DE602005004131T2 - Verformbarer rahmen für eine fahrzeugkabine - Google Patents

Verformbarer rahmen für eine fahrzeugkabine Download PDF

Info

Publication number
DE602005004131T2
DE602005004131T2 DE602005004131T DE602005004131T DE602005004131T2 DE 602005004131 T2 DE602005004131 T2 DE 602005004131T2 DE 602005004131 T DE602005004131 T DE 602005004131T DE 602005004131 T DE602005004131 T DE 602005004131T DE 602005004131 T2 DE602005004131 T2 DE 602005004131T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
frame
roof
elements
region
frame according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE602005004131T
Other languages
English (en)
Other versions
DE602005004131D1 (de
Inventor
Mirko Loeber
Peter Trotsch
Federic Bernhard Carl
Sieghard Schneider
Nino Sifri
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alstom Transportation Germany GmbH
Original Assignee
Bombardier Transportation GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=32051086&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE602005004131(T2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Bombardier Transportation GmbH filed Critical Bombardier Transportation GmbH
Publication of DE602005004131D1 publication Critical patent/DE602005004131D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE602005004131T2 publication Critical patent/DE602005004131T2/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61DBODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D15/00Other railway vehicles, e.g. scaffold cars; Adaptations of vehicles for use on railways
    • B61D15/06Buffer cars; Arrangements or construction of railway vehicles for protecting them in case of collisions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61DBODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D17/00Construction details of vehicle bodies
    • B61D17/04Construction details of vehicle bodies with bodies of metal; with composite, e.g. metal and wood body structures
    • B61D17/043Construction details of vehicle bodies with bodies of metal; with composite, e.g. metal and wood body structures connections between superstructure sub-units
    • B61D17/045The sub-units being construction modules
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61DBODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D17/00Construction details of vehicle bodies
    • B61D17/04Construction details of vehicle bodies with bodies of metal; with composite, e.g. metal and wood body structures
    • B61D17/06End walls

