EP1012020B1 - Anordnung zur befestigung eines bauteils zur energieabsorption - Google Patents

Anordnung zur befestigung eines bauteils zur energieabsorption Download PDF

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EP1012020B1
EP1012020B1 EP98940041A EP98940041A EP1012020B1 EP 1012020 B1 EP1012020 B1 EP 1012020B1 EP 98940041 A EP98940041 A EP 98940041A EP 98940041 A EP98940041 A EP 98940041A EP 1012020 B1 EP1012020 B1 EP 1012020B1
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EP
European Patent Office
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vehicle
arrangement according
longitudinal axis
component
coupling
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EP98940041A
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Simon Leutenegger
Urs Meier
Peter Kreuzwirth
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3A Composites International AG
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Alcan Technology and Management Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G9/00—Draw-gear
    • B61G9/04—Draw-gear combined with buffing appliances
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F1/00—Underframes
    • B61F1/08—Details
    • B61F1/10—End constructions

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for fastening a component for energy absorption on a rail or road vehicle according to the preamble of claim 1.
  • the passenger cells In the event of a collision between a moving and a standing train composition, the passenger cells should not be subjected to high accelerations and deformed as little as possible become.
  • a substantial part of those released in a collision can Energy through a special construction of a coupling with the car connecting intermediate element are added.
  • Impact energy the coupling via crash tubes or interposed honeycomb packages to be supported on a cross member.
  • Components that are used for energy absorption in the vehicle's longitudinal axis e.g. Buffer or anti-climber.
  • the invention is therefore based on the object of an arrangement for fastening to create a component of the type mentioned that is simply set and repaired after a collision with little effort, i.e. with few replacement parts can be restored.
  • the arrangement is opposite conventional solutions according to the state of the art require less space exhibit.
  • the solution according to the invention namely the impact energy via a slip Mounting components with high frictional resistance leads to a construction which, in the event of an impact, essentially only wears out in the friction area is subject to and in particular does not lead to deformations that make an exchange of the entire intermediate element.
  • the Part elements held together by a screw connection With the use
  • the arrangement of screws can be easily adjusted and after a collision just as easily by replacing the screws and the corresponding counterparts be restored.
  • screw connection are in a first Sub-element bores and in a second sub-element in the vehicle longitudinal axis Thumping undercut grooves provided, screws the holes enforce and by screwing with counter members mounted in the grooves form a clamp connection.
  • the bores are preferably in at least arranged in a row, and the counterparts are as in the undercut Grooved thread strips designed.
  • the intermediate element comprises an am Vehicle attached mounting tube with a frictionally held in this and after overcoming the frictional forces guided in the vehicle longitudinal axis Component support for fastening the component.
  • the receiving tube is preferably via profile connections in the vehicle floor integrated and welded to it.
  • a head plate can be provided on the component support for releasable attachment of the component his.
  • it can also be advantageous to Component support in the vehicle's longitudinal axis divided and the connection of the two support parts via the head plate.
  • the sub-elements of the arrangement according to the invention are, as far as production engineering possible and useful, preferably made of extruded aluminum alloy profiles manufactured.
  • a coupling receptacle 10 shown in FIGS. 1 to 3 is in one in the drawing car floor 12 only hinted at not one more closely shown rail vehicle integrated.
  • the clutch receptacle 10 comprises Longitudinal profiles 16, 18 which are welded at one end to a cross member 20.
  • the installation the coupling receptacle 10 in the vehicle floor 12 as an integrating element takes place via profile connections 21, the corresponding profile parts of the car floor face each other and be welded to them.
  • the guide tube 14 has an essentially rectangular opening cross section on and is composed of individual extruded profiles P, which over Weld seams S to form side walls 22, bottom 24 and top wall 25 are interconnected.
  • the closed cross section of the guide tube 14 is limited to the area of the coupling-side end 26.
  • Through the Special design of the side walls 22 and through the recess 30 in the bottom 24 is the inside of the guide tube 14 from the coupling end 28 ago made largely freely accessible.
  • the guide tube 14 is used to hold a two-part in the present example designed coupling support, on which the car coupling is later fixed becomes.
