-
Die Erfindung betrifft einen Energieabsorber sowie eine Kupplung und ein Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug mit einem Energieabsorber sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Energieabsorbers.
-
Bei Fahrzeugen, insbesondere Triebwagen oder sonstigen Schienenfahrzeugen wird Sicherheit unter anderem durch Energieabsorber geboten, welche bei Belastung Energie verzehren. Solche Fahrzeug-Energieabsorber werden insbesondere im Bereich von Stoßbügeln, Stoßfängern und Kupplungen eingesetzt. Energieabsorber dienen je nach Auslegung zum Abfangen üblicher leichter Stöße und/oder zum Abfangen von schweren Stößen bei einem Unfall.
-
Ein Hauptanteil eines Energieverzehrs, der über die Kupplung stattfindet, ist in eine Kupplungsstange integriert. Der Energieverzehr kann reversibel z.B. als Puffer oder irreversibel z.B. als Verformungsrohr ausgeführt sein. Das Verformungsrohr wandelt die Energie eines Aufpralls destruktiv durch mechanisches Aufweiten eines Rohres in Verformungsenergie um. Das Verformungsrohr ist entweder in die Kupplungsstange integriert oder als Überlastschutz einer Anlenkung nachgelagert. Die Anlenkung selbst kann ebenfalls Energieabsorber als Energieverzehrelemente enthalten, wie in Form von Gummielementen als Elastomerfedergelenk. Diese Gummielemente dienen vor allem dazu, Stöße während des Fahrbetriebs, z.B. beim Anfahren oder Bremsen, auszugleichen und ein weicheres Fahrverhalten zu erreichen. Eine Elastomerring-Anlenkung bietet sich an, wenn im Fahrzeug nur ein kleiner Einbauraum zur Verfügung steht. Gummiringe, die vor und hinter einer Anbauebene am Fahrzeug angeordnet sind, wirken stoßdämpfend in Zug- und Druckrichtung. Eine Elastomerfederanlenkung basiert auf demselben Prinzip, besitzt jedoch eckige Federelemente. Dies sichert die Kupplung automatisch gegen Verdrehen und gewährleistet dennoch eine große kardanische Bewegungsfreiheit.
-
Bekannt sind auch sogenannte Crashelemente und Crashboxen. Sogenannte Unfall- bzw. Crashpuffer bestehen z.B. aus einem Federelement für reversiblen Energieverzehr und einem Deformationselement für irreversiblen Energieverzehr.
-
Nachteilhaft bei derartigen Energieabsorbern ist, dass diese in geringen Stückzahlen nur mit hohem Kostenaufwand herstellbar sind.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Energieabsorber sowie eine Kupplung und ein Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug, mit einem Energieabsorber mit einfachem Aufbau und möglichst universeller Konstruierbarkeit bereitzustellen. Außerdem soll ein Verfahren zur Herstellung eines Energieabsorbers vorgeschlagen werden.
-
Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale der Ansprüche 1, 7, 8 und 9 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.
-
Eine bevorzugte Ausgestaltung ist ein Energieabsorber, wobei der Energieabsorber Polymerbeton aufweist.
-
Mit anderen Worten kann der Energieabsorber ganz aus Polymerbeton bestehen oder zumindest abschnittsweise Polymerbeton aufweisen.
-
Insbesondere ist der Energieabsorber ein Fahrzeug-Energieabsorber, welcher in einem Fahrzeug eingebaut oder in ein Fahrzeug einbaubar ist.
-
Ein solcher Energieabsorber kann im Sinne einer elastischen Komponente, welche Stoßenergie aufnimmt und wieder abgibt, zumindest zeitweilig Energie absorbierend ausgebildet sein. Ein solcher Energieabsorber kann aber auch teilweise oder ganz im Sinne eines plastischen Körpers ausgebildet sein, welcher auf diesen einwirkende Energie aufnimmt und in Verformungsenergie umwandelt.
