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Die Erfindung betrifft einen Überpufferungsschutz für Schienenfahrzeuge entsprechend dem Oberbegriff des ersten Patentanspruches.
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Die Erfindung ist überall dort anwendbar, wo ein Überpufferungsschutz am Untergestell eines Bahnwagens, insbesondere eines Tank- oder Kesselwagens, verhindern soll, dass Schienenfahrzeuge überpuffern.
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Schienenfahrzeuge, insbesondere Tank- oder Kesselwagen, weisen ein mit einem Fahrwerk versehenes Untergestell auf, an dessen Stirnseiten Puffer angeordnet sind.
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Im Eisenbahnbetrieb kommt es vor, das aufgrund hoher Auflaufgeschwindigkeiten Schienenfahrzeuge überpuffern oder aufsteigen, das heißt, ein vorn oder hinten stehendes Fahrzeug rutscht aufgrund der Aufprallenergie auf das betroffene Fahrzeug. Dabei können die Puffer beispielsweise den Tank eines betroffenen Fahrzeuges beschädigen. Dadurch kann gefährliches Ladegut austreten oder die Ladung wird beschädigt. Der Überpufferungsschutz hat die Aufgabe das zu verhindern und den Tank und das Ladegut zu schützen.
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Nach dem Stand der Technik sind unterschiedliche Möglichkeiten bekannt, den Tank oder des Ladegut bei einer Überpufferung zu schützen.
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DE 87 05 085.4 U1 beschreibt einen Kesselwagen zum Transport gefährlicher Güter, wobei Seitenbleche angeordnet sind, die in etwa in halber Kesselhöhe am Kessel angebracht sind, wobei Enden durch eine senkrecht angeordnete und am Unterteil befestigte Metallplatte als Rammbohlen miteinander verbunden sind. Das Blech stellt zwar einen Schutz des Kessels, aber keinen Überpufferungsschutz dar.
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DE 196 26 496 A1 beschreibt eine Behälterschutzeinrichtung für Schienenfahrzeuge, insbesondere für Kessel- und geschlossene Schüttgutwagen, wobei die Behälterschutzeinrichtung stirnseitig vor dem Behälter am Untergestell befestigt ist, so dass der Behälter bei einem Zusammenprall vom Kesselwagen geschützt ist. Nachteilig an dieser Lösung ist, dass die gesamte Stirnseite des Kesselwagens mit einer Behälterschutzeinrichtung versehen sein muss, was Montage- und Materialkosten sowie ein hohes Gewicht des Wagens zur Folge hat.
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EP 1 849 677 B1 beschreibt einen Überpufferungsschutz für Schienenfahrzeuge, insbesondere für Tank- und Kesselwagen, bei dem nur ein Teil der Stirnseite mit einem Schutzschild gegen Stöße bei der Überpufferung abgeschirmt wird, wobei geringere Material- und Montagekosten auftreten und das Gewicht des Kesselwagens reduziert werden kann.
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EP 2 033 868 B1 zeigt einen Überpufferungsschutz für Eisenbahnwagen, insbesondere für Tankwaggons, bei denen der Puffer oben und unten mit einer Halbschale geschützt ist, wobei die Halbschalen durch eine seitliche Schale miteinander verbunden sind. Mit dieser Lösung ist der Bereich um den Puffer geschützt, was gegenüber den vorherigen Lösungen eine erhebliche Gewichtseinsparung darstellt. Nachteilig an dieser Lösung ist aber, dass die Halbschalen, die feste Ränder aufweisen, in den jeweils anderen Bahnwagen eindringen können, was Beschädigungen zur Folge haben kann. Weiterhin weist diese Vorrichtung den Nachteil auf, dass durch die untere Halbschale Probleme bestehen, gefahrlos unter dem Puffer hinweg zu gehen. Das ist allerdings zum Kuppeln von Bahnwagen erforderlich. Daher ist diese Überpufferungseinrichtung für den praktischen Bahnbetrieb wenig geeignet.