  • a left support part 38 shown in FIGS. 4 to 6 has a side wall 42, a top wall 44 and a bottom 46.
  • Side wall 22 and bottom 24 of guide tube 14 also extend along side wall 42 of the clutch support against the end 54 at an angle upwards and the bottom 46 has a recess 48 which is approximately the recess 30 in the bottom 24 of the guide tube 14 corresponds.
  • To reinforce the side wall 42 is a Coupling longitudinal axis x reinforcing web 50 is provided.
  • a head plate 56 is welded onto the coupling-side end 52 of the left support part 38, on the back of threaded inserts 58 fixed by means of screws 60 are. Through these thread inserts 58 threads 62 are screwed on a car coupling not shown provided.
  • Bores 64 are arranged in the side wall 42 and in the top wall 44; this form rows 66, 68, 70 extending in the longitudinal axis x of the coupling.
  • FIGS. 7 to 9 A right support part 40 is shown in FIGS. 7 to 9.
  • Support parts 38 and 40 are mirror images of each other and complement each other Coupling support. For simplification, the same details of the two support parts 38, 40 provided with the same reference numerals.
  • Fig. 11 is the existing from the support parts 38, 40 clutch support in the Guide tube 14 installed.
  • rows 66, 68, 70 of bores 64 each one of the molded on the side walls 22 and 25 on the top wall undercut grooves 32, 34, 36 opposite.
  • Screws 74 are screwed with threaded strips 72 inserted into the grooves 32, 34, 36.
  • threaded strips 72 Threads equally spaced as the holes 64 within the rows 66, 68, 70.
  • individual slot nuts can also be used, for example Clamping plates are used.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Befestigung eines Bauteils zur Energieabsorption an einem Schienen- oder Strassenfahrzeug nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Beim Aufprall einer fahrenden auf eine stehende Zugskomposition sollen die Fahrgastzellen keinen hohen Beschleunigungen ausgesetzt sein und möglichst wenig deformiert werden. Bei mittleren Aufprallgeschwindigkeiten in der Grössenordnung von bis etwa 60 km/h kann ein wesentlicher Teil der bei einem Zusammenstoss frei werdenden Energie durch eine spezielle Konstruktion eines die Kupplung mit dem Wagen verbindenden Zwischenelementes aufgenommen werden. Hierzu ist es bekannt, zur Aufnahme von in der Kupplungs- bzw. Fahrzeuglängsachse auf das Fahrzeug einwirkender Aufprallenergie die Kupplung über Crash-Rohre oder zwischengeordnete Wabenpakete an einem Querträger abzustützen. Neben einer Kupplung gibt es weitere Bauteile, die zur Energieabsorption in der Fahrzeuglängsachse Verwendung finden, z.B. Puffer oder Anticlimber.
Der Nachteil der vorbekannten Lösungen zur Aufnahme von Aufprallenergie liegt darin, dass sie verhältnismässig viel Platz beanspruchen, der bei der heutigen Bauweise von Rollmaterial nur noch in beschränktem Ausmass zur Verfügung steht. Ein weiterer Nachteil wird darin gesehen, dass die heute bekannten Crash-Elemente nach einem Zusammenstoss im allgemeinen vollständig ersetzt werden müssen.
Eine Anordnung der eingangs genannten Art ist in der CH-A-390983 offenbart. Die Energieaufnahme erfolgt dort über zwei teleskopartig ineinander verschiebbare geschlossene Zylinder, deren Kammern durch eine Bohrung miteinander verbunden sind, wobei in die Bohrung eine Membran eingesetzt ist, deren Stärke so bemessen ist, dass sie bei einem vorbestimmten Druck platzt und ein Überfliessen der in einem der Zylinderkammem angeordneten Flüssigkeit in die andere Kammer ermöglicht.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Befestigung eines Bauteils der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfach eingestellt und nach einem Zusammenstoss mit geringem Aufwand repariert, d.h. mit wenig Austauschteilen wieder hergestellt werden kann. Zudem soll die Anordnung gegenüber herkömmlichen Lösungen nach dem Stand der Technik einen reduzierten Platzbedarf aufweisen.