-
Gattungsfremd ist aus beispielsweise dem Straßenbau Polymerbeton bekannt, der als Bindemittel ein Polymer bzw. Kunststoff und als Füllstoff Gesteinskörnung bzw. Betonbestandteile enthält. Als Polymer zum Ausbilden einer Polymermatrix für den Polymerbeton ist insbesondere Epoxidharz und Polyesterharz einsetzbar. Füllstoff bzw. Betonbestandteile sind insbesondere mineralische Stoffe, z.B. Quarzsand. Insbesondere zusätzlich vorteilhaft einbringbare Füllstoffe sind beispielsweise Metallschrott, so genannte Whiskers, d.h. insbesondere nadelförmige Einkristalle, und/oder Kurzfasern, welche aus mineralischen oder nicht-mineralischen Bestandteilen bestehen können.
-
Abhängig von dem verwendeten Füllstoff und insbesondere dessen Körnungen ist eine Dichte von lediglich beispielsweise bis zu 3000 kg/m3 und ein quasi isotropes Verhalten bei einem hohen Füllungsgrad von insbesondere lediglich beispielsweise bis zu 96% bei zugleich hoher Temperaturbeständigkeit im Bereich von beispielsweise insbesondere –40 °C bis +100 °C erzielbar. Vorteilhaft ist ein solcher Polymerbeton korrosions- und witterungsbeständig, weist eine glatte Oberfläche auf und unterliegt kaum einer Schrumpfung.
-
Eine Ausgestaltung eines solchen Energieabsorbers besteht darin, dass der Polymerbeton in zumindest einem Energie absorbierungsfähigen Absorbtionselement des Energieabsorbers eingebracht ist.
-
Bei dem Energieabsorber kann es sich somit nicht nur um eine einteilige Komponente handeln. Bei dem Energieabsorber kann es sich auch um eine Baueinheit handeln, welche aus mehreren Komponenten besteht, wobei eine oder mehrere der Komponenten der Baueinheit als ein solches Absorbtionselement aus Polymerbeton ausgebildet ist/sind. Insbesondere ist ein solches Absorbtionselement derart in der Baueinheit bzw. in dem Energieabsorber angeordnet, dass das Absorbtionselement im Einbauzustand eine zu absorbierende Kraft zumindest zeitweilig ganz oder teilweise absorbiert. Insbesondere ist das Absorbtionselement in dem Energieabsorber in einem Abschnitt angeordnet, durch welchen im Stoßfall Kraft geleitet wird.
-
Eine Ausgestaltung eines solchen Energieabsorbers besteht darin, dass der Energieabsorber zumindest zwei solche Absorbtionselemente aus Polymerbeton aufweist, wobei zumindest zwei solcher Absorbtionselemente zueinander unterschiedlich geformt und/oder ausgebildet sind.
-
Die unterschiedlich geformte Ausgestaltung kann beispielsweise in zueinander unterschiedlichen Dimensionen und/oder Zusammensetzungen bestehen. Die Absorbtionselemente können beispielsweise auch strukturell verschieden ausgebildet sein, beispielsweise als winkelig verlaufende Profile oder als Voll- oder Hohlprofile.
-
Weiterbildungen sind z.B. zwei ineinander einschiebbare Formteile, z.B. Rohre, mit sich in Längsrichtung änderndem, insbesondere verjüngendem Querschnitt und/oder zwei ineinander einschiebbare Formteile mit einem größeren Außenquerschnitt des Innenformteils relativ zum offenen Innenquerschnitt des Außenformteils, so dass zumindest eines der Absorbtionselemente bei zu absorbierender Kraftwirkung durch Ein- und/oder Überschieben verformt wird.
-
Eine weitere Ausgestaltung eines solchen Energieabsorbers besteht darin, dass zumindest ein solches Absorbtionselement zwischen zwei keinen Polymerbeton aufweisenden Komponenten angeordnet ist.
-
Beispielsweise kann das Absorbtionselement zwischen zwei aus Metall bestehenden Komponenten eines Puffers oder einer Kupplung eingesetzt sein. Das Anordnen des Absorbtionselements zwischen den Komponenten kann durch einfaches Zwischensetzen zwischen die Komponenten oder Einspannen zwischen diesen realisiert sein. Das Absorbtionselement kann aber auch an einer oder mehreren solcher Komponente direkt befestigt, z.B. angeklebt sein.
-
Gemäß einer Weiterbildung können mehrere solche Absorbtionselemente untereinander oder zusammen mit weiteren Komponenten eine rahmenartige Struktur ausbilden.
