DE19817861A1

DE19817861A1 - Kollisionsschutzeinrichtung für Schienenfahrzeuge

Info

Publication number: DE19817861A1
Application number: DE19817861A
Authority: DE
Inventors: Karsten Heidgen; Wilfried Wolter; Steffen Scharf; Mario Friedrich
Original assignee: Deutsche Bahn AG; DWA Deutsche Waggonbau GmbH
Current assignee: DB Fernverkehr AG; DWA Deutsche Waggonbau GmbH
Priority date: 1998-04-22
Filing date: 1998-04-22
Publication date: 1999-10-28
Anticipated expiration: 2018-04-23
Also published as: EP0952062B1; EP0952062A1; SK52699A3; CZ130099A3; PL332362A1; DE19817861C2; PL193974B1; DE59912477D1; SK285740B6; ATE303276T1; CZ291299B6

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kollisionsschutzeinrichtung für Schienenfahrzeuge, insbesondere für die mit Führerständen ausgestatteten Enden von Lokomotiven, Triebwagen, Triebzügen und Steuerwagen, bestehend aus einer im Untergestellvorbau vorgesehenen Mittelpufferkupplung mit Sollbruchstellen, einem Führungsschacht sowie einem Unterfahrschutz und Energieabsorptionselementen. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird das Problem der Schaffung einer die realen Unfallrisiken berücksichtigenden Kollisionsschutzeinrichtung dadurch gelöst, indem die Energieabsorptionselemente (5) sich großflächig am Kopfträger (3) und an der Rammschutzkonstruktion (6) abstützen und jeweils seitlich der Mittelpufferkupplung (1) angeordnet sind, wobei die Energieabsorptionselemente (5) sich beim Zusammenstoß mit Schienenfahrzeugen mit Seitenpuffern überwiegend lokal im Bereich der eindringenden Pufferteller verformen und in diesem lokalen Bereich so bemessen sind, daß sie den eindringenden Seitenpuffern einen Verformungswiderstand F¶1¶ entgegensetzen und daß unterhalb vom Kopfträger (3) bzw. von den Energieabsorptionselementen (5) ein Unterfahrschutz (8) in Wirkverbindung mit dem Kopfträger (3) und der Rammschutzkonstruktion (6) angeordnet ist, dessen Vorderkante gegenüber der Vorderkante der Energieabsorptionselemente (5) mindestens um daß Maß der vorgesehenen Stauchlänge S der Energieabsorptionselemente (5) zurückgesetzt ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kollisionsschutzeinrichtung für Schienenfahrzeuge, die insbesondere an den mit Führerständen ausgestatteten Enden von Lokomotiven, Triebwagen, Triebzügen und Steuerwagen angeordnet ist und aus einer im Unterge stellvorbau vorgesehenen Mittelpufferkupplung mit Sollbruchstellen, einem Führungs schacht sowie einem Unterfahrschutz und Energieabsorptionselementen besteht.

Derartige Einrichtungen sind ganz allgemein von Nahverkehrs-Schienenfahrzeugen und aus der DE 362578 A1, der DE 195 02 217 A1 bzw. aus der DE 196 38 739 A1 bekannt. Sie bestehen in der Regel aus einer automatischen Mittelpufferkupplung mit reversiblen und irreversiblen Absorbern in der Kuppelstange, einer Sollbruchverbin dung an der Befestigung der Mittelpufferkupplung, sowie jeweils seitlich vor dem Kopf träger befestigten Absorbern. Die Nachteile dieser Einrichtungen bestehen insbeson dere in der ungenügenden Stoßkompatibilität bei Kollisionen mit bahnfremden Hinder nissen oder mit Fahrzeugen, die mit Seitenpuffer ausgerüstet sind, sowie in der Not wendigkeit, seitlich angeordnete Profilplatten als Aufkletterschutzvorrichtungen zu ver wenden, wobei dadurch die Möglichkeiten zur Formgestaltung des Fahrzeugkopfes stark eingeschränkt sind.

Der im Patentanspruch angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, unter Be seitigung der Nachteile des Standes der Technik eine universell anwendbare Kollisi onsschutzeinrichtung für Schienenfahrzeuge, insbesondere für die mit Führerständen ausgestatteten Enden von Lokomotiven, Triebwagen, Triebzügen und Steuerwagen zu schaffen, welche die realen Unfallrisiken berücksichtigt (Kompatibilität), dem Aufklet tern bei Kollisionen mit anderen Schienenfahrzeugen entgegenwirkt sowie eine varia ble Gestaltung des Fahrzeugkopfes zuläßt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand der Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen die Zeichnungen in:

Fig. 1 einen Schnitt durch die Kollisionsschutzeinrichtung in der Seitenansicht;

Fig. 2 die Kollisionsschutzeinrichtung in der Draufsicht.