Zur erfindungsgemässen Lösung der Aufgabe führt eine Anordnung mit den Merkmalen von Anspruch 1.
Die erfindungsgemässe Lösung, nämlich die Aufprallenergie über eine rutschbare Bauteilbefestigung mit hohem Reibungswiderstand aufzunehmen, führt zu einer Konstruktion, die bei einem Aufprall im wesentlichen nur im Reibungsbereich einem Verschleiss unterliegt und insbesondere nicht zu Deformationen führt, die einen Austausch des gesamten Zwischenelementes erforderlich machen.
Bei einer zweckmässigen Ausgestaltung der erfindungsgemässen Anordnung sind die Teilelemente über eine Schraubverbindung zusammengehalten. Mit der Verwendung von Schrauben kann die Anordnung leicht eingestellt und nach einem Zusämmenstoss ebenso einfach durch Austausch der Schrauben und der entsprechenden Gegenglieder wieder hergestellt werden.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Schraubverbindung sind in einem ersten Teilelement Bohrungen und in einem zweiten Teilelement in Fahrzeuglängsachse vertaufende hinterschnittene Nuten vorgesehen, wobei Schrauben die Bohrungen durchsetzen und durch Verschrauben mit in den Nuten gelagerten Gegengliedem eine Klemmverbindung bilden. Hierbei sind die Bohrungen vorzugsweise in wenigstens einer Reihe angeordnet, und die Gegenglieder sind als in den hinterschnittenen Nuten geführte Gewindeleisten ausgestaltet.
Bei einer besonders bevorzugten Anordnung umfasst das Zwischenelement ein am Fahrzeug befestigtes Aufnahmerohr mit einem in diesem reibschlüssig gehaltenen und nach Überwindung der Reibschlusskräfte in der Fahrzeuglängsachse geführt verschiebbaren Bauteilsupport zur Befestigung des Bauteils.
Das Aufnahmerohr ist vorzugsweise über Profilanschlüsse in den Fahrzeugboden integriert und mit diesem verschweisst.
Zur lösbaren Befestigung des Bauteils kann am Bauteilsupport eine Kopfplatte vorgesehen sein. Aus fertigungstechnischen Gründen kann es zudem vorteilhaft sein, den Bauteilsupport in der Fahrzeuglängsachse geteilt auszubilden und die Verbindung der beiden Supportteile über die Kopfplatte vorzunehmen.
Die Teilelemente der erfindungsgemässen Anordnung sind, soweit fertigungstechnisch möglich und sinnvoll, bevorzugt aus stranggepressten Profilen aus einer Aluminiumlegierung gefertigt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt schematisch in
Fig. 1
die Seitenansicht auf eine in einen Wagenboden integrierte Kupplungsaufnahme mit einem Führungsrohr;
Fig. 2
die Ansicht von unten auf die Anordnung von Fig. 1;
Fig. 3
eine Schrägsicht auf die Unterseite der Kupplungsaufnahme von Fig. 1;
Fig. 4
die innere Seitenansicht des linken Teils eines geteilten Kupplungssupports;
Fig. 5
die Draufsicht auf den Kupplungsupport von Fig. 4;
Fig. 6
eine Schrägsicht auf den Kuppfungssupport von Fig. 4;
Fig. 7-9
die den Fig. 4 bis 6 entsprechenden Ansichten für den rechten Teil eines geteilten Kupplungssupports;
Fig. 10
einen Querschnitt durch eine Kupplungsaufnahme mit Führungsrohr;
Fig. 11
einen Querschnitt durch ein Führungsrohr mit eingesetztem Kupplungsupport in Blickrichtung auf die Innenseite der Kopfplatte.
Eine in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Kupplungsaufnahme 10 ist in einem in der Zeichnung nur andeutungsweise wiedergegebenen Wagenboden 12 eines nicht näher dargestellten Schienenfahrzeuges integriert. Die Kupplungsaufnahme 10 umfasst Längsprofile 16, 18, die einends mit einem Querträger 20 verschweisst sind. Der Einbau der Kupplungsaufnahme 10 in den Wagenboden 12 als integrierendes Element erfolgt über Profilanschlüsse 21, die entsprechenden Profilteilen des Wagenbodens gegenüberstehen und mit diesen verschweisst werden.