-
Noch eine Ausgestaltung besteht darin, dass zumindest ein solches Absorbtionselement eine Sollbruchstelle und eine Sollbruchstellen-Aktivierungseinrichtung aufweist, wobei die Sollbruchstellen-Aktivierungseinrichtung an der Sollbruchstelle längs einer Einwirkungsrichtung einer Kraft angeordnet ist.
-
Eine solche Sollbruchstellen-Aktivierungseinrichtung ist insbesondere ein Messer oder ein sonstiger Körper mit einer Schneidkante, wobei die Schneidkante längs der Sollbruchstelle angeordnet ist, insbesondere daran anliegt. Bei einer zu großen einwirkenden Kraft kann somit nicht nur eine Verformung erzielt sondern auch ein Zerbrechen der Struktur erreicht werden.
-
Eine weitere Ausgestaltung eines solchen Energieabsorbers besteht darin, dass der Energieabsorber als Puffer, so genannte Crashbox oder Verformungsrohr ausgebildet ist. Dies ermöglicht einen Einsatz insbesondere im Fahrzeugbau.
-
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung besteht in einer Kupplung zum Ankuppeln von beispielsweise Anhängern bzw. Waggons, wobei die Kupplung zumindest einen solchen Energieabsorber aufweist.
-
Noch eine weitere bevorzugte Ausgestaltung besteht in einem Fahrzeug, insbesondere in einem schienengebundenen Fahrzeug, wobei das Fahrzeug zumindest einen solchen Energieabsorber und/oder zumindest eine solche Kupplung aufweist.
-
Bei einem Fahrzeug ist somit ein darin üblicher Energieabsorber auf Basis von elastischen und/oder plastischen Elementen aus Metall und/oder Gummi ganz oder teilweise durch einen Energieabsorber mit bzw. aus Polymerbeton ersetzt, der insbesondere mineralische Anteile aufweist. Dies ermöglicht eine kostengünstige und einfache Fertigung. Außerdem wird eine individuelle Anpassung der Struktur und/oder Zusammensetzung des Energieabsorbers auch bei geringen Stückzahlen kostengünstig ermöglicht.
-
Außerdem wird als Ausgestaltung ein Verfahren zur Herstellung eines Energieabsorbers, insbesondere zur Herstellung eines so ausgebildeten Energieabsorbers bevorzugt, bei dem in eine Form Polymer und Betonbestandteile eingebracht werden und bei dem nach einem Verfestigen oder Aushärten ein daraus ausgebildeter Energieabsorber oder ein daraus ausgebildetes energieabsorbierendes Absorbtionselement aus der Form entnommen wird.
-
Das Verwenden einer Form lässt die eingefüllten Materialien während der Herstellung eine gewünschte Kontur annehmen. Die Materialien können besondere nacheinander bzw. einzeln oder bereits zusammengemischt in die Form eingebracht werden. Das Verfestigen bzw. Aushärten erfolgt durch Trocknen oder Erkalten zumindest einer flüssigen Komponente und/oder durch chemische Umbildung zumindest einer der Komponenten.
-
Eine Ausgestaltung eines solchen Verfahrens steht darin, dass in die Form das Polymer als fließfähiges Polymer eingebracht wird und/oder dass in die Form ein zumindest teilweise fließfähiges Gemisch aus Polymer mit Betonbestandteilen eingebracht wird und/oder dass das Polymer und Betonbestandteile in der Form zum An- oder Aufschmelzen des Polymers zeitweilig erhitzt werden.
-
Ein fließfähiges Polymer ist insbesondere so beschaffen, dass es zwischen die übrigen Bestandteile, insbesondere Betonbestandteile fließen kann, um diese beim Verfestigen bzw. Aushärten miteinander zu Verbinden. Je nach Material des Polymers bzw. Kunststoffs werden die übrigen Bestandteile davon nur umschlossen oder benetzt oder das Material dringt in die übrigen Bestandteile oder ihre Oberflächen ein oder führt zu einer chemischen Reaktion damit. Bevorzugt handelt es sich bei dem fließfähigen Polymer um ein erhitzbares oder erhitztes Polymer, insbesondere um ein auf über 100°C erhitzbares Polymer, um es an- oder aufzuschmelzen.
