DE102014209563A1

DE102014209563A1 - Aufpralldämpfer, insbesondere für ein Schienenfahrzeug

Info

Publication number: DE102014209563A1
Application number: DE102014209563.8A
Authority: DE
Inventors: Waldemar Wiens; Herbert Könenberg; Henrik Weyand; Klaus Schmitz
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2014-05-20
Filing date: 2014-05-20
Publication date: 2015-11-26
Also published as: CN105083313A

Abstract

Aufpralldämpfer, insbesondere für ein Schienenfahrzeug, umfassend mindestens zwei Deformationsrohre, die an einer gemeinsamen Aufprallplatte angeschlossen sind und die im Crashfall mit einem Umformprofil zusammenwirken, wobei der Aufpralldämpfer unverstellbar ist und die mindestens zwei Deformationsrohre jeweils mit einem hinsichtlich des Deformationsgrads unabhängigen Umformprofil zusammen wirken.

Description

Die Erfindung betrifft einen Aufpralldämpfer gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Jedes Schienenfahrzeug verfügt über einen Aufpralldämpfer zur Energieabsorption im Crashfall. Dabei wird bewusst eine irreversible Beschädigung des Aufpralldämpfers in Kauf genommen, indem ein Deformationsrohr durch eine fahrzeugseitige Deformationsmatrize gepresst und/oder das Deformationsrohr gefaltet wird.
Der von dem Aufpralldämpfer zu leistenden Energieabbau bedingt, dass das Deformationsrohr einerseits einen großen Durchmesser und/oder eine große Wandstärke aufweist. Dadurch ergibt sich eine große Masse des Aufpralldämpfers.
Aus der DE 197 45 656 A1 ist ein Aufpralldämpfer für Kraftfahrzeuge bekannt. Dieser Aufpralldämpfer umfasst zwei konzentrisch angeordnete Deformationsrohre, die durch die Ansteuerung eines Sperrteils mindestens zwei Absorptionskennlinien erzeugen können.
Die DE 10 2009 047 073 A1 betrifft ebenfalls einen Aufpralldämpfer für ein Kraftfahrzeug. Auch dieser Aufpralldämpfer ist in seiner Wirkung einstellbar, indem die Anzahl der in den Deformiervorgang eingebundenen Deformationsrohre steuerbar ist. Beispielhaft kommen mindestens zwei nebeneinander angeordnete Deformationsrohre zur Anwendung, so dass auch bei diesem Konstruktionsprinzip eine mindestens zweistufige Absorptionskennlinie möglich ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen einfachen Aufpralldämpfer bereitzustellen, der für besonders große Belastungen geeignet ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, indem der Aufpralldämpfer unverstellbar ist und die mindestens zwei Deformationsrohre jeweils mit einem hinsichtlich des Deformationsgrads unabhängigen Umformprofil zusammenwirken.
Versuche haben ergeben, dass z. B. zwei kleinere Deformationsrohre in einer Parallelschaltung dieselbe Absorptionsenergie erzeugen können, wie ein einzelnes deutlich größeres und schweres Deformationsrohr. Kleinere Rohre sind nicht nur deutlich leichter und kostengünstiger, sondern auch im Fertigungsablauf leichter handhabbar und bieten mehr Flexibilität bei der konstruktiven Auslegung eines Aufpralldämpfers.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung sind die Deformationsrohre bezogen auf eine Fahrbahnebenen vertikal zueinander angeordnet. Bei einem Schienenfahrzeug treffen kollidierende Fahrzeuge in Querrichtung stets äußerst präzise aufeinander. Abweichungen können in den Niveaulagen der Aufprallebenen auftreten. Unterschiedliche Niveaulagen führen zu einer starken Biegebelastung auf den Aufpralldämpfer. Die besagten Versuche haben gezeigt, dass die vertikale Anordnung eine deutliche Steigerung der zulässigen Biegebelastung ermöglicht. Eine weitere Maßnahme mit diesem Ziel kann darin bestehen, dass die beiden Deformationsrohre einen vertikalen Abstand zueinander aufweisen.
Im Hinblick auf eine einfache Montage des Aufpralldämpfers und des Aggregats z. B. an einem Schienenfahrzeug sind die beiden Umformprofile in einer gemeinsamen Halterung abgestützt.
Im Hinblick auf einen lageunabhängigen Einbau des Aufpralldämpfers weisen die Umformprofile identische Umformflächen auf.
Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Die einzige Figur zeigt einen Aufpralldämpfer 1, insbesondere für ein Schienenfahrzeug. Der Aufpralldämpfer 1 umfasst mindestens zwei Deformationsrohre 3; 5, die an einer gemeinsamen Aufprallplatte 7 angeschlossen sind. Beide Deformationsrohre 3; 5 verfügen über einen endseitig angeschweißten Boden 9; 11, an dem die Aufprallplatte 7 mittels nicht dargestellter Schrauben befestigt ist.
Im Crashfall wirken die Deformationsrohre 3, 5 jeweils mit einem Umformprofil 13; 15 zusammenwirken. Die bei einem Aufprall auftretende Energie wird von der Aufprallplatte 7 auf die beiden Deformationsrohre 3; 5 übertragen. Die Aufprallplatte 7 beschreibt folglich die vorderste Ebene des Schienenfahrzeugs.
Der Aufpralldämpfer ist unverstellbar ausgeführt und die mindestens zwei Deformationsrohre 3; 5 wirken jeweils mit einem hinsichtlich des Deformationsgrads unabhängigen Umformprofil 13; 15 zusammen. Die von dem Aufpralldämpfer 1 aufnehmbare Energie entspricht der Summe der Umformenergie beider Deformationsrohre 3; 5.
Die Figur zeigt den Aufpralldämpfer 1 in einer Seitenansicht, so dass erkennbar ist, dass die Deformationsrohre 3; 5 bezogen auf eine Fahrbahnebene vertikal zueinander angeordnet sind.
Die beiden Umformprofile 13; 15 sind einer gemeinsamen Halterung 17 abgestützt. Die Halterung 17 ist wiederum am Fahrwerk oder am Aufbau des Schienenfahrzeugs befestigt. Ausgehend von einem Nenndurchmesser verfügten beide Umformrohre 3; 5 über einen konischen Übergang zu einem kleineren Durchmesser. Die beiden Umformrohre 3; 5 werden durch eine Presspassung im Bereich des konischen Übergangs von dem Umformprofil 13; 15 gehalten.
Die beiden Deformationsrohre 3; 5 weisen einen vertikalen Abstand 23 zueinander auf. Der Abstand 23 beeinflusst nicht die Deformationsenergie bei idealer Krafteinleitung, d. h. exakt mittiger Krafteinleitung zwischen den Deformationsrohren 3; 5. Der vertikale Abstand wirkt sich bei einem Höhenversatz zwischen der Wirklinie der Aufprallkraft und einer Symmetrieachse 25 zwischen den beiden Deformationsrohren 3; 5 aus. Ein Höhenversatz würde zu einer Biegebelastung auf den Aufpralldämpfer führen. Je größer der Abstand 23 ist, umso wirksamer kann dem Höhenversatz von Aufprallkraftwirklinie zur Symmetrieachse 25 entgegen gewirkt werden.
Die Umformprofile 13; 15 weisen bevorzugt identische Umformflächen 27; 29 auf, so dass die Einbaulage des Aufpralldämpfers 1 bezogen auf die Symmetrieachse 25 am Schienenfahrzeug beliebig ist.
Im Crashfall wirkt auf die Aufprallplatte 7 eine Axialkraft, die größer ist als die Haltekraft der Presspassung am konischen Übergang 19; 21. Dadurch werden die Deformationsrohre 3; 5 durch die Umformprofile 13; 15 gepresst, wodurch die Deformationsrohre 3; 5 von ihrem Nenndurchmesser auf den kleinen Durchmesser umgeformt werden. Dadurch wird eine erhebliche Aufprallenergie abgebaut.
Nach einem Crashfall wird der verformte Aufpralldämpfer 1 durch einen unverformten Aufpralldämpfer ersetzt.
Bezugszeichenliste

