EP0918006A1

EP0918006A1 - Schienenfahrzeug

Info

Publication number: EP0918006A1
Application number: EP98121807A
Authority: EP
Inventors: Peter Wöhl
Original assignee: Krauss Maffei Verkehrstechnik GmbH
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1997-11-21
Filing date: 1998-11-17
Publication date: 1999-05-26
Anticipated expiration: 2018-11-17
Also published as: EP0918006B1; ATE238934T1; DE59808152D1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug, insbesondere eine Lokomotive, mit einem Hauptrahmen und am Hauptrahmen angeordneten Funktionselementen. Um bei einem derartigen Schienenfahrzeug die Aufprallfestigkeit ohne Verlängerung des Gesamtfahrzeugs durch Energie aufnehmende Elemente zu steigern, wird vorgeschlagen, die Funktionselemente gegenüber dem Hauptrahmen definiert verschiebbar zu lagern, wobei bei einem Aufprall eine Verschiebung der Funktionselemente gegenüber dem Hauptrahmen unter Arbeitsaufnahme stattfindet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schienenfahrzeug, insbesondere Lokomotive, mit einem Hauptrahmen und am Hauptrahmen angeordneten Funktionselementen, wie Umrichter, Transformatoren, Motoren, Getriebe, Kraftstoffbehälter, Kühlermodule, Laufwerke und dergleichen.

Bei Schienenfahrzeugen dieser Art sind Einrichtungen vorzusehen, mit denen das Fahrzeug oder wichtige Teile hiervon im Falle von außerordentlichen Aufprallbelastungen vor ernsthaften Beschädi-gungen geschützt werden kann. Hierzu ist es beispielsweise aus der DE-PS 196 35 221 bekannt, an den Enden des Hauptrahmens Energieverzehrelemente anzuordnen, die im Falle eines Aufpralls nach ausschöpfen des Federweges der elastischen Pufferelemente Arbeit durch plastische Verformung (Stauchverformung) aufnehmen. Den durch elastische und/oder plastische Verformung gekennzeichneten Methoden zur Arbeitsaufnahme ist die Bindung an einen Verformungsweg gemeinsam.

Da die Möglichkeiten zur Steigerung der Aufprallfestigkeit durch eine Erhöhung der Strukturfestigkeit meist durch Zulassungsvorschriften begrenzt sind, kann das Arbeitsaufnahmevermögen der durch elastische und/oder plastische Verformung wirkenden Energieverzehrelemente nur über eine Verlängerung der Verformungswege gesteigert werden. Dies ist jedoch mit einer aufwendigen und im Schienenverkehr nachteiligen Verlängerung des Gesmatfahrzeugs verbunden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem Fahrzeug der genannten Art die Aufprallfestigkeit ohne Verlängerung des Gesamtfahrzeugs zu steigern, wobei die Aufprallfestigkeit bedeutet, daß bei einer außerordentlichen Aufprallbelastung die tragende Struktur und wichtige Teile des Schienenfahrzeugs im wesentlichen unbeschädigt bleiben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Funktionselemente gegenüber dem Hauptrahmen definiert verschiebbar gelagert sind, wobei nach Überschreitung vorbestimmter, durch eine Aufprallbelastung hervorgerufener Massenkräfte eine Verschiebung der Funktionselemente gegenüber dem Hauptrahmen und tragenden Strukturen des Schienenfahrzeugs unter Arbeitsaufnahme stattfindet.

Nach der Erfindung wird somit erreicht, daß die aus schweren, kompakten Teilmassen bestehenden Funktionselemente des Schienenfahrzeugs, wie z.B. Umrichter, Transformatoren, Laufwerke oder Motoren nicht mehr starr, sondern in Aufprallrichtung unter Energieaufnahme verschieblich in das Schienenfahrzeug integriert werden.

Vorzugsweise werden als Verschiebewege für die Funktionselemente die für deren Montage und Wartung erforderlichen Freiräume oder sonstige Abstandsräume genutzt.

Die Befestigung an der tragenden Struktur des Fahrzeugs, im wesentlichen dem Hauptrahmen, erfolgt durch bekannte Maschinenelemente, die eine Verschiebung unter Energieaufnahme zulassen. Die Verschiebung kann dabei durch Gleitreibung der Elemente erfolgen mit denen die Funktionselemente am Hauptrahmen oder an sonstigen tragenden Strukturelementen befestigt sind.

Die Verschiebung unter Arbeitsaufnahme kann zusätzlich oder anstelle der Gleitreibung auch dadurch erfolgen, daß jeweils zwischen einem strukturfesten Anschlag und dem Funktionselement Energieverzehrelemente angeordnet sind, bei denen die Arbeitsaufnahme mit elastischer und/oder plastischer Verformung einhergeht. Grundsätzlich sind zu diesem Zweck auch übliche mechanisch oder hydraulisch wirkende Stoßdämpferelemente geeignet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer in der beiliegenden Zeichnung schematisch dargestellten Lokomotive näher erläutert.

Die Lokomotive besteht aus einem Hauptrahmen 1, an dem zwei Laufwerke in Form von Drehgestellen 2 und 3 über rahmenfeste Drehzapfen 4 und 5 angelenkt sind. In den Drehgestellrahmen 6 und 7 der Drehgestelle 2 und 3 sind jeweils Radsätze 8 gelagert. Die Drehgestelle 2 und 3 sind gegenüber den rahmenfesten Drehzapfen 4 und 5 mittels nicht dargestellter Federlemente elastisch horizontal verschiebbar.