Die vorgeschlagene Kollisionsschutzeinrichtung besteht gemäß den Fig. 1 und 2 aus einer Mittelpufferkupplung 1, die an einer Sollbruchstelle 2 am Kopfträger 3 des Unter gestellvorbaus 4 befestigt ist, aus Energieabsorptionselementen 5, die sich jeweils seitlich der Mittelpufferkupplung 1 zwischen der Unterkante des Kopfträgers 3 und der Rammschutzkonstruktion 6 großflächig auf dem Untergestellvorbau 4 abstützen, aus mindestens einem, die Auslenkung der Mittelpufferkupplung 1 begrenzenden Verti kalanschlag 7, der sich auf die Energieabsorptionselemente 5 abstützt, aus einem Un terfahrschutz 8, welcher in Wirkverbindung mit dem Kopfträger 3 und der Ramm schutzkonstruktion 6 steht sowie aus einem Führungsschacht 9, der das ungehinderte Zurückweichen der Mittelpufferkupplung 1 nach dem Versagen der Sollbruchstelle 2 ermöglicht.

Die an sich bekannte Mittelpufferkupplung 1 im Ausführungsbeispiel erlaubt Kuppelge schwindigkeiten entsprechend den betrieblichen Anforderungen des Betreibers (erste Geschwindigkeitsstufe). Bei Überstößen (Überschreitung der zulässigen Kuppelge schwindigkeit), z. B. bei Rangierunfällen, bleiben die Schäden bis zu einer höheren Aufstoßgeschwindigkeit (zweite Geschwindigkeitsstufe) auf ein Stauchrohr im Kupp lungsbalken und einen leicht ersetzbaren Teil der Kopfverkleidung 10 am Fahrzeugen de beschränkt. Sind bei noch höheren Kollisionsgeschwindigkeiten die Hübe der Mit telpufferkupplung 1 erschöpft, weicht diese nach dem Ansprechen der Sollbruchstelle 2 in an sich bekannter Weise in den Führungsschacht 9 des Untergestellvorbaus 4 zu rück. Die Energieabsorptionselemente 5 kommen mit dem Kollisionskontrahenten in Kontakt und werden plastisch gestaucht.

Die Energieabsorptionselemente 5 erstrecken sich in vertikaler Richtung etwa von der Unterkante des Kopfträgers 3 bis zur Oberkante der Rammschutzkonstruktion 6. Durch diese Anordnung ist eine gute Schutzwirkung bei Kollisionen mit gleichartigen Fahr zeugen bzw. größeren bahnfremden Hindernissen gewährleistet. Die Energieabsorpti onselemente 5 kommen in diesen Fällen in an sich bekannter Weise erst nach dem Versagen der Sollbruchstelle 2 und den Zurückweichen der Mittelpufferkupplung 1 in den Führungsschacht 9 zur Wirkung. Die Bruchkraft F_B der Sollbruchstelle 2 und der gesamte Verformungswiderstand F₁ + F₂ der Energieabsorptionselemente 5 sind so be messen, daß die vom Wagenkasten ertragbare Kraft F_Wk nicht überschritten wird (F_B ≦ F_Wk und F₁ + F₂ ≦ F_Wk). Das Aufklettern wird durch die große Kontaktfläche an der Vorderseite der Energieabsorptionselemente 5, ihren definierten Verformungswi derstand und die geringe vertikale Differenz zwischen Fahrzeugschwerpunkt (Trägheitskraft) und der Angriffshöhe der Stoßkraft vermieden.

Die für Kollisionen mit gleichartigen Fahrzeugen und bahnfremden Hindernissen aus gelegte Anordnung der Mittelpufferkupplung 1 und der Energieabsorptionselemente 5 hat bei bekannten Ausführungen im Falle des Zusammenstoßes mit Fahrzeugen, die mit Seitenpuffern ausgerüstet sind zur Folge, daß Parallelwirkungen von Mittelpuffer kupplung 1 und Energieabsorptionselementen 5 eintreten können. Dabei besteht die Gefahr einer Überbelastung der Wagenkastenstruktur. Dieser Nachteil wird hier über wunden, indem die Energieabsorptionselemente 5 so angeordnet werden, daß sie sich beim Zusammenstoß mit Seitenpufferfahrzeugen überwiegend lokal im Bereich der eindringenden Puffer verformen, wobei die Widerstandskraft F₁ der Energieabsorpti onselemente 5 im Bereich der lokalen Verformung und die Bruchkraft F_B der Soll bruchstelle 2 an der Mittelpufferkupplung 1 so bemessen werden, daß die vom Wagen kasten ertragbare Kraft nicht überschritten wird (Fig. 1: F₁ + F_B ≦ F_Wk). Das Aufklettern wird in diesem Fall durch den Formschluß zwischen den im unteren Teil lokal defor mierten Energieabsorptionselementen 5 und den eindringenden Seitenpuffern vermie den. Vertikalanschläge 7 begrenzen das Ausweichen der Mittelpufferkupplung 1 nach oben bzw. unten und gewährleistet somit die vorgesehene Energieabsorption der Kupplung unabhängig vom Kollisionskontrahenten. Die gewünschten Eigenschaften der Energieabsorptionselemente 5 werden beispielsweise durch den Einsatz von an sich bekannten Aluminiumwabenkissen erreicht. Um Entgleisungen infolge des Über fahrens kleinerer Kollisionskontrahenten (z. B. PKWs) vorzubeugen, ist unterhalb des Kopfträgers 3 bzw. der Energieabsorptionselemente 5 ein Unterfahrschutz 8 in Wirk verbindung mit dem Kopfträger 3 und der Rammschutzkonstruktion 6 angeordnet. Die Vorderkante des Unterfahrschutzes 8 ist gegenüber der Vorderkante der Energieab sorptionselemente 5 um das Maß der vorgesehenen Stauchlänge S der Energieab sorptionselemente 5 zurückgesetzt, so daß eine Parallelwirkung der Energieabsorpti onselemente 5 und des Unterfahrschutzes 8 ausgeschlossen wird.