-
Gemäß einer Weiterbildung ist die Form eine Gießform, in welche das Polymer und/oder das Gemisch aus Polymer mit Betonbestandteilen eingegossen wird.
-
Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens besteht darin, dass die Form mit dem Polymer und den Betonbestandteilen vor und/oder bei einem Verfestigungsvorgang gerüttelt wird.
-
Durch das Rütteln kann eine gleichmäßige Verteilung der in die Form eingefüllten Bestandteile erzielt werden. Insbesondere dringen die Bestandteile auch leichter in Aussparungen oder hintergriffige Bereiche eines Formraums. Außerdem bewirkt das Rütteln eine Verdichtung und somit einen hohen Füllungsgrad.
-
Ein besonderer Vorteil liegt in der Art und Weise des Designs derartig herstellbarer Energieabsorber. Ermöglicht wird nach Baukastenart einen maßgeschneiderten Energieverzehr je nach Kundenvorgaben zu realisieren. Hierbei ist es möglich, durch die Geometrie, Matrix und Füllung die jeweiligen Charakteristika der Energieabsorber abzuändern und/oder zu kombinieren. Die Vorteile des Polymerbetons sind vielfältig und bestehen unter anderem in Witterungs- und Korrosionsbeständigkeit, Resistenz gegen Chemikalien, geringer Dichte, hoher Druck-Zug-Festigkeit, schwingungsdämpfenden Eigenschaften, geringer Schrumpfung, einem hohen Füllungsgrad und einer Temperatur- und Frostbeständigkeit, was den Einsatz in einem Fahrzeug vorteilhaft ermöglicht.
-
Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im Einzelnen folgendes dargestellt:
-
1 zeigt in schematisiert vereinfachter und teilweise geschnittener Darstellung einen vorder- oder rückseitigen Ausschnitt eines Fahrzeugs mit einem Puffer, welcher einen bevorzugten Energieabsorber aufweist;
-
2 zeigt eine Draufsicht auf Komponenten gemäß 1;
-
3 zeigt einen Ausschnitt von Komponenten gemäß 2;
-
4 zeigt in teilweise geschnittener Darstellung schematisiert vereinfacht eine Gießvorrichtung zum Herstellen eines bevorzugten Energieabsorbers;
-
5 zeigt verschieden strukturierte Energieabsorber aus Polymerbeton;
-
6 zeigt schematisch Ausschnitte von verschiedenen Energieabsorbern, welche miteinander verbunden sind;
-
7 zeigt schematisch Energieabsorber, welche miteinander zu einer rahmenartigen Struktur verbunden sind;
-
8 und 9 zeigen schematisch zwei unter teilweiser Verformung ineinander einschiebbare Energie-Absorbtionselemente; und
-
10 zeigt schematisch ein Anwendungsbeispiel im Bereich einer Kupplung eines Schienenfahrzeugs.
-
Wie aus den verschiedenen Ansichten und Teilansichten der 1 bis 3 ersichtlich, ist insbesondere vorderseitig an einem Fahrzeug 1 wie beispielsweise einem Kraftfahrzeug ein Energieabsorber 2 als Puffer angeordnet.
-
Der Energieabsorber 2 weist rückseitig bzw. dem Fahrzeug 1 zugewandt einen Lagerblock 3 auf. Der Lagerblock 3 dient zur Befestigung des Energieabsorbers 2 am Fahrzeug 1 bzw. an einem Fahrzeugrahmen 10 des Fahrzeugs 1. Vorderseitig bzw. dem Fahrzeug 1 abgewandt weist der Energieabsorber 2 einen Stoßbügel 4 auf.
-
Zwischen dem Lager 3 und dem Stoßbügel 4 ist eine Anordnung aus bevorzugt mehreren Kraft absorptionsfähigen Absorbtionselementen 5 angeordnet. Die Absorbtionselemente 5 bestehen zumindest abschnittsweise oder bevorzugt ganz aus Polymerbeton.