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)
  • Vibration Dampers (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Rahmen für eine Fahrzeugkabine, insbesondere einen Rahmen für ein Schienenfahrzeug und ein diesen aufweisendes Schienenfahrzeug. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren für die Herstellung eines Fahrzeugs mit einem solchen Rahmen.
  • Ein Rahmen für eine Kabine einer Eisenbahnlokomotive wird in EP 0 802 100 B1 offenbart, wobei die Rahmenkonstruktion eine Mehrzahl von Rahmenelementen umfasst, die Front-, Boden-, Dach- und Seitenteile der Fahrzeugkabine und mehrere energieabsorbierende Elemente definieren, die in den Längselementen des Rahmens und in der Fahrgestellebene der Eisenbahnlokomotivenkabine positioniert sind. Die energieabsorbierenden Elemente verformen sich in Längsrichtung mit einem Knautsch- oder Ziehharmonikaeffekt, wodurch sie bei einem Aufprall auf ein Hindernis einen Teil der Energie absorbieren, während der Rahmen eine hohe Steifigkeit hat, um die Insassen der Eisenbahnlokomotivenkabine vor Hochgeschwindigkeitskollisionen mit Hindernissen zu schützen.
  • Der genannte Rahmen für eine Eisenbahnlokomotivenkabine absorbiert aber in dem Fall, in dem eine Eisenbahnlokomotive mit hoher Geschwindigkeit mit einem Hindernis kollidiert, nicht immer genug kinetische Energie. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn das Hindernis zum Beispiel schwerer oder starrer als die Lokomotive ist oder eine unregelmäßige Form hat. Wenn die energieabsorbierenden Längselemente verbraucht sind, wird die restliche kinetische Energie nicht mehr absorbiert, und, wenn das Hindernis die kinetische Energie für beispielsweise ein schweres und/oder starreres Hindernis wie z. B. eine Eisenbahnlokomotive oder die Ladung eines Fahrzeugs nicht absorbieren kann, dann kann eine lokale Überbelastung oder ein Bruch der Rahmenkonstruktion erfolgen. Dies kann zu einem weiteren katastrophalen Schaden an der Struktur des Rahmens und der Eisenbahnlokomotivenkabine führen und stellt ein Risiko für die Sicherheit der Insassen der Eisenbahnlokomotivenkabine dar.
  • Insbesondere sind Rahmen des Standes der Technik, die energieabsorbierende Elemente oder Knautschzonen in den Längselementen haben, für die Übertragung von Stoßbelastungen von einem Längselement auf die anderen schlecht ausgelegt. Im Allgemeinen können Querträger bereitgestellt sein, die die Längsrahmenelemente miteinander verbinden. Sollte es in der Region eines Längselements zu einer lokalisierten Stoßeinwirkung kommen, übertragen die Querträger einen Teil der Kraft auf die anderen Längselemente. Wenn aber die Querträger oder ihre Verbindung mit den Längselementen zu starr ist, besteht die Gefahr, dass sie abscheren und keine weitere Kraftübertragung erbringen. Desgleichen wird nicht genug Kraft übertragen, wenn sie oder ihre Verbindungen zu flexibel sind.
  • Wagenkästen von Lokomotivenfahrzeugen mit konventioneller Gestaltung sind aufgrund der hohen Betriebsbelastungen und der größeren Gewichskonzentration auf Unterrahmenebene allgemein relativ starr und neigen dazu, bei Kollisionen mit anderen schweren Schienenfahrzeugen unkontrolliert einzuknicken. Endführerkabinen haben vorne zwischen dem Unterrahmen und dem unteren Rand des Fensters eine Konstruktion, die als Aufprallschutz verwendet wird und die für spezifische statische Beanspruchungen (300 kN nach EN 12663 und bei einigen Eisenbahnen sogar 700 kN) ausgelegt sein muss. Diese gewährleistet bei einer Kollision mit einem Hindernis schon umfassenden Schutz für die Insassen der Fahrerkabine. Stärkere(s) Deformation und Einknicken des Aufprallschutzes kann aber im Fall eines besonders schweren, starren, hohen Hindernisses stattfinden, insbesondere dem Aufbau und der Ladung von schweren Straßenfahrzeugen, das ein erhebliches Eindringen des Hindernisses in die Kabine und schwere oder sogar tödliche Verletzungen der Insassen der Fahrerkabine verursachen kann. Zu sehr hohen Belastungen der Kabinenstruktur kommt es bei Kollisionen mit derartigen hohen Hindernissen auf der ungefähren Höhe des Hindernisses, da die Biegebelastung an diesem Punkt auf ihrem Höchstpunkt ist. Das Problem wird durch einen Kniehebeleffekt verschlimmert, der an demselben entscheidenden Punkt eventuell abrupte Zugspannungen erzeugt. Das beinhaltet das Bruchrisiko in Verbindung mit einem ausgeprägten Verlust an Formbeständigkeit und verringerter Energieabsorption (struktureller Zusammenbruch). Das Hindernis kann dann tief in die Kabine eindringen. Für eine zusätzliche Verstärkungs- oder stoßabsorbierende Konstruktion auf Höhe der Behinderung ist der Platz begrenzt (Aufprallschutzelement, Bedienpult, Lufteinlass, Scheibenwischer usw.). Daher werden Lösungen benötigt, die ein günstiges, d. h. hochenergetisches und glattes Verformungsverhalten ohne lokales Bruchrisiko ergeben.
  • Es wurde versucht, das Problem einer Stoßeinwirkung auf Kabinenhöhe durch Bereitstellen einer integralen, sehr starren Kabinenkonstruktion mit einer massiven, ununterbrochenen Frontwand unter der Windschutzscheibe, möglicherweise ergänzt durch energieabsorbierende Elemente, die an der genannten Frontwand montiert sein können, zu lösen. Dadurch wird die Formbeständigkeit der Kabine erhöht und ein größerer Anteil der Kollisionsenergie vom Hindernis absorbiert (größere Deformation des Hindernisses, geringere Deformation des Schienenfahrzeugs), wodurch die Insassen der Kabine in den Entwurfskollisionsszenarien besser geschützt werden als durch eine konventionell gestaltete Fahrzeugkonstruktion. Dieses „Crashbeständigkeitskonzept" löst aber einige spezifische Probleme konventioneller Gestaltungen nicht und es gibt sogar noch zusätzliche Nachteile.
    • 1) Sollte es zu einer Kollision mit einem schweren und im Vergleich mit einer integralen Kabinenkonstruktion starreren Hindernis kommen und sollte das Energieabsorptionspotenzial vor der Frontwand dann nicht ausreichen, um die proportionale Kollisionsenergie zu absorbieren, kommt es trotz dieses Crashbeständigkeitskonzepts zu einem unkontrollierten Einknicken der Lokomotivenaufbaukonstruktion.
    • 2) Bei einem Zusammenstoß mit einem anderen Schienenfahrzeug, bei dem die proportionale Kollisionsenergie das Entwurfsszenario übersteigt, hemmt die starre Kabinenkonstruktion die weitere fortschreitende Energieabsorption. Es kommt dann auch in diesem Fall zu einem unkontrollierten Einknicken der Konstruktion des Lokomotivenaufbaus.
    • 3) Der in Fall 1) und 2) stattfindende strukturelle Zusammenbruch garantiert keinen Schutz für die Insassen des Schienenfahrzeugs in derartigen schweren Unfällen, wenn sie im hinter der Kabine befindlichen Maschinenraum Zuflucht suchen.
    • 4) Aufgrund der Behinderung des Fortschreitens der Deformation in Fall 1) und Fall 2) steigt der für die eventuell mögliche Reparatur des Fahrzeugs erforderliche Aufwand.
    • 5) Die Konstruktion mit einer starren integralen Kabine mit angebauten vorderen Energieabsorptionsmittel hat eine größere Gesamtlänge (Ausladung) und ein größeres Fahrzeuggewicht zur Folge. Beide Faktoren stellen im normalen Lokomotivenbetrieb (z. B. Erhaltung von Spurhaltungskräften, zulässige Betriebskräfte im Nachschiebebetrieb, Energieabsorption, Abnutzung usw.) beträchtliche Nachteile dar.
    • 6) Eigenschaften (Geometrie, Gewicht, Verformbarkeit usw.) des Hindernisses haben dann einen entscheidenden Einfluss auf die Kräfte, die auf die Konstruktion, die Beschleunigung und indirekt auf die notwendige Konstruktionsmasse (erforderliche Festigkeit/Steifigkeit der Überlebensbereiche) einwirken. Bei Konstruktionen des Standes der Technik gibt es daher keine Garantie für den Schutz der Insassen der Eisenbahnlokomotivenkabine, selbst wenn sie in anderen Teilen der Eisenbahnlokomotive Zuflucht nehmen, wie dem Hauptwagenkasten oder dem mittleren Abschnitt, z. B. wenn der mittlere Abschnitt ein Maschinenraum ist, der das Triebwerk der Eisenbahnlokomotive umfasst. Außerdem haben die möglichen Eigenschaften eines Hindernisses, wie z. B. Form, Gewicht und Verformbarkeit, um nur einige zu nennen, einen entscheidenden Einfluss auf die Kräfte, die bei einer Kollision auf den Rahmen und die Eisenbahnlokomotivenkabine einwirken. Beim Stand der Technik ist es wegen der Steifigkeit des Rahmens der Eisenbahnlokomotivenkabine offensichtlich, dass diese nicht umfassend bedacht wurden. Schließlich erhöhen der katastrophale strukturelle Zusammenbruch der Eisenbahnlokomotivenkabine und somit des Schienenfahrzeugs die zum Reparieren oder Bergen der Eisenbahnlokomotive, falls überhaupt möglich, erforderlichen Bemühungen und Kosten. Diese Probleme sind in der Bauweise von Schienenfahrzeugen besonders offensichtlich, bei der in der Vergangenheit die Absorption eines symmetrischen Frontalaufpralls in der Pufferregion stark betont wurde und dem Schutz des Fahrers im Fall von Zusammenstößen mit weniger konventionellen Objekten nicht genug Aufmerksamkeit gewidmet wurde.