Die modulare Anordnung von Mittelpufferkupplung 1 und Energieabsorptionselementen 5 vor dem eigentlichen tragenden Fahrzeugrahmen ermöglicht eine Eingrenzung der Fahrzeugschäden auf diese Bauteile und auf die vorderen Teile der Kopfverkleidung 10 bis zu einer definierten Kollisionsgeschwindigkeit (dritte Geschwindigkeitsstufe).

Bezugszeichenliste

1

Mittelpufferkupplung

2

Sollbruchstelle

3

Kopfträger

4

Untergestellvorbau

5

Energieabsorptionselemente

6

Rammschutzkonstruktion

7

Vertikalanschlag

8

Unterfahrschutz

9

Führungsschacht

10

Kopfverkleidung
F₁

lokaler Verformungswiderstand
F₂

Verformungswiderstand
F_B

Bruchkraft der Sollbruchstelle
F_Wk

vom Wagenkasten ertragbare Kraft
S Stauchlänge

Claims

1. Kollisionsschutzeinrichtung für Schienenfahrzeuge, insbesondere für die mit Füh rerständen ausgestatteten Enden von Lokomotiven, Triebwagen, Triebzügen und Steuerwagen, bestehend aus einer im Untergestellvorbau vorgesehenen Mittelpuf ferkupplung mit Sollbruchstellen, einem Führungsschacht sowie einem Unterfahr schutz und Energieabsorptionselementen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ener gieabsorptionselemente (5) sich großflächig am Kopfträger (3) und an der Ramm schutzkonstruktion (6) abstützen und jeweils seitlich der Mittelpufferkupplung (1) angeordnet sind, wobei sich die Energieabsorptionselemente (5) beim Zusam menstoß mit Schienenfahrzeugen, welche mit Seitenpuffern ausgerüstet sind, vor wiegend lokal im Bereich der eindringenden Pufferteller verformen und in diesem lokalen Bereich so bemessen sind, daß sie den eindringenden Seitenpuffern einen Verformungswiderstand F₁ entgegensetzen und daß unterhalb vom Kopfträger (3) bzw. von den Energieabsorptionselementen (5) ein Unterfahrschutz (8) in Wirk verbindung mit dem Kopfträger (3) und der Rammschutzkonstruktion (6) angeord net ist, dessen Vorderkante gegenüber der Vorderkante der Energieabsorptionse lemente (5) mindestens um das Maß der vorgesehenen Stauchlänge S der Ener gieabsorptionselemente (5) zurückgesetzt ist.

2. Kollisionsschutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieabsorptionselemente (5) hinsichtlich ihres Verformungswiderstandes F₁ so bemessen sind, daß im Zusammenwirken mit der Bruchkraft F_B der Sollbruchstelle (2) der Mittelpufferkupplung (1) die vom Wagenkasten ertragbare Kraft F_Wk nicht überschritten wird (F₁ + F_B ≦ F_Wk).

3. Kollisionsschutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine unerwünschte vertikal Auslenkung der Mittelpufferkupplung (1) durch mindestens einen Vertikalanschlag (7) begrenzt wird, der in Wirkverbindung mit den Energie absorptionselementen (5), dem Kopfträger (3) oder der Rammschutzkonstruktion (6) steht.

4. Kollisionsschutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieabsorptionselemente (5) in geeigneter nicht näher dargestellter Weise an die Form des Fahrzeugkopfes angepaßt sind.

5. Kollisionsschutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die großflächige Abstützung der Energieabsorptionselemente (5) durch ihre Anord nung zwischen der Oberkante der Rammschutzkonstruktion (6) und der Unterkante des Kopfträgers (3) realisiert wird.