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Beidseitig an Bahnwagen angeordnete Puffer dienen dazu, Stöße von Bahnwagen, die beim Aneinanderstoßen der Bahnwagen bei niedriger Geschwindigkeit entstehen, aufzufangen, indem die Bewegungsenergie des einzelnen Bahnwagens durch eine Feder im Puffer reduziert wird. Herkömmliche Puffer sind geeignet für niedrige Aufprallgeschwindigkeiten in etwa bis zu 12 Stundenkilometer, wie diese beim Rangieren von Bahnwagen normalerweise vorkommen. Bei höheren Aufprallgeschwindigkeiten können bei diesen Puffern Schäden am Untergestell des Bahnwagens entstehen. Damit diese nicht auftreten, werden sogenannten Crashpuffer eingesetzt. Crashpuffer sind so beschaffen, dass nach Zusammenschieben des Puffers, bis zum Ende des Weges der Pufferfeder, eine zusätzliche Energie dadurch aufgenommen wird, dass in einer dafür vorgesehenen Zone am oder im Puffer mechanische Verformungen auftreten. Schäden am Untergestell des Bahnwagens bei einem Zusammenstoß mit höherer Geschwindigkeit als 12 km/h werden damit bis zu einer bestimmten Aufprallgeschwindigkeit vermieden.
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EP 1 310 416 A1 beschreibt eine Kollisionsschutzeinrichtung für Schienenfahrzeuge ohne stirnseitig seitlich angeordnete Seitenpuffer, wobei am Untergestell eine Zone angeordnet ist, in der eine Energieabsorption im Falle eines Zusammenstoßes erforderlich ist. Diese Energieabsorption erfolgt durch Deformation in Längsrichtung.
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EP 1 306 281 B1 beschreib eine Kletterschutzvorrichtung für Schienenfahrzeuge mit Seitenpuffern, wobei eine Kombination aus Rippen mit einer Rippenplatte die Seitenpuffer von oben und unten umschließt, wobei die Seitenpuffer bei differenziert begrenztem Haftniveau mindestens bis zur Ansatzfläche der Rippen eindrückbar sind und die Begrenzung des Pufferhubes durch eine Aufteilung des gesamten Hubes auf mehrere hintereinandergeschaltete Elemente realisiert wird, wobei sich bei den betrieblich auftretenden Kräften nur diejenigen Elemente bewegen, deren Hübe in der Summe den zulässigen Wert nicht überschreiten. Die den Puffer umgebenden Rippen weisen dennoch Kanten auf, die bei einem Zusammenprall und einer Überpufferung Beschädigungen nach sich ziehen können.
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Nachteilig am zitierten Stand der Technik ist, dass die bekannten Überpufferungsschutzvorrichtungen ein hohes Gewicht eine ungeeignete Bauweise oder Kanten aufweisen, was einen erhöhten Aufwand und im Falle einer Überpufferung und bei Aufsteigen von Bahnwagen zu Beschädigungen an diesen führen kann.
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Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen Überpufferungsschutz zu entwickeln, der ein Aufsteigen von Bahnwagen verhindert, ein geringes Gewicht, eine einfache Konstruktion bei geringem Aufwand aufweist, wobei im Falle eines Zusammenstoßes ein hohes Maß an Sicherheit vorhanden sein soll.
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Diese Aufgabe wird durch einen Überpufferungsschutz nach den Merkmalen des ersten Patentanspruches gelöst.
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Unteranspruche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wieder.
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Die erfindungsgemäße Lösung sieht einen Überpufferungsschutz für einen Puffer vor, wobei der Überpufferungsschutz zwischen dem Untergestell für einen Bahnwagen, vorzugsweise einen Kesselwagen, und einem Crashpuffer angeordnet ist.
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Dazu ist es erforderlich, wenn die Bohrungen in der Grundplatte des Überpufferungsschutzes mit dem Bohrbild eines Standardpuffers übereinstimmen. Das hat den Vorteil, dass die standardisierten Bohrungen im Untergestell des Bahnwagens, die mit dem standardisierten Bohrbild eines Puffers übereinstimmen und zum Befestigen der Grundplatte des Überpufferungsschutzes genutzt werden können. Mit dieser Grundplatte wird der Überpufferungsschutz zwischen Untergestell und Puffer angeordnet.
