-
Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug, insbesondere einen Eisenbahnwagen oder einen Straßenbahnwagen mit oder ohne einem eigenen Antrieb, mit wenigstens zwei jeweils wenigstens ein Radpaar aufweisenden Fahrwerken und einem auf den Fahrwerken angeordneten Wagenkasten, der eine Fahrgastkabine und ein die Fahrgastkabine tragendes Untergestell umfasst. Ein derartiges Schienenfahrzeug ist aus der
DE 32 31 466 A1 bekannt.
-
Schienenfahrzeuge zur Beförderung von Fahrgästen, wie Eisenbahnwagen und Straßenbahnwagen, sind in der Regel so aufgebaut, dass sie einen Wagenkasten zur Aufnahme der Fahrgäste aufweisen, wobei dieser Wagenkasten auf mehreren, in der Regel zwei, Fahrwerken angeordnet ist. In der Regel weisen solche Fahrwerke jeweils einen Fahrwerksrahmen und daran angeordnete Radpaare auf. Fahrwerke, bestehend aus nur einem Radpaar und nur einer Federstufe, wie sie zumeist bei Güterwaggons vorkommen, können auch ohne Fahrwerkrahmen direkt über die Federstufe mit dem Wagenkasten verbunden sein. Die Fahrwerke führen das Schienenfahrzeug im Gleis, stützen das Schienenfahrzeug also im Gleis ab, und übertragen auftretende Kräfte zwischen Gleis und dem Schienenfahrzeug. Fahrwerke von Schienenfahrzeugen können neben den genannten Radpaaren auch eine Federung aufweisen, die den Fahrwerksrahmen relativ zu den Achsen der Radpaare abfedert und als Primärfederung bezeichnet wird.
-
Bei herkömmlichen Schienenfahrzeugen ist die Fahrgastkabine in der Regel Bestandteil des auf den Fahrwerken angeordneten Wagenkastens, der typischerweise gegenüber den Fahrwerken über eine sogenannte Sekundärfederung abgefedert ist. Teil des Wagenkastens ist aus Sicherheitsgründen in der Regel auch an beiden Enden des Schienenfahrzeugs jeweils eine Energieverzehrvorrichtung, die zur Aufnahme von Kollisionskräften im Falle eines Unfalls dient. Diese Energieverzehrvorrichtungen begrenzen das Schienenfahrzeug also an seinem, in Fahrtrichtung gesehen, vorderen bzw. hinteren Ende, so dass bei einer Kollision des Schienenfahrzeugs mit einem anderen Schienenfahrzeug oder mit einem feststehenden Hindernis die Aufprallenergie mittels der Energieverzehrvorrichtungen wenigstens teilweise absorbiert werden kann.
-
Insbesondere durch die Verabschiedung der Norm DIN EN 15227 „Anforderungen für die Kollisionssicherheit von Schienenfahrzeugkästen“ ist in den letzten Jahren die Konstruktion von Wagenkästen bezüglicher passiver Sicherheit verbessert worden. Bei moderneren Schienenfahrzeugen finden sich nun in der Regel an beiden Enden als Energieverzehrvorrichtungen Deformationszonen sowie Elemente zum Aufkletterschutz, so dass im Falle eines Unfalls aufgrund einer Kollision die damit verbundene Aufprallenergie absorbiert und über sämtliche Waggons des Zuges verteilt werden kann.
-
Problematisch dabei ist jedoch, dass derartige Konstruktionen die Wagenkästen sehr aufwändig und schwer werden lassen, was zu entsprechend hohen Herstellungs- und Betriebskosten führt. Wegen des großen Wagenkastengewichts werden daher auch relativ große Federn für die Federung der Schienenfahrzeuge benötigt. Dadurch ist insbesondere für die Sekundärfederung viel Platz erforderlich, was somit die mögliche Einstiegs- und Fußbodenhöhe beschränkt, die bei vielen Fahrzeugen so ausgelegt sein soll, dass nur ein kleiner Unterschied zwischen Bahnsteig- und Einstiegshöhe vorhanden ist. Darüber hinaus ist zumindest bei Sekundärfederungen ohne Niveauregulierung damit zu rechnen, dass im Kollisionsfall die miteinander kollidierenden Fahrzeuge bei unterschiedlicher Beladung unterschiedliche Höhen haben und die Energieabsorptionsbereiche der Energieverzehrvorrichtungen damit über einen großen Höhenbereich in die Endstrukturen der Schienenfahrzeuge integriert werden müssen. Herkömmliche Wagenkästen sind daher häufig schwer, teuer und in der Handhabung unflexibel, wobei große Sekundärfedern darüber hinaus viel Platz benötigen und die Möglichkeiten für Niederflurtechnik einschränken.