  • Dementsprechend besteht ein Bedarf an einem Rahmen, der so viel kinetische Energie einer Kollision wie möglich absorbiert und ferner die kinetische Energie von den Insassen der Fahrzeugkabine weg ablenkt.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Rahmen für eine Fahrzeugkabine vorgesehen, der eine Mehrzahl von Rahmenelementen umfasst, die Front-, Boden-, Dach- und seitliche Teile der Fahrzeugkabine definieren, wobei der Rahmen eine Mehrzahl von nachgiebigen Regionen, die auf die Rahmenelemente verteilt sind, einschließlich einer zentralen gelenkig beweglich nachgiebigen Region in den den Frontteil definierenden Rahmenelementen, die allgemein zentral an einem Punkt zwischen dem Bodenteil und dem Dachteil angeordnet ist, eine Mehrzahl von nachgiebigen Regionen, die sich in einem oder mehreren den Dachteil definierenden Rahmenelement(en) befinden, und eine Mehrzahl von nachgiebigen Regionen, die sich in einem oder mehreren den Bodenteil definierenden Rahmenelement(en) befinden, umfasst, wodurch bei einer Kollision mit einem hoch konturierten Hindernis, das an einer zentral zwischen den Dach- und Bodenteilen (66, 64) liegenden Höhe aufprallt, die nachgiebigen Regionen kooperieren, um sich an die Konturen des Hindernisses anzupassen und die kinetische Energie der Stoßeinwirkung zu absorbieren.
  • Das Einbinden nachgiebiger Regionen in den Frontteil der Rahmenkonstruktion ist vorteilhaft, weil Stoßeinwirkungen in den meisten Fällen im Frontteil des Rahmens und somit in der Fahrzeugkabine erfolgen. Darüber hinaus ermöglichen es derartige nachgiebige Regionen, dass sich der Rahmen an die Form, das Gewicht und die Position des Hindernisses anpasst, um so viel kinetische Energie einer Kollision wie möglich zu absorbieren. Es wurde auch festgestellt, dass diese Rahmenkonstruktion das Gewicht des Fahrzeugs auf ein Mindestmaß bringt, da weniger Bedarf für den Einbau weiterer energieabsorbierender Elemente besteht. Ferner minimiert diese Konstruktion die Entgleisungsmöglichkeit, da der Rahmen sich an eine Reihe von Aufprallbedingungen anpassen kann, einschließlich, aber nicht darauf begrenzt, Frontal- und Schrägaufprall.
  • Die Konstruktion des Rahmens kann Rahmenelemente umfassen, einschließlich Träger, Hohlkastenträger, Tragebalken, Streben, Energieabsorptionsstreben, strukturelle Baugruppen, energieabsorbierende Elemente und/oder Bauteile, aber nicht darauf begrenzt. Die Rahmenelemente können, ohne darauf begrenzt zu sein, aus Stahl, unlegierten Stählen, Glasfaser, Aluminium, Kohlenstofffaser, Schichtstoffen aus diesen oder jede(s) beliebige andere derartige Material, Baugruppe oder Bauteil sein, das/die für den Zweck des Rahmens geeignet ist.
  • Eine nachgiebige Region ist ein Teil eines Rahmenelements mit einem niedrigeren Verformungswiderstand verglichen mit dem Rest des Rahmenelements, so dass die nachgiebige Region die Deformation des Rahmenelements bei Stoßeinwirkung lokalisiert. Die nachgiebigen Regionen können so gestaltet sein, dass sie ein so genanntes plastisches Gelenk bereitstellen, d. h. die nachgiebige Region hat eine Plastizität, innerhalb derer sie sich durch Biegen, Knicken oder Falten ohne Rissbildung verformen kann, so dass die nachgiebige Region wie ein Gelenk, alternativ als eine gelenkig bewegliche nachgiebige Region bezeichnet, wirkt, das die Drehung der Teile des Rahmenelementes einer Stoßeinwirkung entsprechend ermöglicht. Dies kann durch eine Änderung des Querschnitts des jeweiligen Rahmenelements oder durch eine Änderung seiner Materialeigenschaften erreicht werden. Beispiele für Querschnittsänderungen können einen Wechsel von Kastenprofil zu flachem Streifen oder massivem Stab sein und Änderungen der Materialeigenschaften können Änderungen des Werkstoffs, z. B. Übergang von Stahl zu Kohlenstofffaser, oder Änderungen der Eigenschaften des Materials selbst, z. B. von Stahl mit hohem zu Stahl mit niedrigem Modul infolge von Wärmebehandlung, einschließen. Diese Änderungen können lokal und abrupt oder ausgedehnt und/oder schrittweise sein. Nachgiebige Regionen speziell zum Absorbieren von Verdrehungs- oder Biegekräften zwischen zwei Elementen können auch durch Streben oder Stege zwischen den zwei Elementen vorgesehen werden, wobei die Streben oder Stege zum kontrollierten Einknicken gestaltet sind, wodurch Energie absorbiert wird.
  • Dank der einen oder den mehreren nachgiebigen Region(en) in den Rahmenelementen, die den Frontteil definieren und allgemein zentral an einem Punkt zwischen dem Boden- und dem Dachteil angeordnet sind, können die Rahmenelemente im Frontteil nachgeben, wobei zum Beispiel die nachgiebige Region bei Aufprall auf ein Hindernis wie ein plastisches Gelenk wirkt, wobei das Hindernis anfänglich mit relativ geringem Widerstand in die Fahrzeugkabine eindringen darf. Die nachgiebige Region wird in Richtung auf das Innere der Fahrzeugkabine abgelenkt und es wurde festgestellt, dass die Berührungsfläche zwischen dem Hindernis und dem (der) sich anpassenden und/oder verformenden Rahmen (und Fahrzeugkabine) zunehmend größer und eben wird. Dies ermöglicht bessere Energieabsorption, die lokale Überbeanspruchungen und Rissbildung im Rahmen weiter reduziert. Ein weiterer Vorteil ist, dass sich das Entgleisungsrisiko beim Aufprall als niedriger erweist, wenn die Deformation zentral im Frontteil im Gegensatz zu Seiten-, Boden- oder Dachteil(en) stattfindet. Durch Anwenden der vorliegenden Erfindung kann eine schlanke, platzsparende Schutzkombination in der Nähe des mittleren Querträgers konstruiert werden, die gute Verträglichkeit zwischen dem Crashbeständigkeitskonzept und einer praktischen Anordnung funktioneller Bauteile wie z. B. dem Aufprallschutzelement, dem Lufteinlass, den Scheibenwischern, dem Bedienpult usw. erzeugt.
  • Vorzugsweise ist/sind ein oder mehrere Rahmenelement(e) im Frontteil zwischen einem oder mehreren die Dach- und/oder Bodenteile definierenden Element(en) verbunden. Die restliche kinetische Energie der Stoßeinwirkung kann von den Insassen der Fahrzeugkabine weg, z. B. um die Insassen herum, übertragen werden, was durch Verbinden des Frontteils mit dem Dachteil oder Bodenteil oder beiden erreicht werden kann.
  • Dank der Mehrzahl von nachgiebigen Regionen, die sich in einem oder mehreren den Dachteil definierenden Rahmenelement(en) befinden, übertragen die Rahmenelemente die restliche kinetische Energie einer Kollision durch den Dachteil, was die kinetische Energie weiter absorbieren kann. So viel der restlichen kinetischen Energie wie möglich wird in der Fahrzeugkabine absorbiert und nicht auf den Rest der Konstruktion des Fahrzeugs wie den mittleren Abschnitt des Fahrzeugs übertragen. Ferner kann der Dachteil Stoßeinwirkungen von hohen Hindernissen absorbieren.
  • Es wurde festgestellt, dass die Mehrzahl von nachgiebigen Regionen, die sich in einem oder mehreren den Bodenteil definierenden Rahmenelement(en) befinden, nicht nur für zusätzliche Energieabsorption und das Umlenken der kinetischen Energie sorgt, sondern auch für eine das Aufklettern hemmende Funktion für das Fahrzeug und die Verhinderung eines Verdrehens des Querkopfstücks.