Zwischen die Längsprofile 16 ist ein von der Wagenbodenebene nach unten abragendes Führungsrohr 14 in der Kupplungs- bzw. Fahrzeuglängsachse x eingesetzt. Das Führungsrohr 14 weist einen im wesentlichen rechteckförmigen Öffnungsquerschnitt auf und ist aus einzelnen Strangpressprofilen P zusammengesetzt, die über Schweissnähte S unter Bildung von Seitenwänden 22, Boden 24 und Deckwand 25 miteinander verbunden sind.
Der geschlossene Querschnitt des Führungsrohrs 14 beschränkt sich auf den Bereich des kupplungsseitigen Endes 26. Gegen das kupplungsfeme Rohrende 28 verlaufen die Seitenwände 22 schräg nach oben und der Boden 24 ist durch eine Ausnehmung 30 gegen das kupplungsfeme Ende 28 hin zu einem grossen Teil geöffnet. Durch die spezielle Ausgestaltung der Seitenwände 22 sowie durch die Ausnehmung 30 im Boden 24 wird die Innenseite des Führungsrohres 14 vom kupplungsfemen Ende 28 her weitgehend frei zugänglich gemacht.
Wie insbesondere aus Fig. 10 ersichtlich, sind an den Seitenwänden 22 sowie wie in der Deckwand 25 des Führungsrohrs 14 gegen das Rohrinnere abragende, in der Kupplungslängsachse x verlaufende hinterschnittene Nuten 32, 34, 36 angeformt.
Das Führungsrohr 14 dient der Aufnahme eines im vorliegenden Beispiel zweiteilig ausgestalteten Kupplungssupports, an dem später die Wagenkupplung festgelegt wird. Ein in den Fig. 4 bis 6 dargestellter linker Supportteil 38 weist eine Seitenwand 42, eine Deckwand 44 sowie einen Boden 46 auf. Entsprechend der Gestaltung von Seitenwand 22 und Boden 24 des Führungsrohrs 14 verläuft auch die Seitenwand 42 des Kupplungssupports gegen das kupplungsfeme Ende 54 schräg nach oben und der Boden 46 weist eine Ausnehmung 48 auf, die etwa der Ausnehmung 30 im Boden 24 des Führungsrohrs 14 entspricht. Zur Verstärkung der Seitenwand 42 ist ein in der Kupplungslängsachse x verlaufender Verstärkungssteg 50 vorgesehen.
Am kupplungsseitigen Ende 52 des linken Supportteils 38 ist eine Kopfplatte 56 angeschweisst, an deren Rückseite Gewindeeinlagen 58 mittels Schrauben 60 festgelegt sind. Durch diese Gewindeeinlagen 58 werden Gewinde 62 zum Aufschrauben einer in der Zeichnung nicht dargestellten Wagenkupplung bereitgestellt.
In der Seitenwand 42 und in der Deckwand 44 sind Bohrungen 64 angeordnet; diese bilden in der Kupplungslängsachse x verlaufende Reihen 66, 68, 70.
In den Fig. 7 bis 9 ist ein rechter Supportteil 40 dargestellt. Die Supportteile 38 und 40 sind spiegelbildlich zueinander ausgestaltet und ergänzen sich zum eigentlichen Kupplungssupport. Zur Vereinfachung sind gleiche Details der beiden Supportteile 38, 40 mit gleichen Bezugsziffern versehen.
In Fig. 11 ist der aus den Supportteilen 38, 40 bestehende Kupplungssupport in das Führungsrohr 14 eingebaut. Hierbei stehen die in der Seitenwand 42 und der Deckwand 44 der beiden Supportteile 38, 40 angeordneten Reihen 66, 68, 70 von Bohrungen 64 je einer der an den Seitenwänden 22 bzw. an der Deckwand 25 angeformten hinterschnittenen Nuten 32, 34, 36 gegenüber. In die Bohrungen 64 eingesetzte Schrauben 74 sind mit in die Nuten 32, 34, 36 eingesetzten Gewindeleisten 72 verschraubt. Es versteht sich von selbst, dass die in den Gewindeleisten 72 angeordneten Gewinde gleiche Abstände wie die Bohrungen 64 innerhalb der Reihen 66, 68, 70. Anstelle von Gewindeleisten können beispielsweise auch einzelne Nutensteine als Klemmplättchen eingesetzt werden.