1: Aufpralldämpfer
3: Deformationsrohr
5: Deformationsrohr
7: Aufprallplatte
9: Boden
11: Boden
13: Umformprofil
15: Umformprofil
17: Halterung
19: Übergang
21: Übergang
23: Abstand
25: Symmetrieachse
27: Umformfläche
29: Umformfläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19745656 A1 [0004]
DE 102009047073 A1 [0005]

Claims

Aufpralldämpfer (1), insbesondere für ein Schienenfahrzeug, umfassend mindestens zwei Deformationsrohre (3; 5), die an einer gemeinsamen Aufprallplatte (7) angeschlossen sind und die im Crashfall mit einem Umformprofil (13; 15) zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufpralldämpfer (1) unverstellbar ist und die mindestens zwei Deformationsrohre (3; 5) jeweils mit einem hinsichtlich des Deformationsgrads unabhängigen Umformprofil (13; 15) zusammen wirken.
Aufpralldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Deformationsrohre (3; 5) bezogen auf eine Fahrbahnebene vertikal zueinander angeordnet sind.
Aufpralldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformprofile (13; 15) in einer gemeinsamen Halterung (17) abgestützt sind.
Aufpralldämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Deformationsrohre (3; 5) einen vertikalen Abstand (23) zueinander aufweisen.
Aufpralldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformprofile (27; 29) identische Umformflächen (27; 29) aufweisen.