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Die Grundplatte ist oberhalb des Puffers einem Crashpuffer abgewinkelt oder abgekantet. Dabei ist es vorteilhaft, wenn zwischen der Waagerechten und dem abgewinkelten oder abgekanteten Teil des Überpufferungsschutzes ein Winkel zwischen 20 und 45, vorzugsweise 25 Grad, besteht.
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Weiterhin sieht die erfindungsgemäße Lösung vor, dass beidseitig der Grundplatte seitliche Stege angeordnet sind. Diese sind mit der Grundplatte fest verbunden. Diese feste Verbindung kann in einer Schweißverbindung bestehen.
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Vorteilhaft ist es, wenn die seitlichen Stege unterhalb des Crashpuffers halb so breit sind wie oberhalb des Crashpuffers. Damit wird eine hohe Stabilität des Überpufferungsschutzes erreicht.
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Erfindungsgemäß ragt der abgekantete Teil der Grundplatte über die seitlichen Stege hinaus. Dieser über die seitlichen Stege hinausragende abgekantete oder abgewinkelte Teil der Grundplatte weist Rippen auf. Diese verbinden die Grundplatte mit einer umlaufenden Stoßlippe und einem Deckblech.
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Vorteilhaft ist es, wenn die Rippen im vorderen Bereich des Deckbleches schräg zueinander verlaufen. Allgemein werden vier Rippen angeordnet, die auf der Grundplatte gerade und in gleichen Abständen zueinander verlaufen und im vorderen Bereich des Deckbleches so abgewinkelt sind, dass sie beispielsweise parallel zueinander, aber von der Mittellinie der Grundplatte weg verlaufen. Diese Anordnung ist deshalb vorteilhaft da die Rippen im Falle eines Zusammenstoßes seitlich weggebogen werden können und so nicht geeignet sind in den gegenüberliegenden Körper einzudringen.
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Durch diesen Aufbau des Überpufferungsschutzes besteht in seinem vorderen Teil, in dem das Deckblech angeordnet ist, ein Bereich, der gegen einen von unten aufstrebenden Puffer wirken kann und diesen in seiner Bewegung nach oben behindert. Gleichzeitig weist die Spitze des Überpufferungsschutzes ein deformierbares Deckblech und die umlaufende Stoßlippe auf, die im vorgesehenen Bereich deformierbar sind, so dass bei einem Zusammenstoß mit dem Kessel eines Kesselwagens oder einem anderen Fahrgut eine Deformation in diesem Bereich des Überpufferungsschutzes auftritt.
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Vorteilhaft ist es weiterhin, dass die Länge des Überpufferungsschutzes größer ist, als die Länge eines ausgelösten und zusammengeschobenen Crashpuffers. Das hat den Vorteil, dass der Überpufferungsschutz erst dann wirksam wird, wenn der Crashpuffer zusammengeschoben und mit seinem zusätzlichen Bereich bereits beansprucht wurde.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Breite des Überpufferungsschutzes mindestens in etwa der Breite eines normalen Puffers entspricht. Damit ist gewährleistet, dass ein Überpuffern über die gesamte Breite eines Puffers stattfindet.
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Um zu gewährleisten, dass auch höhere Kräfte, die bei einem Crash auftreten können, den abgekanteten oder abgewinkelten Teil des Überpufferungsschutzes nicht aufbiegen, ist es vorteilhaft, zwischen der Stoßlippe und dem seitlichen Steg oder der Stoßlippe und der Grundplatte eine Versteifung anzuordnen. Diese Versteifung wird mit der Stoßlippe und dem seitlichen Steg oder der Stoßlippe und der Grundplatte fest verbunden. Diese feste Verbindung kann in einer Schweißverbindung oder aber einer anderen Verbindung wie einer Klebverbindung bestehen.
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Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, dass das Überpuffern bzw. das Aufsteigen von Bahnwagen mit einem Überpufferungsschutz verhindert wird, der bei einer einfachen Konstruktion und einem geringen Gewicht eine hohe Festigkeit aufweist, wobei im Falle eines Zusammenstoßes die Gefahr einer Beschädigung von Bahnwagen gering ist.