-
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein derartiges Schienenfahrzeug anzugeben, das einfach und effizient herstellbar ist und bei gutem Federungskomfort eine hohe Fahrgastsicherheit gewährleistet.
-
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen finden sich in den Unteransprüchen.
-
Erfindungsgemäß wird damit ein Schienenfahrzeug bereitgestellt, mit wenigstens zwei jeweils wenigstens ein Radpaar aufweisenden Fahrwerken und einem auf den Fahrwerken angeordneten Wagenkasten, der eine Fahrgastkabine und ein die Fahrgastkabine tragendes Untergestell umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Untergestell wenigstens an einem Ende des Schienenfahrzeugs eine das Schienenfahrzeug begrenzende Energieverzehrvorrichtung zur Aufnahme von Kollisionskräften im Falle eines Unfalls aufweist und die Fahrgastkabine auf dem Untergestell federnd gelagert ist sowie im Abstand von der Energieverzehrvorrichtung steht.
-
Als eine Energieverzehrvorrichtung zur Aufnahme von Kollisionskräften im Falle eines Unfalls wird vorliegend eine derartige Vorrichtung verstanden, die z.B. aufgrund von mechanischer Verformung und/oder Reibung, insbesondere mechanischer, hydraulischer und/oder pneumatischer Reibung, von der Kollision herrührende Aufprallenergie wenigstens teilweise, vorzugsweise vollständig, aufnehmen kann, um somit eine Beschädigung bzw. Beeinträchtigung anderer Einrichtungen des Schienenfahrzeugs, insbesondere der Fahrgastkabine, zu vermeiden bzw. so gering wie möglich zu halten.
-
Die Fahrwerke können Einzelachsfahrwerke oder Zwei- bzw. Doppelachsfahrwerke sein. Bei Einzelachsfahrwerken ist ein Fahrwerksrahmen optional, während bei Zwei- bzw. Doppelachsfahrwerken immer ein Fahrwerksrahmen vorgesehen ist, in dem die Radpaare über ein Primärfederung gelagert und über den sie drehbar am Wagenkasten befestigt sind. Letztere Fahrwerke werden daher auch als Drehgestelle bezeichnet. Im Übrigen können die Radpaare sowohl Radsätze als auch alternativ Los- oder Einzelradpaare sein. Beide Fahrwerkarten, also das Einzelachsfahrwerk und das Drehgestell, können mit Radsätzen oder Los- bzw. Einzelradpaaren ausgerüstet sein.
-
Es ist somit ein maßgeblicher Punkt der Erfindung, dass der Wagenkasten so aufgeteilt ist, dass dieser ein Untergestell und eine Fahrgastkabine umfasst, die auf dem Untergestell federnd gelagert ist. Die Energieverzehrvorrichtung ist dabei nur an dem Untergestell befestigt, so dass insgesamt eine Möglichkeit geschaffen wird, eine sehr leichte Fahrgastkabine zu verwenden, da diese im Falle einer Kollision keine Kräfte aufnehmen muss. Wegen des geringen Fahrgastkabinengewichts kann die federnde Lagerung der Fahrgastkabine auf dem Untergestell mit Hilfe von Sekundärfedern verwirklicht werden, die klein, leicht und wenig voluminös sind.
-
Da die Sekundärfedern zwischen dem Untergestell und der Fahrgastkabine angeordnet werden, sind sie in ihrer Positionierung kaum eingeschränkt. Da im Übrigen die Energieverzehrvorrichtung auf dem wenig oder gar nicht einfedernden Untergestell fest montiert ist, trifft sie im Kollisionsfall mit einem anderen Fahrzeug gleicher Gattung dieses immer an derselben ebenfalls mit einer Energieverzehrvorrichtung versehenen Stelle. Außerdem können die Sekundärfedern in beliebiger Zahl zwischen dem Untergestell und der Fahrgastkabine angeordnet werden und sind nicht auf die Positionen der Fahrwerke beschränkt. Dadurch können die Federn nochmals kleiner und leichter werden, was die Möglichkeit, eine niedrige Einstiegshöhe zu verwirklichen, nochmals deutlich verbessert.