  • Vorzugsweise wird/werden eine oder mehrere nachgiebige Region(en) in den Rahmenelementen von einem oder mehreren reduzierten Teil(en) der Rahmenelemente gebildet. Das kontrollierte und vorhersagbare Einknicken kann von einer oder mehreren nachgiebigen Region(en) in den Rahmenelementen durch die Verringerung von wenigstens einem Teil eines Rahmenelements bewerkstelligt werden. Die reduzierten Teile oder die Verringerung von wenigstens einem Teil eines Rahmenelements betreffen, ohne darauf begrenzt zu sein, das Entfernen eines Abschnitts oder Teils des Rahmenelements, das Anbringen von Löchern oder Schlitzen im Rahmenelement, das Verringern der Dicke des Rahmenelements und/oder jede beliebige andere Methode zum Verringern und/oder Ändern des Materials eines Teils des Rahmenelements. Vorzugsweise wird/werden der eine oder die mehreren reduzierte(n) Teil(e) von einem Loch oder mehreren Löchern in den Rahmenelementen definiert. Der Vorteil der Aufnahme von Löchern im Rahmenelement verleiht der nachgiebigen Region zahllose Zwecke, einschließlich, aber nicht darauf begrenzt, dem Zerknautschen in einer Längsrichtung entlang dem Rahmenelement und/oder dem Wirken als plastisches Gelenk, wobei das Gelenk zwischen Löchern lokalisiert ist.
  • Vorzugsweise umfasst/umfassen die eine oder mehrere nachgiebige Region(en) ein oder mehrere mechanische(s) Gelenk(e). Die mechanischen Gelenke können eine Drehung, einschließlich in der Aufprallrichtung, aber nicht darauf begrenzt, zulassen. Dies kann für kontrollierte Deformation in einer oder mehreren Richtung(en) sorgen, während in anderen Richtungen eine hohe strukturelle Steifigkeit aufrecht erhalten wird. Auf diese Weise kann der Frontteil sich anfänglich mit geringer Energieabsorption der Form des aufprallenden Objekts anpassen und danach kann eine erhöhte Energieabsorption erfolgen.
  • Vorzugsweise umfasst/umfassen aber die eine oder mehreren nachgiebige(n) Region(en) ein oder mehrere Kollisionsenergieabsorptionselement(e). Es wurde festgestellt, dass andere Mechanismen für die Energieabsorption, wie Kollisionsenergieabsorptionselemente, angewendet und leicht repariert und ersetzt werden können. Es ist auch vorteilhaft, zusätzliche energieabsorbierende Elemente bereitzustellen, da dies die Wahrscheinlichkeit weiterer Schäden am mittleren Abschnitt des Fahrzeugs, der mit der Fahrzeugkabine verbunden ist, reduziert.
  • Vorzugsweise ist wenigstens eines der Rahmenelemente eine Energieabsorptionsstrebe. Die Energieabsorptionsstrebe kann die fortschreitende Umlenkung der kinetischen Energie einer Stoßeinwirkung und zusätzliche Energieabsorption zwischen Rahmenelementen bereitstellen und den Deformationsgrad, den Rahmenelemente durchlaufen, in verschiedenen Teilen des Rahmens bereitstellen.
  • Vorzugsweise sind drei Rahmenelemente in einem Dreieck angeordnet, das durch Einfügen wenigstens einer Energieabsorptionsstrebe zwischen zwei Rahmenelementen gebildet wird. Dies ist vorteilhaft, weil die Stoßenergie von den Insassen der Fahrzeugkabine weg übertragen werden kann. Vorzugsweise erstreckt sich eines der im Dreieck angeordneten Rahmenelemente vom Dreieck eine gewisse Entfernung bis zu einer gelenkig beweglichen nachgiebigen Region, wobei das genannte Rahmenelement sich beim Aufprall an der gelenkig beweglichen nachgiebigen Region verformt, was Energieabsorption in der Energieabsorptionsstrebe ermöglicht. Dies bestimmt die Drehverformung des verformten Rahmenelements, während die restliche Stoßenergie durch die anderen Rahmenelemente übertragen wird und von der Energieabsorptionsstrebe absorbiert wird.
  • Vorzugsweise ist das Dreieck durch Anschließen der Energieabsorptionsstrebe zwischen einem oder mehreren Rahmenelement(en) im Frontteil und einem oder mehreren Rahmenelement(en) im Bodenteil gebildet. Es wurde festgestellt, dass eine auf diese Weise positionierte Energieabsorptionsstrebe die Drehverformung des Rahmenelements im Frontteil vorteilhaft kontrollieren und die restliche kinetische Stoßenergie in Richtung auf das Rahmenelement im Bodenteil übertragen kann. Die Energieabsorptionsstrebe kann ferner Energieabsorption durch Zusammendrücken bei Stoßeinwirkung bereitstellen.
  • Vorzugsweise befindet sich ein verformbarer Teil und ein nichtverformbarer Sicherheitskasten in der Richtung der erwarteten Stoßeinwirkung hinter dem verformbaren Teil. Der Rahmen kann ferner in Teile unterteilt sein, wie einen verformbaren Teil, der die kinetische Energie der Stoßeinwirkung vorteilhaft absorbiert und umlenkt, z. B. kann eine mögliche Variation des Rahmens ein Rahmen mit verformbaren Front-, Dach-, und Bodenteilen sein. Ferner kann ein nicht verformbarer Teil (der Sicherheitskasten) die Insassen während einer Kollision schützen, besonders wenn sich dieser nicht verformbare Teil hinter dem verformbaren Teil befindet.
  • Vorzugsweise umfasst der nicht verformbare Sicherheitskasten zwei oder mehr starre Rahmenelemente in den Seitenteilen, die mit einem oder mehreren Rahmenelement(en) in den Dach- und Bodenteilen verbunden sind. Dies ist bezüglich dem Schutz der Insassen vor seitlichen Stoßeinwirkungen vorteilhaft und kann den nicht verformbaren Sicherheitskasten verstärken und das Zusammendrücken des nicht verformbaren Sicherheitskastens bei Frontalaufprall vermeiden.
  • Vorzugsweise umfasst der nichtverformbare Sicherheitskasten ein oder mehrere starre Rahmenelemente im Dachteil, die mit einem oder mehreren Rahmenelement(en) in den Seitenteilen verbunden ist/sind. Dies schützt die Insassen der Fahrzeugkabeine ferner vor hohen Stoßeinwirkungen auf den Dachteil und stärkt den nicht verformbaren Sicherheitskasten gegenüber Frontalaufprall.
  • Vorzugsweise umfassen die starren Rahmenelemente des nichtverformbaren Sicherheitskastens einen Türrahmen für einen Notausgang. Dies ist vorteilhaft, da die Notausgänge, zu denen Türen oder Fenster zählen können, ohne darauf begrenzt zu sein, die Insassen nach einem Aufprall nicht nur entkommen lassen, sondern es auch Rettungs- und/oder anderem Personal ermöglichen, Insassen bei Bedarf zu Hilfe zu kommen. Außerdem sollten die Notausgänge auch dergestalt sein, dass sie für Insassen und Retter leicht zugänglich sind. Es ist ferner vorteilhaft, zahlreiche Notausgänge zu haben, die sich eventuell sogar in den Dachteilen und/oder Bodenteilen befinden, falls Trümmer Notausgänge in den Seitenteilen blockieren sollten.
  • Vorzugsweise ist jede hierin beschriebene Variation des Rahmens zur Verwendung in einem Schienenfahrzeug. Jedem beliebigen Schienenfahrzeug würde verbesserte Sicherheit während einer Kollision und bessere Wartungs- und Reparaturkosten nach einer Kollision zugute kommen. Der Rahmen kann sich in der Fahrerkabine für ein Schienenfahrzeug und/oder Teil der strukturellen Endabschnitte eines Schienenfahrzeugs und/oder Reisezugwagens befinden. Das Fahrzeug kann der Triebwagen, z. B. eine Zuglokomotive, sein, da die meisten Stoßeinwirkungen gewöhnlich auf das vorderste Schienenfahrzeug eines Zugs erfolgen.
  • Die vorliegende Erfindung sieht auch ein Verfahren zum Modifizieren eines Schienenfahrzeugs vor, das den Einbau jeder beliebigen hierin beschriebenen Variation des Rahmens umfasst. Die Einbauverfahren können vom Einbauen eines hierin beschriebenen Rahmens zum Zeitpunkt der Herstellung für eine Fahrzeugkabine reichen. Die Fahrzeugkabine kann mit wenigstens einem Ende des mittleren Abschnitts des Fahrzeugs verbunden werden, wobei der mittlere Abschnitt einen Fahrgastraum, einen Maschinenraum oder einen Frachtraum aufweisen kann, aber nicht darauf begrenzt ist. Alternativ können die oben erwähnten Komponenten, d. h. Komponenten des Rahmens, nachträglich in ein vorhandenes Fahrzeug eingebaut werden, um beispielsweise eine kostengünstige Lösung für die Betreiber aktueller Fahrzeugflotten zu bieten, so dass ihnen die verbesserte Wartung, Reparatur und Sicherheit eines modifizierten Schienenfahrzeugs zugute kommen können.
  • Andere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung einer spezifischen Ausgestaltung der Erfindung offensichtlicher, die als nicht begrenzendes Beispiel nur mit Bezug auf die Begleitzeichnungen erfolgt, in denen:
  • 1a eine Längsschnittansicht einer ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist;
  • 1b eine vertikale Schnittansicht der ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist;
  • 1c eine horizontale Teilansicht der ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist;
  • 1d eine perspektivische Ansicht einer nachgiebigen Region in einem Tragelement der ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist;
  • 2 eine Querschnittansicht einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung bietet, die eine Kollision mit einem Hindernis mit glatter Stirnseite darstellt;
  • 3a eine Querschnittansicht einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist, welche die Anfangsstadien einer Kollision mit einem Hindernis mit hohen Konturen darstellt;