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Im Folgenden wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel und 14 Figuren dargestellt. Die Figuren zeigen:
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1: Überpufferungsschutz für einen Eisenbahnwaggon in Ansicht von der Seite.
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2: Überpufferungsschutz für einen Eisenbahnwaggon in Ansicht von vorne.
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3: Überpufferungsschutz für einen Eisenbahnwaggon in Ansicht von oben.
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4: Überpufferungsschutz an einem Untergestell und einem Crashpuffer.
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5: Darstellung von zwei Wagenenden, bestehend aus Untergestell und Überpufferungsschutz, nicht eingedrückt.
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6: Darstellung von zwei Wagenenden, bestehend aus Untergestell, Überpufferschutz und Puffer, eingedrückt, im elastischen Bereich.
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7: Darstellung von 6 und Puffer mit ausgelöstem Crash-Element (plastischer Bereich).
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8: Darstellung von zwei Wagenenden, bestehend aus Untergestell und Überpufferungsschutz, nicht eingedrückt, wobei ein Wagengestell einen Crashpuffer aufweist.
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9: Darstellung von zwei Wagenenden, bestehend aus Untergestell, Überpufferschutzeinrichtung und Puffer, eingedrückt, im elastischen Bereich, wobei der rechte Wagen ohne Überpufferschutzeinrichtung ausgeführt ist und keinen Crashpuffer aufweist.
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10: Darstellung von 9 und Puffer mit ausgelöstem Crash-Element (plastischer Bereich), wobei der rechte Wagen ohne Überpufferschutzeinrichtung ausgeführt ist und keinen Crashpuffer aufweist.
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11: Puffer mit Überpufferungsschutz in perspektivischer Ansicht.
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12: Puffer mit Überpufferungsschutz in Ansicht von oben mit einem gegenüberliegenden Puffer.
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13: Kesselwagen mit Überpufferungsschutz bei einem Crash mit einem anderen Kesselwagen.
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14: Überpufferungsschutz für einen Eisenbahnwaggon in Ansicht von der Seite mit einer Versteifung zwischen der Stoßlippe und dem seitlichen Steg.
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Die 1 zeigt den erfindungsgemäßen Überpufferungsschutz 12, bestehend aus der Grundplatte 1, die im oberen Bereich abgewinkelt ausgebildet ist, wobei zwei seitliche Stege 2 beidseitig der Grundplatte 1 angeordnet sind. Der Winkel 11 zwischen der Waagerechten und dem abgewinkelten Teil des Überpufferungsschutzes 12 liegt im vorliegenden Fall in etwa bei 25 Grad.
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Im vorderen Bereich des Überpufferungsschutzes 12 sind Rippen 5 angeordnet und mit dem abgewinkelten Teil der Grundplatte 1 fest verbunden, wobei die feste Verbindung eine Schweißnaht darstellt. Im vorderen Teil des Überpufferungsschutzes 12 ist ein Deckblech 9 angeordnet, unter dem eine umlaufende Stoßlippe 4 unter dem Deckblech 9 läuft, so dass ein in etwa keilförmiger Körper entsteht, der die abgewinkelte Grundplatte 1 im Bereich der Rippen 5 nach vorn verlängert und elastisch ausgestaltet.
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Die 2 zeigt den Überpufferungsschutz 12 in einer Ansicht von vorne. Das Bohrbild 10 entspricht dem Bohrbild eines Standardpuffers. Beidseitig der abgekanteten Grundplatte 1 sind die seitlichen Stege 2 angeordnet, wobei im abgekanteten Teil der Grundplatte 1 die Rippen 5 gezeigt sind, die sich unter dem Deckblech 9 befinden, unter welchem eine Stoßlippe 4 angeordnet ist.
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Die 3 zeigt den Überpufferungsschutz 12 von oben, indem sich an die abgekantete Grundplatte 1 das Deckblech 9 anschließt, unter dem sich vier zunächst parallel verlaufende Rippen 5 befinden, die in ihrem vorderen Bereich abgeknickt sind. Unter dem Deckblech 9 ist die Stoßlippe 4 angeordnet.