-
Die federnde Lagerung der Fahrgastkabine auf dem Untergestell entspricht im Prinzip der herkömmlichen Sekundärfederung zwischen dem Wagenkasten und den Fahrwerken, ist erfindungsgemäß aber nach oben verlagert, nämlich zwischen dem Untergestellt und der Fahrgastkabine angeordnet. Grundsätzlich könnte zwischen dem Untergestell und den Fahrwerken eine weitere Federung vorgesehen sein. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass das Untergestell ungefedert mit den Fahrwerken verbunden ist. Für den Fahrkomfort der Fahrgäste kann dies vollkommen ausreichend sein, da erfindungsgemäß bereits eine Federung zwischen der Fahrgastkabine und dem Untergestell vorgesehen ist und darüber hinaus in der Regel, aber für die Erfindung nicht zwingend, eine Primärfederung zwischen den Radpaaren und dem Fahrwerkrahmen bzw. bei Einzelachsfahrwerken optional zwischen den Radpaaren und dem Untergestell vorgesehen ist.
-
Grundsätzlich kann zur Verwirklichung der Vorteile der Erfindung das Untergestell verschiedenen Formen folgen. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das Untergestell jedoch durchgehend gerade und ohne Kröpfungen ausgebildet. In diesem Zusammenhang ist es weiterhin ganz besonders bevorzugt, dass die Fahrgastkabine auf dem Untergestell lösbar befestigt ist. Damit kann durch Lösen der Fahrgastkabine und Demontage der Sekundärfederung von dem Untergestell ein Flachwagen erzielt werden, den man z.B. zum Containertransport im Güterverkehr einsetzen kann. Darüber hinaus ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass auch die Energieverzehrvorrichtung lösbar an dem Untergestell befestigt ist.
-
Der erfindungsgemäße Aspekt, dass die Fahrgastkabine selbst nicht derart ausgestaltet sein muss, dass sie im Falle einer Kollision effektiv Kollisionskräfte absorbieren kann, und damit leicht und kostengünstig hergestellt sein kann, wird weiter dadurch unterstützt, dass gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung die Energieverzehrvorrichtung in einem solchen Abstand von der Fahrgastkabine angeordnet ist, dass es auch bei einer im Falle eines Unfalls zu erwartenden Verformung der Energieverzehrvorrichtung zu keinem Kontakt zwischen der Fahrgastkabine und der Energieverzehrvorrichtung kommt. Die Sicherheitsfunktionen für das Abführen der Aufprallenergie bei einer Kollision werden somit vollständig von der Energieverzehrvorrichtung übernommen, ohne dass die Fahrgastkabine selbst hierfür irgendwelche zusätzliche Einrichtungen aufweisen oder besonderen Ausgestaltungen folgen muss.
-
Insbesondere in diesem Zusammenhang gilt auch, dass das Untergestell, das die Fahrgastkabine federnd trägt, im Vergleich mit der Energieverzehrvorrichtung vorzugsweise so stabil ausgebildet ist, dass in einem erwarteten Kollisionsfall nur die Energieverzehrvorrichtung in Mitleidenschaft gezogen wird, nicht jedoch das Untergestell selbst. Dieses ist so stabil, dass es aufgrund der erwarteten Kollisionskräfte keine oder nur sehr geringe mechanische Deformation erfährt. Aufgrund eines Abstands zwischen der Energieverzehrvorrichtung und der Fahrgastkabine kann damit erreicht werden, dass aufgrund der Kollision nur die Energieverzehrvorrichtung an dem Ort ihrer Anordnung mechanisch deformiert wird, ohne dabei verschoben zu werden, so dass es zu keinem mechanischen Kontakt der Energieverzehrvorrichtung mit der Fahrgastkabine kommt und damit einer Beeinträchtigung der Fahrgastkabine durch die sich verformende Energieverzehrvorrichtung weiter vorgebeugt werden kann.
-
Grundsätzlich ist die Erfindung schon dadurch verwirklichbar, dass an einem einzigen Ende des Schienenfahrzeugs eine Energieverzehrvorrichtung vorgesehen ist. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn es sich bei dem Fahrzeug um eine aus mehreren Einzelwagen bestehende Triebzugeinheit handelt. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist jedoch an beiden Enden des Schienenfahrzeugs jeweils eine das Schienenfahrzeugs begrenzende Energieverzehrvorrichtung zur Aufnahme von Kollisionskräften im Falle eines Unfalls vorgesehen. Auf diese Weise ist das Schienenfahrzeug im Kollisionsfall unabhängig davon geschützt, in welche Richtung es fährt bzw. von welcher Seite her eine Kollision auftritt.