  • 3b eine Querschnittansicht einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist, welche ein fortgeschrittenes Stadium einer Kollision mit einem Hindernis mit hohen Konturen darstellt.
  • In 1a, 1b, 1c und 1d, auf die jetzt Bezug genommen wird, ist ein Schienenfahrzeug abgebildet, das allgemein als 2 indiziert wird. 1a, 1b und 1c zeigen verschiedene Ansichten des Schienenfahrzeugs 2, wobei ein mittlerer Abschnitt 10 mit einer Fahrzeugkabine 12 verbunden ist. 1d stellt eine perspektivische Ansicht einer nachgiebigen Region 36 dar, die sich in der Vorderseite der Fahrzeugkabine 12 befindet, wie in 1a zu sehen ist.
  • Das Schienenfahrzeug 2 von 1a, b und c hat ein(en) Fahrgestell oder Fahrzeugboden 4, das/der auf einem oder mehreren Drehgestellen (nicht abgebildet) gelagert ist. Der Fahrzeugboden 4 trägt einen eine Längsrichtung definierenden mittleren Abschnitt 10, der zum Dach 8 verlaufende Hauptwände 6 aufweist (im Längsquerschnitt von 1a ist nur eine Wand abgebildet). Eine Fahrzeugkabine 12 ist mit wenigstens einem Ende des mittleren Abschnitts 10 in der Längsrichtung verbunden.
  • Eine nachgiebige Region ist als eine Region der Rahmenelemente (26, 32, 30, 34, 20, 40, 44) definiert und hat eine niedrigere Verformungsbeständigkeit als der Rest des jeweiligen Rahmenelements (26, 32, 30, 34, 20, 40, 44), so dass die nachgiebige Region die Deformation der Rahmenelemente (26, 32, 30, 34, 20, 40, 44) bei Stoßeinwirkung lokalisiert, um für ein kontrolliertes Einknicken der Fahrzeugkabine 12 zu sorgen.
  • Die Fahrzeugkabine 12 umfasst einen Rahmen, der in Teile unterteilt ist, nämlich den Frontteil 62, den Bodenteil 64, den Dachteil 66 und seitliche Teile 68, wie in den 1a, 1b und 1c zu sehen ist. Der Bodenteil 64 weist wenigstens ein Bodenrahmenelement 20 auf, das an dem Punkt, an dem die Fahrzeugkabine 12 an den mittleren Abschnitt 10 angefügt ist, mit dem Fahrzeugunterteil 4 verbunden ist und längs zum Frontteil 62 verläuft. Im Bodenrahmenelement 20 ist wenigstens eine nachgiebige Bodenregion 22 positioniert, wobei die nachgiebige Bodenregion 22 dadurch definiert ist, dass aus dem Bodenrahmenelement 20 ein länglich geformter Abschnitt 24 entfernt wurde.
  • Neben und vor der nachgiebigen Bodenregion 22 ist der Frontteil 62 angefügt, der über ein Kopfstückrahmenelement 26 mit der nachgiebigen Bodenregion 22 verbunden ist. Zu weiteren Baugruppen (nicht gezeigt), die vom Kopfstückrahmenelement 26 getragen werden können, können, ohne darauf begrenzt zu sein, Puffer (nicht gezeigt), Kupplungen (nicht gezeigt), Schienenräumer (nicht gezeigt), Frontschutzbügel (nicht gezeigt), Aufkletterschutzvorrichtungen (nicht gezeigt) zählen. Das Kopfstückrahmenelement 26 verläuft in der seitlichen Dimension zwischen den zwei Seitenteilen 68.
  • Auf und neben dem Kopfstückrahmenelement 26 ist wenigstens ein unteres Rahmenelement 30 angefügt, das in Richtung auf die Vorderseite der Fahrzeugkabine 12 geneigt ist, wobei das obere Ende des unteren Rahmenelements 30 mittig in einer Entfernung zwischen den Dach- und Bodenteilen 64 und 66 angeordnet ist. Ein mittleres Rahmenelement 32 ist mit dem unteren Rahmenelement 30 verbunden. Das mittlere Rahmenelement 32 verläuft in der seitlichen Dimension zwischen den zwei Seitenteilen 68. Am unteren Ende des unteren Rahmenelements 30 befindet sich wenigstens eine untere nachgiebige Region 31. Die untere nachgiebige Region 31 kann eine Energieabsorptionsstrebe aufweisen, ist aber nicht darauf begrenzt.
  • Ferner schließt an das obere Ende des unteren Rahmenelements 30 ein oberes Rahmenelement 34 an. Das untere und das obere Rahmenelement 30 und 34 können in der Tat auch aus einem Stück eines Rahmenelements hergestellt sein, das vom Boden- zum Dachteil verläuft. Im Wesentlichen nahe der Anstoßregion des oberen Rahmenelements 34 und des unteren Rahmenelements 30 befindet sich eine mittlere nachgiebige Region 36, von der eine Perspektive auch in 1d zu sehen ist. In diesem Fall befindet sich die mittlere nachgiebige Region 36 über der Verbindung zwischen dem mittleren Rahmenelement 32 und dem unteren Rahmenelement 30. Wie in den 1a und 1d zu sehen ist, umfasst die mittlere nachgiebige Region 36 aus zwei einander im Wesentlichen entgegengesetzten, sich nicht schneidenden halbkreisförmigen Teilen, die aus dem unteren und/oder oberen Rahmenelement 30 und 34 entfernt wurden. Dies ergibt ein plastisches Gelenk oder eine gelenkig bewegliche nachgiebige Region, die bei einer Kollision eine kontrollierte Drehung des unteren und oberen Rahmenelements 30 und 34 zulässt. Das obere Rahmenelement 34 kann sich aus einem Material mit einer hohen Steifigkeit zusammensetzen.
  • Entweder neben dem oberen Ende des oberen Rahmenelements 34 oder im oberen Ende des oberen Rahmenelements 34 befindet sich wenigstens eine obere nachgiebige Region 38. Der Dachteil 66 ist an das obere Rahmenelement 34 und/oder die obere nachgiebige Region 38 angrenzend angefügt. Die Verbindung mit dem Frontteil 62 des Dachteils 66 wird von wenigstens einem ersten Dachelement 40 gebildet. Eine erste nachgiebige Dachregion 42 befindet sich nahe dem Ende des ersten Dachrahmenelements 40, das an das obere Rahmenelement 34 oder die obere nachgiebige Region 38 angrenzt.
  • Außerdem ist wenigstens ein zweites Dachrahmenelement 44 neben und über dem ersten Dachrahmenelement 40 angeordnet. Das zweite Dachrahmenelement 44 ist auch mit dem oberen Rahmenelement 34 und/oder mit der oberen nachgiebigen Region 38 verbunden. Eine zweite nachgiebige Dachregion 46 ist im Wesentlichen nahe dem Ende (in Richtung auf den Frontteil 62) des zweiten Dachrahmenelements 44 positioniert und befindet sich neben der ersten nachgiebigen Dachregion 42.
  • Die erste nachgiebige Dachregion 42 weist wenigstens zwei Löcher auf, die längs entlang dem ersten Dachrahmenelement 40 mit Zwischenraum zueinander angeordnet sind. Dies wirkt als plastisches Gelenk, wobei das Gelenk zwischen den zwei Löchern positioniert ist, sowie zur Energieabsorption in Längsrichtung in der Form von Zerknautschen oder Einknicken. Die zweite nachgiebige Dachregion 46 hat halbkreisförmige Wellungen in den oberen und unteren Rändern und/oder Oberflächen des zweiten Dachrahmenelements 44, wobei die zweite nachgiebige Dachregion 46 Energieabsorption durch Zusammendrücken durchführt.
  • Mit den Dachrahmenelementen 40 und/oder 42 in einem geeigneten Abstand vom Frontteil 62 und vorzugsweise an der Rückseite der Fahrzeugkabine 12 verbunden oder an sie anstoßend ist ein nicht verformbarer Sicherheitskasten 50. Der nicht verformbare Sicherheitskasten 50 besteht aus im Wesentlichen parallelen starren Rahmenelementen 52 in beiden Seitenteilen 68. Diese starren Rahmenelemente 52 sind mit dem Bodenrahmenelement 20 des Bodenteils 64 und dem ersten Dachrahmenelement 40 des Dachteils 66 verbunden. Zwischen den im Wesentlichen parallelen starren Rahmenelementen 52 in wenigstens einem Seitenteil 68 (am wahrscheinlichsten in beiden Seitenteilen 68) befindet sich ein Türrahmen für wenigstens einen Notausgang 54. Der Notausgang 54 kann aus den Eingangstüren oder Fenstern bestehen, ist aber nicht darauf begrenzt, oder er kann speziell als Notausgang 54 gebaut sein, der aus einem ähnlichen starren Material wie die starren Rahmenelemente 52 hergestellt ist.
  • Im Fall eines Aufpralls auf ein Hindernis vor der in 1a gezeigten Fahrzeugkabine 12 des Schienenfahrzeugs 2 knickt der Frontteil 62 kontrolliert ein, um kinetische Energie der Stoßeinwirkung zu absorbieren. In einer mittelstarken frontalen Kollision mit einem Hindernis mit flacher Stirnseite verformen sich die unteren, mittleren, oberen nachgiebigen Regionen, 31, 36 bzw. 38, nicht vollständig, da das Hindernis eine flache Stirnseite hat und nicht in die Fahrzeugkabine 12 eindringt. Die nachgiebige Boden-, Dach- und zweite Dachregion, 22, 42 bzw. 46, absorbieren die kinetische Energie der Stoßeinwirkung im Allgemeinen durch Zerknautschen oder Einknicken in der Längsrichtung des entsprechenden Rahmenelements.
