auf, welches einen schräg nach oben und vorne verlaufenden Kinematikarm 58 trägt, der relativ zu dem ersten Befestigungselement 55b unbeweglich ist. Ferner ist an dem ersten Befestigungselement 55b eine teleskopierbare Einrichtung 55 drehbeweglich angelenkt. Sämtliche im Folgenden beschriebenen Gelenke der Schwenkeinrichtung 21 ermöglichen Drehbewegungen um etwa in horizontaler Richtung verlaufende Achsen.
In einem mittleren Bereich des Kinematikarms 58 ist drehbeweglich ein erster Dreharm 59 angelenkt, dessen entgegengesetztes Ende drehbeweglich an einem zweiten Befestigungselement 53a der Schwenkeinrichtung 21 angelenkt ist. Dieses zweite Befestigungselement 53a ist fest mit dem reversiblen Stoßverzehrelement 52 verbunden.
Außerdem ist in der Nähe des freien Endes des Kinematikarms 58 ein zweiter Dreharm 54 drehbeweglich angelenkt, dessen entgegengesetztes Ende drehbeweglich ebenfalls an dem zweiten Befestigungselement 53b angelenkt ist. Der erste Dreharm 59 und der zweite Dreharm 54 verlaufen sowohl in dem ersten Betriebszustand (9) und in dem zweiten Betriebszustand (10) jeweils etwa parallel zueinander. Dabei erstrecken sie sich ausgehend von dem Kinematikarm 58 in dem ersten Betriebszustand von oben nach unten und ausgehend von dem Kinematikarm 58 in dem zweiten Betriebszustand schräg aufwärts gerichtet nach vorne oben (oder alternativ in eine andere aus Sicht des Wagenkastens 10 nach vorne weisende Richtung, abhängig von dem gewünschten Schwenkwinkel der Dreharme 54, 59). Daher befindet sich das zweite Befestigungselement 53b mit samt dem reversiblen Stoßverzehrelement 52 und dem Stoßbügel 51 in dem zweiten Betriebszustand in einer Position relativ zu dem irreversiblen Stoßverzehrelement 50, die weiter vorne und weiter oben als in dem ersten Betriebszustand liegt. Dabei unterstützt die teleskopierbare Einrichtung 55 die Bewegung von dem ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand oder treibt diese Bewegung an. Bei der teleskopierbaren Einrichtung handelt es sich z. B. um eine Gas-Druckfeder, die die Schwenkbewegung nach oben unterstützt und damit erleichtert.
Um in dem ersten Betriebszustand eine stabile Verbindung zwischen dem irreversiblen Stoßverzehrelement 50 und dem reversiblen Stoßverzehrelement 52 herzustellen, ist außerdem ein Zwischenelement 53 vorgesehen, welches in dem ersten Betriebszustand (9) auf der einen Seite unmittelbar mit dem ersten Befestigungselement 55b und auf der gegenüberliegenden Seite unmittelbar mit dem zweiten Befestigungselement 53b verbunden ist. Dabei ist die Verbindung des Verbindungselements 53 mit dem ersten Befestigungselement 55b lösbar, um die Trennung zwischen den beiden Stoßverzehrelementen 50, 52 und den jeweils damit verbundenen Teilen zu ermöglichen. Dagegen ist die Verbindung zwischen den Verbindungselement 53 und dem zweiten Befestigungselement 53b zwar ebenfalls lösbar, jedoch lediglich um eine Schwenkbewegung des Verbindungselements 53 relativ zu dem zweiten Befestigungselement 53b zu ermöglichen, sodass das Verbindungselement 53 in dem zweiten Betriebszustand nach unten verschwenkbar ist. Die Drehachse dieser Schwenkbewegung ist insbesondere identisch mit der Drehachse, um die das zweite Befestigungselement 53b und der zweite Dreharm 54 relativ zueinander verschwenkbar sind.
Das Zwischenelement 53 ist bezüglich seiner lösbaren Verbindung zu dem ersten Befestigungselement 55b verschließbar (d. h. die Verbindung ist gegen ein unbeabsichtigtes Lösen gesichert). Hierzu ist eine erste Verschlusseinrichtung 57 vorgesehen, beispielsweise eine Schnelleverschlusseinrichtung. Die Verbindung zwischen dem Verbindungselement 53 und dem zweiten Befestigungselement 53b ist über eine zweite Verschlusseinrichtung 56 verschließbar. Jeweils durch Betätigen der Verschlusseinrichtungen 56, 57 können die Verbindungen des Verbindungselements 53 gelöst werden, sodass die Anordnung aus dem ersten in den zweiten Betriebszustand gelangen kann. Umgekehrt kann beim erneuten Erreichen des ersten Betriebszustandes z. B. durch Einrasten der Verschlusseinrichtungen 56, 57 wieder eine gesicherte Verbindung erzielt werden.