-
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind Einachsfahrwerke ohne Fahrwerksrahmen vorgesehen, da sie niedriger bauen, wobei die Radpaare der Einachsfahrwerke direkt über Primärfedern mit dem Untergestell verbunden sind. Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Fahrwerke einen Fahrwerksrahmen aufweisen, wobei zwischen dem Fahrwerksrahmen und den Achsen der Radpaare eine Federung vorgesehen ist, ebenfalls entsprechend einer herkömmlichen Primärfederung. Die Primärfederung dient nicht nur dem Fahrkomfort der Fahrgäste sondern hilft auch einen energieeffizienten Betrieb zu ermöglichen, indem die Vertikalbewegungen des Fahrzeugs reduziert werden.
-
Vorzugsweise ist die Fahrgastkabine selbsttragend ausgebildet. Wie ebenfalls weiter oben schon angesprochen, ist die Fahrgastkabine vorzugsweise außerdem ohne eigene Energieverzehrvorrichtung zur Aufnahme von Kollisionskräften im Falle eines Unfalls ausgebildet. Dies ermöglicht die Herstellung der Fahrgastkabine aus einem Leichtbaumaterial, wie Aluminium und/oder faserverstärktem Kunststoff, was eine kostengünstige Herstellung ermöglicht und im Übrigen zu einer Gewichtsersparnis bei dem Schienenfahrzeug führen kann, was im Betrieb mit einem weiter verringerten Energieverbrauch verbunden sein kann.
-
Die Erfindung ist grundsätzlich mit jeder Art von Fahrwerk verwendbar. Vorzugsweise handelt es sich bei den Fahrwerken jedoch um zweiachsige Drehgestelle oder um Einachsfahrwerke.
-
In der Zeichnung zeigt die einzige Figur schematisch ein Schienenfahrzeug gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
-
Wie aus 1 ersichtlich, weist ein Schienenfahrzeug 1 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Wagenkasten 8 auf, der auf zwei Fahrwerken 2 angeordnet ist. Dabei umfasst der Wagenkasten 8 eine Fahrgastkabine 9, die mit Türen 10 und Fenstern 11 versehen ist und zur Aufnahme von Fahrgästen dient, sowie ein Untergestell 12.
-
Die Fahrgastkabine 9 ist auf dem Untergestell 12 angeordnet, und zwar nicht direkt, sondem in federnder Lagerung. Diese federnde Lagerung wird dadurch erzielt, dass zwischen dem Untergestell 12 und der Fahrgastkabine 9 Federn 15 vorgesehen sind. Diese Federn 15 entsprechen einer herkömmlichen Sekundärfederung mit dem Unterschied, dass diese Federn 15 nicht den gesamten Wagenkasten 8 gegenüber den Fahrwerken 2 abfedern, sondern eine Federung innerhalb des Wagenkastens 8 bereitstellen, nämlich eine Abfederung der Fahrgastkabine 9 gegenüber dem Untergestell 12 des Wagenkastens 8.
-
Der Wagenkasten 8 weist darüber hinaus am vorderen und am hinteren Ende des Schienenfahrzeugs 1 jeweils eine Energieverzehrvorrichtung 13 auf. Diese ist fest, jedoch lösbar mit dem Untergestell 12 verbunden, steht aber im Abstand zur Fahrgastkabine 9. Als Energieverzehrvorrichtungen 13 sind derartige Vorrichtungen vorgesehen, die im Falle der Kollision des Schienenfahrzeugs 1 mit einem anderen Schienenfahrzeug oder mit einem festen Hindernis die entstehende Kollisionsenergie wenigstens teilweise, vorzugsweise vollständig, aufnehmen, z.B. durch mechanische Verformung und/oder durch Erwärmung.
-
Zum Führen des Schienenfahrzeugs 1 im Gleis 14 sind die Fahrwerke 2 jeweils mit Radpaaren 3 versehen, die über Federn 6 der Primärfederung an einem Fahrwerksrahmen 7 befestigt sind. Auf diese Weise ist der Fahrwerksrahmen 7 mit den von ihm getragenen Komponenten gegenüber den Radachsen 5 gefedert.