Auf der Oberseite des Hauptrahmens 1 ist das Lokomotivgehäuse 9 befestigt, das in dem zwischen den beiden Fahrerständen 10 und 11 befindlichen Bereich aufgebrochen dargestellt ist. In diesem Bereich sind in stark vereinfachter Darstellungsweise lediglich zwei Funktionselemente 12 und 13 zu sehen, die auf dem Hauptrahmen 1 befestigt sind.

Die Befestigung besteht dabei aus rahmenfesten Anschlagelementen 14, 15, 16 und 17 und zwischen diesen und den Funktionselementen 12 und 13 angeordneten Energieverzehrelementen 18, 19, 20 und 21.

Auf der Unterseite befinden sich weitere rahmenfeste Anschlagelemente 22,23,24 und 25, die jeweils Energieverzehrelemente 26,27, 28 und 29 tragen. Die Energieverzehrelemente sind jeweils im Horizontalabstand zu den Endbereichen der Drehgestellrahmen 6 und 7 angeordnet.

An den beiden Enden des Hauptrahmens 1 der Lokomotive befinden sich jeweils zwei energieverzehrende Stauchelemente 30 und 31, auf denen herkömmliche Pufferelemente 32 und 33 befestigt sind. Die Stauchelemente 30 und 31 stellen energieverzehrende Elemente nach dem Stand der Technik dar, wie er z.B. in der DE 196 35 221 beschrieben ist.

Im Falle eines Aufpralls der Lokomotive mit einer Geschwindigkeit, die Aufprallenergien freisetzt, die über das Maß hinausgehen, das noch von den Pufferelementen 32 und 33 kompensiert werden kann, werden nach dem Stand der Technik, die zwischen den Pufferlementen 32 und 33 und dem Hauptrahmen 1 angeordneten energieverzehrenden Stauchelemente 30 und 31 zusammengedrückt. Da das Arbeitsaufnahmevermögen derartiger Stauchelemente 30 und 31 aber abhängt von deren Länge bzw. deren möglichen Verformungsweg, können diese zum Zweck der Steigerung des Energieaufnahmevermögens nicht beliebig verlängert werden, da sich ansonsten die Baulänge des Gesamtfahrzeugs in unerwünschter Weise erhöhen würde.

Die nach der Erfindung erzielte Erhöhung des Energieaufnahmevermögens wird ohne Verlängerung des Gesamtfahrzeugs erreicht. Bei einer auf den Hauptrahmen 1 einwirkenden außerordentlichen Aufprallbelastung werden in den auf dem Hauptrahmen 1 befestigten Funktionselementen 12,13 und in den Laufwerken bzw. den Drehgestellen 2,3 erhebliche Massenkräfte freigesetzt, die im Sinne einer Verschiebung der Funktionselemente 12,13 und der Laufwerke bzw. Drehgestelle 2,3 gegenüber dem Hauptrahmen 1 wirken.

Da nach der Erfindung definierte Verschiebungswege und eine eine Verschiebung zulassende Befestigung der Funktionselemente 12,13 und der Laufwerke vorgesehen sind, erfolgt bei Aufprallbelastung eine Verschiebung der Funktionselemente 12,13 und der Laufwerke bzw. Drehgestelle 2,3 entgegen der Aufprallrichtung, wobei auf dem Verschiebeweg je nach Aufprallrichtung die entsprechenden Energieverzehrelemente 18-21 und 26-29 unter Arbeitsaufnahme zusammengedrückt werden. Zusätzlich kann mit einer Klemmbefestigung der Funktionselemente 12,13 beim Verschieben durch Gleitreibung Arbeit aufgenommen werden. Die Anlenkung der Drehgestelle 2 und 3 am Hauptrahmen 1 ist soweit elastisch ausgeführt, daß ein Anschlag auf den Energieverzehrelementen 26-29 keine Schäden verursacht. Die Gesamtarbeit, die bei einem Aufprall aufgenommen wird ergibt sich aus der Summe der Arbeitsaufnahmen der verformten einzelnen Energieverzehrelemente.

Claims

Schienenfahrzeug, insbesondere Lokomotive, mit einem Hauptrahmen und am Hauptrahmen angeordneten Funktionselementen, wie Umrichter, Transformatoren, Motoren, Getriebe, Kraftstoffbehälter, Laufwerke und dergleichen, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionselemente gegenüber dem Hauptrahmen (1) definiert verschiebbar gelagert sind, wobei nach Überschreitung bestimmter, durch eine Aufprallbelastung hervorgerufener Massekräfte, eine Verschiebung der Funktionselemente, gegenüber dem Hauptrahmen (1) und tragenden Strukturen des Schienenfahrzeugs unter Arbeitsaufnahme stattfindet.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionselemente auf dem Hauptrahmen (1) befestigten Gleitbahnen nach der Maßgabe festgeklemmt sind, daß bei Überschreitung bestimmter Massekräfte der Funktionselemente eine Gleitreibung mit definierter Arbeitsaufnahme erfolgt.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionselemente am Hauptrahmen (1) verschiebbar befestigt sind, wobei zwischen den Funktionselementen und hauptrahmenfesten Anschlägen (14-17;22-25) Energieverzehrelemente (18-21;26-29) angeordnet sind.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieverzehrelemente aus Federelementen bestehen.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente mit Stoßdämpfereinrichtungen gekoppelt sind.
Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Energieverzehrelementen die Arbeitsaufnahme durch plastische Verformung von Strukturelementen erfolgt.
Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebewege für die Funktionselemente in den Montage- und Wartungsfreiräumen der Funktionselemente angeordnet sind.