Die Verschraubung der Supportteile 38, 40 mit dem Führungsrohr 14 ist durch die besondere Ausgestaltung der Seitenwände 22, 42 und der Ausnehmungen 30, 48 im Boden 24 bzw. 46 durch den freien Zugang vom kupplungsfemen Ende 28 bzw. 54 her problemlos durchführbar.
Bei einem Aufprall in Richtung der Kupplungslängsachse x tritt nach Überschreiten der durch die Anzugsmomente der Schrauben 74 in den Gewindeleisten 72 definierten Reibschlusskräfte eine Verschiebung des Kupplungssupports 38, 40 im Führungsrohr 14 in Kupplungslängsachse x ein. Zur Reparatur bzw. Wiederherstellung der Kupplungsaufnahme genügt im allgemeinen ein Ersatz der Schrauben 74 und der Gewindeleisten 72, so dass der Kupplungsupport schnell und einfach wieder neu eingestellt werden kann.
Es ist aus der Beschreibung und der Zeichnung ohne weiteres verständlich, dass anstelle des im vorstehenden Ausführungsbeispiel gezeigten Kupplungssupport zur Festlegung einer Wagenkupplung auch ein Support zur Festlegung eines anderen Bauteils zur Energieabsorption in Fahrzeuglängsrichtung vorgesehen sein kann.

Claims (10)

  1. Anordnung zur Befestigung eines Bauteils zur Energieabsorption an einem Schienen- oder Strassenfahrzeug, wobei das Bauteil am Fahrzeug über ein mit diesem verbundenes, aus zumindest zwei miteinander verbundenen und nach Überwindung einer Kraft unter Energieaufnahme in der Fahrzeuglängsachse (x) gegeneinander verschiebbaren Teilelementen (38,40;14) bestehendes Zwischenelement zur Aufnahme von in der Fahrzeuglängsachse (x) auf das Fahrzeug einwirkender Aufprallenergie festlegbar ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Teilelemente (38,40;14) reibschlüssig miteinander verbunden sind und nach Überwindung der den Reibschluss überwindenden Kräfte unter Energieaufnahme gegeneinander verschiebbar sind.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilelemente (38,40;14) über eine Schraubverbindung (72,74) zusammengehalten sind.
  3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Teilelement (38,49) Bohrungen (64) und in einem zweiten Teilelement (14) in Fahrzeuglängsachse (x) verlaufende hinterschnittene Nuten (32,34,36) vorgesehen sind, wobei Schrauben (74) die Bohrungen (64) durchsetzen und durch Verschrauben mit in den Nuten (32,34,36) gelagerten Gegengliedern (72) eine Klemmverbindung bilden.
  4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen (64) in wenigstens einer Reihe (66,68,70) angeordnet und die Gegenglieder als in den hinterschnittenen Nuten (32,34,36) geführte Gewindeleisten (72) ausgestaltet sind.
  5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement ein am Fahrzeug befestigtes Aufnahmerohr (14) mit einem in diesem reibschlüssig gehaltenen und nach Überwindung der Reibschlusskräfte in der Fahrzeuglängsachse (x) geführt verschiebbaren Bauteilsupport (38,40) zur Befestigung des Bauteils umfasst.
  6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmerohr (14) über Profilanschlüsse (21) in den Fahrzeugboden (12) integriert ist.
  7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass am Kupplungssupport (38,40) eine Kopfplatte (56) zur lösbaren Befestigung des Bauteils festgelegt ist
  8. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Bauteilsupport (38,40) in der Fahrzeuglängsachse (x) geteilt ist.
  9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teilelement (14) aus stranggepressten Profilen (P) aus einer Aluminiumlegierung gefertigt ist
  10. Verwendung einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Befestigung einer Wagenkupplung, eines Puffers oder eines Anticlimbers an einem Schienen- oder Strassenfahrzeug.
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