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Die 4 zeigt, wie der Überpufferungsschutz 12 mittels Schrauben und Muttern am Untergestell 13 des Bahnwagens befestigt ist. Vor dem Überpufferungsschutz 12 ist der Crashpuffer 14 angebracht.
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Die 5 zeigt zwei Untergestelle 13 von Bahnwagen, an denen beidseitig Crashpuffer 14 und der Überpufferungsschutz 12 angebracht sind, wobei die Crashpuffer 14 nicht eingedrückt sind.
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Die 6 zeigt die gleiche Situation, wobei beide Crashpuffer 14 eingedrückt sind. In dieser Situation kommt es weder zu einer Berührung noch zur Entlastung des Überpufferungsschutzes 12. Sobald aber höhere Kräfte auf die Puffer wirken, lösen die Crash-Elemente der Crashpuffers 14 aus, wodurch in einem vorgesehenen Bereich eine plastische Verformung eintritt und die Crashpuffer 14 einen weiteren Bereich zusammengeschoben werden können. Diese Situation zeigt die 7. Dabei wird der Crashpuffer 14 über die Vorderkante des Überpufferungsschutzes 12 zurückgeschoben, so dass der Überpufferungsschutzes 12 gegen den jeweils gegenüberliegenden höheren Puffer wirkt und erforderlichenfalls verhindert, dass sich der im Bild rechts befindliche Crashpuffer 14 noch weiter über den links befindlichen Crashpuffer 14 schiebt. Die Länge 3 des eingeschobenen Crashpuffers 14 geringer als die Länge 8 des Überpufferungsschutzes 12.
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Die 8 bis 10 stellen die analoge Situation dar, wie sie in den 5 bis 7 dargestellt ist. Allerdings weisen dabei die rechten Lagen Puffer 15 auf, die keine Crashpuffer 14 darstellen. Wie die 10 zeigt, ist die Länge 3 des eingeschobenen Crashpuffers 14 geringer als die Länge 8 des Überpufferungsschutzes.
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Die 11 zeigt einen Crashpuffer 14 mit Überpufferungsschutz 12 in perspektivischer Ansicht, wobei das Deckblech 9 über der Stoßlippe 4 liegt und an der abgekanteten Grundplatte 1 und seitlichen Stegen 2 angeordnet sind.
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Die 12 zeigt einen Crashpuffer 14 mit Überpufferungsschutz 12, dessen Breite 7 geringer ist als die Breite 7a eines gegenüberliegend angeordneten Puffers 15. Damit soll über die gesamte Breite 7a des Puffers 15 gesichert werden, dass dieser durch den Überpufferungsschutz 12 aufgehalten wird.
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Die 13 zeigt zwei überpufferte Bahnwagen, wobei der rechte Bahnwagen am Untergestell 13 einen Überpufferungsschutz 12 aufweist, der sich in der Nähe des gegenüberliegenden Kessels befindet. Der Überpufferungsschutz 12 stellt aufgrund seiner Bauweise keine zusätzliche Gefahr der Penetration für den Kessel dar, weil es im weiteren Verlauf des Crashes zu einer Verformung der Stoßlippe 4 und der Rippen 5 bis in die Ebene des Puffertellers kommt.
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Die 14 zeigt eine Ausführungsvariante des Überpufferungsschutzes 12 mit einer Versteifung 16 zwischen der Stoßlippe 4 und dem Steg 2.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Grundplatte, abgekantet
- 2
- Steg, seitlich
- 3
- Länge eines eingeschobenen Crashpuffers 14
- 4
- Stoßlippe
- 5
- Rippe
- 6
- Pufferbreite
- 7
- Breite des Überpufferungsschutzes
- 7a
- Breite des Puffers 15
- 8
- Länge des Überpufferungsschutzes
- 9
- Deckblech
- 10
- Bohrbild zur Befestigung zwischen Untergestell und Puffer
- 11
- Winkel
- 12
- Überpufferungsschutz
- 13
- Untergestell, Bahnwagen
- 14
- Crashpuffer
- 15
- Puffer
- 16
- Versteifung