-
Die beispielhaft dargestellten Absorbtionselemente 5 bestehen aus länglichen Hohlprofilen. Die Hohlräume der Hohlprofile erstrecken sich dabei in einer Längsrichtung, welche sich in einer Richtung einer im Stoßfall einwirkenden Kraft F erstrecken, welche zumindest zeitweilig elastisch oder dauerhaft plastisch und ganz oder teilweise zu absorbieren ist.
-
Die beispielhaften Hohlprofile haben dabei rechteckige oder quadratische Querschnitte und liegen mit ihren äußeren Längsseiten aneinander an. Eine Verbindung der Absorbtionselemente 5 bzw. Hohlprofile untereinander erfolgt beispielsweise mittels einer mechanisch koppelnden Verbindungseinrichtung 6. Die Verbindungseinrichtung 6 ist z.B. in Art eines Feder-Nut-Prinzips als z.B. kleeblattförmiges Spannschloss ausgebildet.
-
Wie insbesondere aus 2 und 3 ersichtlich ist, sind zwei zueinander benachbarte der Absorbtionselemente 5 so miteinander verbunden, dass zwischen diesen eine Sollbruchstelle 7 besteht. Beispielhaft wird die Sollbruchstelle 7 durch ein Verbindungsmittel 11, beispielsweise einen Kleber ausgebildet. Eine Sollbruchstellen-Aktivierungseinrichtung 8, die beispielsweise in Art eines Messers ausgebildet ist und insbesondere eine Schneidkante 9 aufweist, ist so angeordnet, dass die Sollbruchstelle 7 bei einer zu stark einwirkenden Kraft F aufbricht. Dazu ist die Schneidkante 9 längs der Sollbruchstelle 7 angeordnet und der Körper der Sollbruchstellen-Aktivierungseinrichtung 8 erstreckt sich von der Schneidkante 9 aus in Richtung längs der zu kompensierenden einwirkenden Kraft F. Die Schneidkante 9 sorgt z.B. im Fall eines Unfalls dafür, dass sich ein fortlaufender Riss in der Sollbruchstelle 7 ausbildet.
-
Im Bereich der sich in den Lagerblock 3 erstreckenden Absorbtionselemente 5 sind optional Düsen 12 ausgebildet.
-
Bei der Konstruktion des Energieabsorbers 2 bzw. der Absorbtionselemente 5 kann ein gewünschtes Absorptionsverhalten beispielsweise dadurch skaliert bzw. eingestellt werden, dass eine Wandungsstärke der Absorbtionselemente 5 eine entsprechend vorbestimmbare Breite b aufweist. Das Absorptionsverhalten ist beispielsweise auch durch eine entsprechende Auswahl der bei der Herstellung verwendeten Materialien und/oder Struktur vorbestimmbar.
-
Anstelle einer Vielzahl solcher Absorbtionselemente 5 können beispielsweise auch nur ein, zwei oder wenige einzelne Absorbtionselemente 5 in dem Energieabsorber 2 eingesetzt sein. Auch können solche Absorbtionselemente 5 zueinander beabstandet in dem Energieabsorber 2 eingesetzt sein. Insbesondere können in einem Fahrzeug beispielsweise zylindrische Rohre aus Faserverbund-Kunststoff durch derartige Polymerbetonprofile ersetzt werden.
-
4 zeigt eine beispielhafte Gießvorrichtung 20 in teilweise geschnittener Darstellung. Die Gießvorrichtung 20 weist eine Form 21, insbesondere Gießform mit einem insbesondere nach oben offenen Formraum 22 auf.
-
Über beispielsweise ein erstes Silo 23 sind als Füllstoff Betonbestandteile 24 in den Formraum 22 einfüllbar. Bei den Betonbestandteilen 24 handelt es sich insbesondere um mineralische Stoffe wie beispielsweise Quarzsand. Weitere Füllstoffe können als insbesondere zusätzliche Füllstoffe beispielsweise Metallschrott, Whiskers oder Kurzfasern sein. Insbesondere sind diese zusammen mit den Betonbestandteilen oder über eine eigene Zuführeinrichtung einfüllbar.
-
Beispielsweise über ein zweites Silo 25 ist als Bindemittel zum Ausbilden einer Matrix ein Kunststoff, insbesondere Polymer 26 in den Formraum 22 einfüllbar. Das Polymer 26 kann pulverförmig, granulatförmig und/oder flüssig bzw. fließfähig sein, während es in den Formraum 22 eingefüllt wird.