In dem konkret dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Verschlusselement 53 an seiner im ersten Betriebszustand zu dem zweiten Befestigungselement 53b weisenden Anlagefläche einen schräg von oben nach unten verlaufenden Verlauf auf, sodass die ebenfalls schräg von oben nach unten verlaufende Anlagefläche des zweiten Befestigungselements 53b beim Übertragen von Stoßkräften eine vertikale Kraftkomponente aufweist. Die Anlagefläche des zweiten Befestigungselements 53b dient dabei auch als Anschlag für die Drehbewegung des Verbindungselements 53, wenn dieses wieder in die Position verschwenkt wird, die es in dem ersten Betriebszustand einnimmt.
Die in 9 und in 10 dargestellte Schwenkeinrichtung 21 ermöglicht aufgrund der beschriebenen Kinematik mit zwei etwa parallel verlaufenden Dreharmen und aufgrund des Zwischenelements nicht nur ein Verschwenken des reversiblen Stoßverzehrelements 52 und des Aufprallelements 51 nach oben, sondern auch einen deutlichen Abstand in Längsrichtung des Fahrzeugs in dem zweiten Betriebszustand. Dadurch wird Platz geschaffen für die Handhabung der Kupplungsvorrichtung beim Herstellen einer Kupplung mit einem zweiten Schienenfahrzeug.
Anders als in 9 und 10 dargestellt könnte das Zwischenelement fest mit dem reversiblen Stoßverzehrelement verbunden sein oder das gegen den Stoßbügel verschwenkbare Element 53 durch das reversible Stoßverzehrelement ersetzt werden. In beiden Fällen ist das reversible Stoßverzehrelement in dem zweiten Betriebszustand gegen den Stoßbügel verschwenkt.

Claims

Crashabsorberanordnung für Schienenfahrzeuge, insbesondere Straßenbahnen, aufweisend – ein erstes Stoßverzehrelement (50), – ein zweites Stoßverzehrelement (52), das in einem ersten, zur Aufnahme von Stoßenergie bereiten Betriebszustand mit dem ersten Stoßverzehrelement (50) verbunden ist, – und ein Aufprallelement (51), welches mit dem zweiten Stoßverzehrelement (52) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung eine Bewegungseinrichtung (20) aufweist, mit der das zweite Stoßverzehrelement (52) bewegbar ist, und dass die Bewegungseinrichtung ausgestaltet ist, das zweite Stoßverzehrelement (52) vom ersten Stoßverzehrelement zu trennen und die Anordnung in einen zweiten, für einen Kupplungsbetrieb des Schienenfahrzeugs geeigneten Betriebszustand zu bringen.
Crashabsorberanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung eine Verschlusseinrichtung (25) zum Lösen und Verschließen der Verbindung des ersten Stoßverzehrelementes (50) mit dem zweiten Stoßverzehrelement (52) aufweist.
Crashabsorberanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung eine Schwenkeinrichtung (21) zum Verschwenken des zweiten Stoßverzehrelementes (52) relativ zu dem Aufprallelement (51) aufweist.
Crashabsorberanordnung (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung ein Zwischenelement (53) aufweist, über das das erste Stoßverzehrelement (50) in dem für die Aufnahme von Stoßenergie bereiten Betriebszustand mit dem zweiten Stoßverzehrelement (52) verbunden ist.
Crashabsorbereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Betriebzustand eine Verbindung des Zwischenelements (53) mit dem ersten Stoßverzehrelement (50) durch einen ersten Verschluss verschlossen ist.
Crashabsorberanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Stoßverzehrelement an dem Aufprallelement (51) einklappbar oder an diesem verdrehbar angeordnet ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Crashabsorberanordnung mit einer Kupplungsvorrichtung zum Kuppeln des Schienenfahrzeugs mit einem zweiten Schienenfahrzeug kombiniert ist, wobei die Kupplungsvorrichtung verschwenkbar auf Höhe des ersten Stoßverzehrelements (52) angeordnet ist, um ein Verschwenken der miteinander gekuppelten Schienenfahrzeuge zu ermöglichen.
Anordnung nach Anspruch 7, wobei die Kupplungsvorrichtung in dem ersten Betriebszustand in einer eingeklappten, nicht kupplungsbereiten Stellung ist.
Schienenfahrzeug mit einer Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren zum Kuppeln eines ersten Schienenfahrzeuges mit einem zweiten Schienenfahrzeug, insbesondere unter Verwendung einer Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: – Trennen einer Verbindung zwischen einem ersten Stoßverzehrelement (50) und einem zweiten Stoßverzehrelement (52), – Bewegen des zweiten Stoßverzehrelements (52) mittels der Bewegungseinrichtung in eine Stellung eines zweiten Betriebszustandes, – Kuppeln der Schienenfahrzeuge über eine Kupplungsvorrichtung des Schienenfahrzeuges.