  • Bei einer Kollision mit einem hoch konturierten Hindernis, das auf einer Höhe aufprallt, die mittig zwischen dem Dach- und dem Bodenteil 66 und 64 Regionen liegt, kooperieren die nachgiebigen Regionen, um sich an die Konturen des Hindernisses anzupassen und die kinetische Energie der Stoßeinwirkung zu absorbieren. Die Boden- und Dachelemente 20, 40 und 44 durchlaufen gewöhnlich eine Dreh- oder Biegeverformung, so dass die Elemente sich einwärts in Richtung auf das Innere der Fahrzeugkabine 12 um die nachgiebigen Regionen 22, 42 und 46 drehen. Gleichzeitig mit dem zentralen, was am wahrscheinlichsten ist, Aufprallen des Hindernisses auf das obere Rahmenelement 34 wird die mittlere nachgiebige Region 36 abgelenkt und durchläuft, wie ein plastisches Gelenk wirkend, eine Dreh- und/oder Biegeverformung um die mittlere nachgiebige Region 36. Das Hindernis schiebt die mittlere nachgiebige Region 36 weiter in die Fahrzeugkabine 12. Das obere Rahmenelement 34 hindert aber aufgrund seiner Steifigkeit das Hindernis am Eindringen und/oder Durchbohren der Fahrzeugkabine 12. Hier beginnt der ganze Oberflächeninhalt der Fahrzeugkabine 12 die kinetische Energie der Stoßeinwirkung drastisch zu absorbieren und hält schließlich die Vorwärtstriebkraft des Hindernisses an.
  • Gleichzeitig durchlaufen die nachgiebige obere, untere, erste Dach-, zweite Dach- und Bodenregion 38, 31, 42, 46 bzw. 22 eine weitere Drehverformung, die die Aufprallenergie weitmöglichst absorbiert. Die übrige Aufprallenergie wird auch durch das weitere Zusammendrücken der unteren und oberen nachgiebigen Region 31 und 38 über die untere und obere nachgiebige Region 31 und 38 in Richtung auf die Boden- und Dachlängstragelemente 20, 40 und 44 übertragen. Schließlich wird diese Energie durch ein Zusammendrücken dieser Rahmenelemente in Längsrichtung in den nachgiebigen Boden- und Dachregionen 22, 42 und 46 abgeführt. Die kinetische Energie der Stoßeinwirkung wird effektiv von den Insassen der Fahrzeugkabine 12 weg übertragen. Der Frontteil 62 passt sich an die Form des Hindernisses an und absorbiert durch die Deformation der mittleren nachgiebigen Region 36 und der anderen nachgiebigen Regionen so viel kinetische Energie wie möglich.
  • Während der Stoßeinwirkung können die Insassen der Fahrzeugkabine 12 von dem sich verformenden Frontteil 62 in den nicht verformbaren Sicherheitskasten 60 zurück geschoben werden. Alternativ können die Insassen vom Bedienpult, das sich im Frontteil 62 der Fahrzeugkabine 12 befinden kann, in Richtung auf den nicht verformbaren Sicherheitskasten 60 geschoben werden oder sie können in den nicht verformbaren Sicherheitskasten 60 flüchten.
  • Nach einer Kollision mit einem Hindernis sollte die verformte Fahrzeugkabine 12 das meiste der kinetischen Energie des Aufpralls absorbiert haben, so dass der mittlere Abschnitt 10 intakt geblieben ist. Die Fahrzeugkabine 12 kann einfach entweder repariert oder ersetzt werden, während der mittlere Abschnitt 10 wiederverwendet wird. Dies bewirkt eine verbesserte Einsparung von Wartungs- und Betriebskosten des Schienenfahrzeugs.
  • In 2, auf die jetzt Bezug genommen wird, wird eine Querschnittansicht einer alternativen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung und das Schienenfahrzeug 2, das ähnlich wie in der Ausgestaltung von 1a, 1b, 1c und/oder 1d beschrieben sein kann, dargestellt.
  • 2 illustriert die Funktionsweise der nachgiebigen Regionen, nämlich der Boden-, unteren, mittleren, oberen, Dach- und zweiten Dachregion 22, 31, 36, 38, 46 bzw. 42 bei einer mittleren Frontalkollision mit einem Hindernis mit flacher Stirnseite 60. Wie zu sehen ist, verformen sich die untere, mittlere, obere Region 31, 36 bzw. 38 nicht völlig, da das Hindernis eine flache Stirnseite hat und nicht in die Fahrzeugkabine 12 eindringt. Die nachgiebige Boden-, Dach- und zweite Dachregion 22, 46 bzw. 42 absorbieren die kinetische Energie des Aufpralls in der Längsrichtung durch Zusammendrücken des Boden-, ersten Dach- und zweiten Dachrahmenelements 20, 40 bzw. 42 in Längsrichtung.
  • In den 3a und 3b, auf die jetzt Bezug genommen wird, ist eine Querschnittansicht einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung dargestellt, die eine Kollision mit einem Hindernis mit hohen Konturen illustriert, wobei das Schienenfahrzeug 2 ähnlich dem in der Ausgestaltung von 1a, 1b, 1c und/oder 1d beschriebenen ist.
  • 3a illustriert eine Kollision der Fahrzeugkabine 12 im Anfangsstadium des Aufpralls und 3b illustriert ein fortgeschrittenes Stadium der Kollision der Fahrzeugkabine 12. Es wird die Kooperation der nachgiebigen Regionen, nämlich der Boden-, unteren, mittleren, oberen, Dach- und zweiten Dachregion 22, 31, 36, 38, 46 bzw. 42, gegenüber einem hohen Hindernis 62 gezeigt.
  • In 3a führen die Dach- und Bodenrahmenelemente 40, 44 und 20 beim Auftreffen des Hindernisses über der mittleren nachgiebigen Region 36 eine Drehverformung durch. Weiter stößt in 3b das Hindernis gegen das obere Rahmenelement 34, wobei die mittlere nachgiebige Region 36 (auch als eine gelenkig bewegliche nachgiebige Region bekannt) abgelenkt wird und in Bezug auf die unteren und oberen Rahmenelemente 30, 34 eine Drehverformung durchläuft, als plastisches Gelenk wirkt. Das Hindernis schiebt die mittlere nachgiebige Region 36 weiter in die Fahrzeugkabine 12 hinein. Die oberen Rahmenelemente 34 sind aber aus einem starren Material und hindern das Hindernis daran, die Fahrzeugkabine 12 wirklich zu durchdringen. Hier nun beginnt der ganze Oberflächeninhalt der Fahrzeugkabine 12 die kinetische Energie der Stoßeinwirkung drastisch zu absorbieren und hält schließlich die Vorwärtstriebkraft des Hindernisses an.
  • Gleichzeitig durchlaufen die nachgiebige obere, untere, Dach-, zweite Dach- und Bodenregion (38, 31, 46, 42 bzw. 22) eine Drehverformung, die die Aufprallenergie weitmöglichst absorbiert. Die Aufprallenergie wird ferner durch ein weiteres Zusammendrücken des unteren und oberen schwachen Elements 31 und 38 über die untere und obere nachgiebige Region 31 und 38 in Richtung auf die Boden- und Dachlängstragelemente 20, 40 und 44 übertragen. Schließlich wird diese Energie in den nachgiebigen Boden- und Dachregionen 22, 46 bzw. 42 abgeführt, indem diese jeweiligen nachgiebigen Regionen weiter weitmöglichst zusammengedrückt werden und möglichst viel kinetische Energie absorbiert wird. Die kinetische Energie der Stoßeinwirkung wird effektiv von den Insassen der Fahrzeugkabine 12 weg umgeleitet. Der Frontteil passt sich außerdem an die Form des Hindernisses an und absorbiert durch die Deformation der mittleren nachgiebigen Region 36 so viel kinetische Energie wie möglich.
  • Es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung allgemein und mittels spezifischer Aspekte und Ausgestaltungen ein Mittel bereitstellt, durch welches die Fahrzeugkabine eines Fahrzeugs so viel kinetische Energie einer Kollision wie möglich kontrolliert und vorhersagbar absorbieren kann, indem mehrere nachgiebige Regionen verwendet werden, die im Wesentlichen in den vorderen, Dach-, Boden- und Seitenteilen strategisch positioniert sind, und die kinetische Energie weiter von den Insassen der Fahrzeugkabine weg umgeleitet wird. In dieser Hinsicht stellt die vorliegende Erfindung einen bedeutenden Vorteil gegenüber eingeführten und konventionellen Formen der Energieabsorption für eine Fahrzeugkabine eines Fahrzeugs dar, die aufgrund ihrer Beschaffenheit die Sicherheit, Reparatur und Wiederverwendung der Fahrzeugkonstruktion nicht verbessern.
  • In der vorliegenden Beschreibung wurde zwar auf Schienenfahrzeuge Bezug genommen, es gilt aber auch, dass die Lehre der vorliegenden Erfindung gleichermaßen auf andere Fahrzeuge angewendet werden kann. Von daher darf die Bezugnahme auf „Fahrzeug" oder „Fahrzeuge" nicht auf einen bestimmten Verkehrsmitteltyp begrenzt verstanden werden, sondern ist als alle Fahrzeugtypen umfassend auszulegen, einschließlich Schienenfahrzeuge, Züge, Reisezugwagen, Güterwagen, Lokomotiven, zwangsgeführte Fahrzeuge und Verkehrsmittel, Busse, Flugzeuge, Kastenwagen, Wohnmobile, Wohnwagen, Lastkraftwagen, Straßentankwagen, Anhänger und dergleichen. Die Begriffe „Fahrzeug" und „Fahrzeuge" werden hierin verwendet, um diese generische Gruppe von Objekten zu bezeichnen, sofern nicht anderweitig angegeben.
  • Die vorliegende Erfindung wurde zwar mit Bezug auf spezielle veranschaulichende Ausgestaltungen gezeigt und beschrieben, fachkundige Personen werden aber verstehen, dass diverse Änderungen in Form und Detail vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung gemäß ihrer Beschreibung in den angehängten Ansprüchen abzuweichen.