-
Beispielsweise kann alternativ in einem einzigen Vorgang auch ein vorbereitetes Gemisch aus Betonbestandteilen 24 und Polymer 6 in den Formraum 22 eingefüllt werden.
-
In den flüssigen bzw. fließfähigen Zustand gelangt das Polymer 26 insbesondere durch Erhitzen. Das Erhitzen kann bereits vor dem Eintritt in den Formraum 20 erfolgen. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Gießvorrichtung 20 in ihrer Wandung eine Heizeinrichtung 31 auf, welche beispielsweise durch Heizwendeln ausgebildet ist. Damit ist das in den Formraum 22 eingefüllte Material so aufheizbar, dass sich das Polymer 26 zumindest teilweise verflüssigt bzw. an- oder aufgeschmolzen wird. Nach einem Abschalten der Heizeinrichtung 30 und einem nachfolgenden Erkalten verfestigt sich das Polymer 26 wieder und bildet eine Matrix aus, welche sich selber und die Füllstoffe fest miteinander verbindet, insbesondere verklebt.
-
Die Form 21 ist bevorzugt auf einer Rüttelanordnung 30, insbesondere auf einem so genannten Rütteltisch angeordnet. Mittels der Rüttelanordnung 30 ist die Form 21 mit dem darin befindlichen Material über eine insbesondere einstellbare Zeit t in eine vibrierende Bewegung versetzbar, um das in den Formraum 22 eingefüllte Material zu verdichten.
-
Insbesondere durch eine solche Rüttelbewegung oder im Fall eines z.B. nachträglichen Einfüllens des Polymers 26 nach dem Einfüllen der Betonbestandteile 24 kann ein Absorbtionselement 27 entstehen, welches ganz oder im Wesentlichen aus Polymerbeton 28 besteht. Oberhalb des Polymerbetons 28 entsteht durch das Rütteln bei bzw. nach der Verdichtung gegebenenfalls eine Schicht aus Polymer 29, beispielsweise Reinharz ohne darin enthaltenen Füllstoffen. Diese zusätzliche Schicht kann, sofern sie in unerwünschter Weise entstehen sollte, je nach gewünschter Ausgestaltung bestehen bleiben oder in einem nachträglichen Arbeitsgang wieder entfernt werden.
-
5 zeigt beispielhaft verschiedenen strukturiert aufgebaute Absorbtionselemente. Als Vollprofile ausgebildete Absorbtionselemente 40–42 sind in Form eines Zylinders, eines Quaders bzw. Würfels und eines fünfeckigen Körpers skizziert. Als Hohlprofile ausgebildete Absorbtionselemente 43–45 sind in Form eines Würfels, eines fünfeckigen Körpers und eines dreieckigen Körpers skizziert. Derartige Profile können einzeln und in verschiedenen Größen und mit verschiedenen Strukturen bzw. Formen gefertigt und angewendet werden. Größer dimensionierte Energieabsorber können gegebenenfalls aus mehreren derartigen Grundprofilen hergestellt werden.
-
6 skizziert zueinander benachbarte Ausschnitte dreier weiterer beispielhafter Absorbtionselemente 46–48. Diese sind zueinander beabstandet angeordnet, wobei sich in dem Abstandsbereich ein Verbindungsmittel 49 befindet. Das Verbindungsmittel 49 ermöglicht eine einfache Verklebung der Absorbtionselemente 46–48 untereinander und kann beispielsweise als so genanntes Prepreg, das heißt vorimprägnierte Fasern, als glasfaserverstärkter Kunststoff oder als glasfaserverstärkter Kunststoff ohne Phenol ausgebildet sein. Herstellbar ist so beispielsweise eine Art Endlosskelett aus Absorptionselementen, welche miteinander verklebt sind.
-
7 zeigt eine weitere modifizierte Ausgestaltung eines beispielhaften Absorbtionselements 50, welches flächig bzw. plattenförmig ausgebildet ist. Von einem Rand ausgehend führen einer oder mehrere Schlitze 51 in den flächigen Körper hinein. Die Schlitze 51 erstrecken sich dabei so weit und sind so beabstandet zueinander angeordnet, dass aus mehreren solcher Absorbtionselemente 50 ein rahmenartiger bzw. wabenartiger Energieabsorber 52 zusammensteckbar ist.
