EP0918006B1 - Schienenfahrzeug - Google Patents
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- EP0918006B1 EP0918006B1 EP98121807A EP98121807A EP0918006B1 EP 0918006 B1 EP0918006 B1 EP 0918006B1 EP 98121807 A EP98121807 A EP 98121807A EP 98121807 A EP98121807 A EP 98121807A EP 0918006 B1 EP0918006 B1 EP 0918006B1
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- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- elements
- main frame
- functional elements
- rail vehicle
- energy
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
- B61D45/00—Means or devices for securing or supporting the cargo, including protection against shocks
- B61D45/008—Shock absorbing devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
- B61D15/00—Other railway vehicles, e.g. scaffold cars; Adaptations of vehicles for use on railways
- B61D15/06—Buffer cars; Arrangements or construction of railway vehicles for protecting them in case of collisions
Definitions
- the invention relates to a rail vehicle, in particular Locomotive, with a main frame and arranged on the main frame Functional elements such as converters, transformers, Engines, gearboxes, fuel tanks, cooler modules, drives and the like, see e.g. EP-A2-0383302.
- the invention is therefore based on the object Vehicle of the type mentioned impact resistance without extension to increase the overall vehicle, the impact resistance means that in the event of an extraordinary impact load the load-bearing structure and important parts of the rail vehicle remain essentially undamaged.
- the attachment to the supporting structure of the vehicle, in essentially the main frame, is made by known machine elements, which allow a shift under energy consumption.
- the shift can be caused by sliding friction of the elements with which the functional elements on the main frame or on other supporting structural elements are attached.
- the shift in taking up work can be additional or instead of sliding friction also take place in that each between a structurally fixed stop and the functional element Energy consumption elements are arranged, in which the start of work is accompanied by elastic and / or plastic deformation.
- conventional mechanical ones are also used for this purpose or hydraulically acting shock absorber elements.
- the locomotive consists of a main frame 1 on which two Drives in the form of bogies 2 and 3 over fixed frames Pivots 4 and 5 are articulated.
- Pivots 4 and 5 are articulated in the bogie frame 6 and 7 of the bogies 2 and 3, wheel sets 8 are each mounted.
- the bogies 2 and 3 are opposite the fixed pivots 4 and 5 elastic by means of spring elements, not shown horizontally movable.
- the locomotive housing 9 is on the upper side of the main frame 1 attached, which in the between the two driver's cab 10 and 11 area is shown broken. In this Areas are in a very simplified representation only two functional elements 12 and 13 can be seen on the main frame 1 are attached.
- the attachment consists of frame-fixed stop elements 14,15,16 and 17 and between them and the functional elements 12 and 13 arranged energy dissipation elements 18, 19, 20 and 21.
- the energy consumption elements are each at a horizontal distance from the end areas of the bogie frame 6 and 7 arranged.
- Located on both ends of the main frame 1 of the locomotive each have two energy-consuming compression elements 30 and 31, on which conventional buffer elements 32 and 33 are attached.
- the compression elements 30 and 31 represent energy-consuming elements according to the prior art, as e.g. in DE 196 35 221 is described.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Vibration Dampers (AREA)
- Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
- Platform Screen Doors And Railroad Systems (AREA)
- Toys (AREA)
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, siehe z.B. EP-A2-0383302.
Bei Schienenfahrzeugen dieser Art sind Einrichtungen vorzusehen,
mit denen das Fahrzeug oder wichtige Teile hiervon im Falle von
außerordentlichen Aufprallbelastungen vor ernsthaften Beschädigungen
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 (7)
- 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.
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