-
Während die Fahrwerke 2 mit den Radpaaren 3, Federn 6 der Primärfederung und dem Fahrwerksrahmen 7 aufgebaut sein können, wie bei herkömmlichen Schienenfahrzeugen, ist die Fahrgastkabine 9 vorliegend als selbsttragende Konstruktion in Leichtbauweise, z.B. aus Aluminium und/oder einem faserverstärkten Kunststoff aufgebaut. Die Fahrgastkabine 9 selbst muss keinen Anforderungen genügen, was einen möglichen Kollisionsschutz angeht, so dass die Vermeidung entsprechender Maßnahmen an der Fahrgastkabine 9 eine einfache und kostengünstige Herstellung der Fahrgastkabine 9 ermöglichen.
-
Das Untergestell 12, auf dem die Fahrgastkabine 9 mit den Federn 15 federnd gelagert ist, ist im Vergleich mit den Energieverzehrvorrichtungen 13 so stabil ausgebildet, dass es in erwarteten Kollisionsfällen zu einer mechanischen Deformation der Energieverzehrvorrichtungen 13 kommt, in der Regel aber nicht zu einer Deformation des Untergestells 12 selbst. Aufgrund des Abstands zwischen den Energieverzehrvorrichtungen 13 und der Fahrgastkabine 9 bleibt die Fahrgastkabine 9 im Kollisionsfall im besten Fall unbeschädigt, da das stabile Untergestell 12 die Energieverzehrvorrichtungen 13 praktisch an ihrem Ort hält und diese nur dort mechanisch verformt werden ohne dabei weiter in Richtung zur Mitte des Schienenfahrzeugs 1 hin, also in Richtung zu der Fahrgastkabine 9 hin, zu gelangen.
-
Dadurch, dass die Energieverzehrvorrichtungen 13 nur an dem Untergestell 12 befestigt sind und mit diesem in mechanischer Wechselwirkung stehen, und zwar auch im erwarteten Kollisionsfall, kann die Fahrgastkabine 9, wie schon angesprochen, in Leichtbauweise aus Aluminium und/oder faserverstärkten Kunststoff hergestellt sein. Die Leichtbauweise der Fahrgastkabine 9 wiederrum ermöglicht es, dass die Federn 15 zwischen dem Untergestell 12 und der Fahrgastkabine 9 deutlich kleiner, leichter und weniger voluminös sein können als bei einer herkömmlichen Sekundärfederung.
-
Anders als bei einer herkömmlichen Sekundärfederung ist im Übrigen der Ort dieser Federn 15 nicht auf die Fahrwerke 2 beschränkt. Vielmehr können diese Federn 15 überall zwischen dem Untergestell 12 und der Fahrgastkabine 9 angeordnet werden, da das Untergestell ja in allen Bereichen gleichermaßen dafür ausgelegt sein kann, die Federn 15 zu tragen. Die Federn 15 können also in beliebiger Anzahl und an beliebigen Orten auf dem Untergestell 12 angeordnet sein, was die Freiheiten für die Verwirklichung von Niederflurkonstruktionen zur Erzielung einer niedrigen Einstiegshöhe weiter verbessert.
-
Dadurch, dass die Energieverzehrvorrichtungen 13 auf dem Untergestell 12 montiert sind und das Untergestell 12 nur mittels der relativ gering einfedernden Federn 6 der Primärfederung gegenüber den Radachsen 5 abgefedert sind, ergibt sich ein weiterer Vorteil derart, dass auch bei unterschiedlichen Massen von Schienenfahrzeugen 1 der selben Art, z.B. aufgrund einer unterschiedlichen Anzahl von Fahrgästen in der jeweiligen Fahrgastkabine 9, die vertikalen Abstände der Energieverzehrvorrichtungen 13 von den Radachsen 5 kaum voneinander verschieden sind. Im Kollisionsfall mit einem anderen Fahrzeug der selben Art ist also immer sichergestellt, dass tatsächlich die Energieverzehrvorrichtungen 13 aufeinandertreffen, ohne dass sich die Energieverzehrvorrichtungen 13 über einen besonders weiten vertikalen Bereich erstrecken müssen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Schienenfahrzeug
- 2
- Fahrwerke
- 3
- Radpaare
- 4
- Radpaarlager
- 5
- Radachsen
- 6
- Federn der Primärfederung
- 7
- Fahrwerksrahmen
- 8
- Wagenkasten
- 9
- Kabine
- 10
- Türen
- 11
- Fenster
- 12
- Untergestell
- 13
- Energieverzehrvorrichtungen
- 14
- Gleis
- 15
- Federn der Sekundärfederung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