-
8 zeigt eine beispielhafte Ausgestaltung eines Energieabsorbers 53, welcher aus zwei Absorbtionselementen 54, 55 ausgebildet ist. Insbesondere das Absorbtionselement 55 mit dem größeren Durchmesser ist als Hohlprofil ausgebildet. Dessen Innendurchmesser ist so groß, dass das andere Absorbtionselement 54 mit seinem Außendurchmesser im inneren Randbereich des größeren Absorbtionselements 55 einsetzbar ist. Eine Innenkontur bzw. ein sich verengender Innendurchmesser des größeren Absorbtionselements 55 und/oder eine Außenkontur bzw. ein sich vergrößernder Außendurchmesser des anderen Absorbtionselements 54 und/oder sind so auf einander abgestimmt, dass die beiden Absorbtionselemente 54, 55 bei einer ausreichend großen Krafteinwirkung ineinander geschoben werden und sich zumindest eines der Absorbtionselemente 54, 55 dabei verformt. Ein sich entgegen einer Einschieberichtung verengender Innendurchmesser des kleineren Absorbtionselements 54 bewirkt eine zunehmend stärker erforderliche Kraft F, um das Absorbtionselement 54 beim Einschieben zu verformen.
-
9 zeigt zwei weitere Skizzen zur Veranschaulichung des Prinzips aus 8 in Teilschnittdarstellung. Skizziert ist in der oberen Skizze ein nicht deformierter Energieabsorber 56 und in der unteren Skizze der Energieabsorber 56 in deformiertem Zustand.
-
10 skizziert ein weiteres Anwendungsbeispiel. Stirnseitig an einem Fahrzeug 60, insbesondere Schienenfahrzeug, ist eine Kupplung 61 angeordnet.
-
Die Kupplung 61 weist beispielhaft mehrere Energieabsorber 62, 63 auf. Ein erster der Energieabsorber 62 ist vorderseitig eines zentralen Kupplungsblocks 64 angeordnet. Zweite der Energieabsorber 62 sind rückseitig des zentralen Kupplungsblocks 64 angeordnet und dämpfen diesen gegenüber einem Fahrzeugrahmen ab.
-
Vorteilhaft sind die Komponenten der verschiedenen Ausgestaltungen auch untereinander kombinierbar, um zu noch weiteren Ausgestaltungen zu gelangen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug
- 2
- Energieabsorber, insbesondere Puffer
- 3
- Lagerblock
- 4
- Stoßbügel
- 5
- Absorbtionselement
- 6
- Verbindungseinrichtung, insbesondere Spannschloss
- 7
- Sollbruchstelle
- 8
- Sollbruchstellen-Aktivierungseinrichtung
- 9
- Schneidkante
- 10
- Fahrzeugrahmen
- 11
- Verbindungsmittel, insbesondere Kleber
- 12
- Düse
- 20
- Gießvorrichtung
- 21
- Form, insbesondere Gussform
- 22
- Formraum
- 23
- Silo, insbesondere für Betonbestandteile
- 24
- Betonbestandteile
- 25
- Silo für Polymer
- 26
- Polymer
- 27
- Absorbtionselement
- 28
- Polymerbeton
- 29
- Polymer, insbesondere Reinharz
- 30
- Rüttelanordnung
- 31
- Heizeinrichtung
- 40–42
- Absorbtionselemente als Vollprofile
- 43–45
- Absorbtionselemente als Hohlprofile
- 46–48
- Absorbtionselemente
- 49
- Verbindungsmittel
- 50
- steckbar kombinierbare Absorbtionselemente
- 51
- Schlitze
- 52
- Energieabsorber
- 53
- Energieabsorber
- 54, 55
- ineinander einschiebbare Absorbtionselemente
- 56
- Energieabsorber
- 60
- Fahrzeug
- 61
- Kupplung
- 62
- Energieabsorber
- 63
- Energieabsorber
- 64
- Kupplungsblock
- b
- Breite
- F
- im Stoßfall einwirkende Kraft
- t
- Zeit