Claims (16)

  1. Rahmen für eine Fahrzeugkabine (12), der eine Mehrzahl von Rahmenelementen (26, 32, 30, 34, 20, 40, 44) umfasst, die Front- (62), Boden- (64), Dach- (66) und Seitenteile (68) der Fahrzeugkabine definieren, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen eine Mehrzahl von nachgiebigen Regionen (22, 31, 36, 38, 42, 46), die auf die Rahmenelemente verteilt sind, einschließlich einer zentralen gelenkig beweglich nachgiebigen Region (36) in den den Frontteil (62) definierenden Rahmenelementen, die allgemein zentral an einem Punkt zwischen dem Bodenteil (64) und dem Dachteil (66) angeordnet ist, eine Mehrzahl von nachgiebigen Regionen (42, 46), die sich in einem oder mehreren den Dachteil (66) definierenden Rahmenelement(en) befinden, und eine Mehrzahl von nachgiebigen Regionen (22, 31), die sich in einem oder mehreren den Bodenteil (64) definierenden Rahmenelement(en) befinden, umfasst, wodurch bei einer Kollision mit einem hoch konturierten Hindernis, das an einer zentral zwischen den Dach- und Bodenteilen (66, 64) liegenden Höhe aufprallt, die nachgiebigen Regionen zusammenwirken, um sich an die Konturen des Hindernisses anzupassen und die kinetische Energie der Stoßeinwirkung zu absorbieren.
  2. Rahmen nach Anspruch 1, bei dem ein oder mehrere Rahmenelement(e) (30, 34) im Frontteil zwischen einem oder mehreren die Dach- und/oder Bodenteile definierenden Element(en) (20, 40) verbunden ist/sind.
  3. Rahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die eine oder mehreren nachgiebige(n) Region(en) (24, 36) in den Rahmenelementen von einem oder mehreren reduzierten Teil(en) der Rahmenelemente gebildet werden.
  4. Rahmen nach Anspruch 3, bei dem der eine oder die mehreren reduzierte(n) Teil(e) von einem Loch oder mehreren Löchern (24) in den Rahmenelementen definiert wird/werden.
  5. Rahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine oder mehrere nachgiebige Region(en) (24, 36, 42) eine oder mehrere mechanische Gelenke umfasst/umfassen.
  6. Rahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine oder mehrere nachgiebige Region(en) (31, 46) ein oder mehrere Kollisionsenergieabsorptionselement(e) umfasst/umfassen.
  7. Rahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem wenigstens eines der Rahmenelemente eine Energieabsorptionsstrebe (31) ist.
  8. Rahmen nach Anspruch 7, bei dem drei Rahmenelemente in einem Dreieck angeordnet sind, das durch Anschließen wenigstens einer Energieabsorptionsstrebe (31) zwischen zwei Rahmenelementen (26, 30) gebildet wird.
  9. Rahmen nach Anspruch 8, bei dem eines (30) der in dem Dreieck angeordneten Rahmenelemente (26, 30) sich über eine Distanz vom Dreieck zu einer gelenkig beweglichen nachgiebigen Region (36) erstreckt, wobei sich das genannte Rahmenelement (30) bei der Stoßeinwirkung an der gelenkig beweglichen nachgiebigen Region (36) verformt, was Energieabsorption in der Strebe (31) erlaubt.
  10. Rahmen nach einem der Ansprüche 8 bis 9, bei dem das Dreieck durch Anschließen der Energieabsorptionsstrebe (31) zwischen einem oder mehreren Rahmenelement(en) (30) im Frontteil und einem oder mehreren Rahmenelement(en) (26) im Bodenteil gebildet ist.
  11. Rahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das einen verformbaren Teil und einen nichtverformbaren Sicherheitskasten (50), der sich in der Richtung der erwarteten Stoßeinwirkung hinter dem verformbaren Teil befindet, umfasst.
  12. Rahmen nach Anspruch 11, bei dem der nichtverformbare Sicherheitskasten (50) zwei oder mehr starre Rahmenelemente (52) in den Seitenteilen (68) umfasst, die mit einem oder mehreren Rahmenelement(en) (20, 40) in den Dach- und Bodenteilen verbunden sind.
  13. Rahmen nach einem der Ansprüche 11 oder 12, bei dem der nichtverformbare Sicherheitskasten (50) ein oder mehrere starre Rahmenelemente im Dachteil umfasst, die mit einem oder mehreren Rahmenelement(en) in den Seitenteilen verbunden ist/sind.
  14. Rahmen nach einem der Ansprüche 12 oder 13, bei dem die starren Rahmenelemente des nichtverformbaren Sicherheitskastens einen Türrahmen für einen Notausgang umfassen.
  15. Verwendung eines Rahmens nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einem Schienenfahrzeug (2).
  16. Schienenfahrzeug (2), das den Rahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 15 umfasst.
DE602005004131T 2004-03-01 2005-02-28 Verformbarer rahmen für eine fahrzeugkabine Active DE602005004131T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB0404520A GB2411630A (en) 2004-03-01 2004-03-01 Vehicle cabin frame with yieldable regions
GB0404520 2004-03-01
PCT/EP2005/002092 WO2005085033A1 (en) 2004-03-01 2005-02-28 Deformable frame for a vehicle cabin

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE602005004131D1 DE602005004131D1 (de) 2008-02-14
DE602005004131T2 true DE602005004131T2 (de) 2008-12-18

Family

ID=32051086

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE602005004131T Active DE602005004131T2 (de) 2004-03-01 2005-02-28 Verformbarer rahmen für eine fahrzeugkabine

Country Status (7)

Country Link
EP (1) EP1723020B1 (de)
AT (1) ATE382527T1 (de)
DE (1) DE602005004131T2 (de)
ES (1) ES2299009T3 (de)
GB (1) GB2411630A (de)
NO (1) NO335057B1 (de)
WO (1) WO2005085033A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018146014A1 (de) 2017-02-09 2018-08-16 Crrc Qingdao Sifang Co., Ltd. Kopfmodul für schienenfahrzeug
WO2018146082A1 (de) 2017-02-09 2018-08-16 Crrc Qingdao Sifang Co., Ltd. Crash-system für schienenfahrzeug

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006043926A1 (de) * 2006-09-14 2008-03-27 Voith Turbo Lokomotivtechnik Gmbh & Co. Kg Lokomotive
DE102006043923B4 (de) * 2006-09-14 2009-12-03 Voith Turbo Lokomotivtechnik Gmbh & Co. Kg Lokomotivkasten
DE102006043925B4 (de) * 2006-09-14 2014-07-17 Voith Turbo Lokomotivtechnik Gmbh & Co. Kg Lokomotive
DE102006043924B4 (de) * 2006-09-14 2009-01-02 Voith Turbo Lokomotivtechnik Gmbh & Co. Kg Lokomotive
DE102007007594A1 (de) * 2007-02-13 2008-08-14 Bombardier Transportation Gmbh Fahrzeug mit einer Frontscheibenanordnung
PL2334533T3 (pl) 2008-09-15 2014-11-28 Voith Patent Gmbh Głowica pojazdu do mocowania na stronie czołowej pojazdu poruszającego się po torze, zwłaszcza pojazdu szynowego
DE102014204761A1 (de) 2014-03-14 2015-09-17 Voith Patent Gmbh Fahrzeugkopf für ein spurgebundenes Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug mit einer verstärkten Rahmenstruktur für die Frontscheibe sowie Frontscheibe für den Fahrzeugkopf
DE102014218413A1 (de) * 2014-09-15 2016-03-17 Voith Patent Gmbh Fahrzeugkopf zur Befestigung an der Stirnseite eines spurgebundenen Fahrzeuges, insbesondere eines Schienenfahrzeuges

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2694255B1 (fr) * 1992-07-28 1994-10-28 Dietrich & Cie De Structure absorbeuse d'énergie, en particulier pour véhicules ferroviaires.
FR2712950B1 (fr) * 1993-11-25 1995-12-29 Gec Alsthom Transport Sa Dispositifs et procédé d'amortissement de choc, ossature et véhicule comportant de tels dispositifs d'amortissement de choc.
FR2715904A1 (fr) * 1994-02-08 1995-08-11 Sardou Max Structure de véhicule, notamment de locomotive de train.
US6158356A (en) * 1997-02-10 2000-12-12 Gec Alsthom Transport Sa Energy absorber device having a parallelepiped shape for absorbing impacts to a vehicle
JPH11192941A (ja) * 1998-01-07 1999-07-21 Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd 鉄道車両用構体
DE10155257B4 (de) * 2001-11-09 2008-02-21 Alstom Lhb Gmbh Kollisionsschutzeinrichtung für Schienenfahrzeuge

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018146014A1 (de) 2017-02-09 2018-08-16 Crrc Qingdao Sifang Co., Ltd. Kopfmodul für schienenfahrzeug
WO2018146082A1 (de) 2017-02-09 2018-08-16 Crrc Qingdao Sifang Co., Ltd. Crash-system für schienenfahrzeug
US11318967B2 (en) 2017-02-09 2022-05-03 Crrc Qingdao Sifang Co., Ltd. Crash system for a rail vehicle
US11352027B2 (en) 2017-02-09 2022-06-07 Crrc Qingdao Sifang Co., Ltd. Head module for a rail vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
ES2299009T3 (es) 2008-05-16
WO2005085033A1 (en) 2005-09-15
DE602005004131D1 (de) 2008-02-14
NO20064397L (no) 2006-09-28
NO335057B1 (no) 2014-09-01
ATE382527T1 (de) 2008-01-15
EP1723020B1 (de) 2008-01-02
GB0404520D0 (en) 2004-03-31
EP1723020A1 (de) 2006-11-22
GB2411630A (en) 2005-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE602005004131T2 (de) Verformbarer rahmen für eine fahrzeugkabine
EP2534025B1 (de) Crashmodul für ein schienenfahrzeug
DE3928869B4 (de) Sicherheitseinrichtung für ein Kraftfahrzeug
EP1232083B1 (de) Schienenfahrzeug zur personenbeförderung, insbesondere für den nahverkehr
WO2010029188A1 (de) Fahrzeugkopf zur befestigung an der stirnseite eines spurgebundenen fahrzeuges, insbesondere eines schienenfahrzeuges
AT511291A1 (de) Schienenfahrzeug mit angesetzter verformungszone
EP2064104A1 (de) Kopfmodul für ein schienenfahrzeug
DE112006000425T5 (de) Struktur eines Fahrzeugendabschnitts
WO2009095284A1 (de) Kopfbauteil zum ausbilden der stirnseite eines fahrzeugs, mit mindestens einem energieverzehrelement
EP2999609B1 (de) Schienenfahrzeug mit vollständig eintauchender kupplung
WO2005061313A1 (de) Fahrerhaus-tragstruktur für ein nutzfahrzeug mit einer sicherheitszelle
AT413683B (de) Aufkletterschutz für schienenfahrzeuge
EP0612647A1 (de) Einrichtung zum Schutz für Passagiere gegen Verletzungen bei einem Zusammenstoss von Eisenbahnzügen
EP0577938B1 (de) Gelenktriebwagen im Schienenverkehr
EP3640113A1 (de) Energieaufnahmevorrichtung und schienenfahrzeug
EP3560787B1 (de) Schienenfahrzeug
EP3670286B1 (de) Reisezugwagen und schienenfahrzeug
DE102005028770A1 (de) Kraftfahrzeug
EP3608197B1 (de) Aufkletterschutzvorrichtung mit schutzschildelement
DE102010045273A1 (de) Energie absorbierende Struktur
DE102018110243A1 (de) Schienenfahrzeug
AT16474U1 (de) Crashkonzept Stadt-Regio-Fahrzeug
DE4102353A1 (de) Personenkraftwagen mit seitlichen tuerschwellern
DE3740396A1 (de) Schienenfahrzeug, insbesondere grubenwagen
DE102017112619A1 (de) Schienenfahrzeug mit Sicherheitsfahrerkabine

Legal Events

Date Code Title Description
8363 Opposition against the patent