EP1884434B1 - Gelenkanordnung zum gelenkigen Verbinden von zwei benachbarten Wagenkästen - Google Patents

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EP1884434B1
EP1884434B1 EP06015897A EP06015897A EP1884434B1 EP 1884434 B1 EP1884434 B1 EP 1884434B1 EP 06015897 A EP06015897 A EP 06015897A EP 06015897 A EP06015897 A EP 06015897A EP 1884434 B1 EP1884434 B1 EP 1884434B1
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EP
European Patent Office
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joint
energy
base plate
hinge
articulated arm
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EP06015897A
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Rainer Dipl.-Ing. Sprave
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Voith Turbo Scharfenberg GmbH and Co KG
Original Assignee
Voith Turbo Scharfenberg GmbH and Co KG
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    • 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
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D3/00—Wagons or vans
    • B61D3/10—Articulated vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G5/00—Couplings for special purposes not otherwise provided for
    • B61G5/02—Couplings for special purposes not otherwise provided for for coupling articulated trains, locomotives and tenders or the bogies of a vehicle; Coupling by means of a single coupling bar; Couplings preventing or limiting relative lateral movement of vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a joint assembly for articulating two adjacent car bodies of a rail vehicle, in particular under cooperation of a bogie, said joint assembly comprising: a first articulated arm, which has a carriage box side, connected to a base plate of the first car body end portion and a front end portion with a first condyle has; a second articulated arm which has a cart side, connected to a base plate of the second car body end portion and an end-side end portion with a first condyle complementarily shaped second condyle; a joint bearing with a pivot pin for articulating the first and second joint head in a joint plane, wherein the joint pin is formed with a common pivot axis for the joint arrangement; and an energy dissipation device integrated in the articulated connection formed with the two articulated arms and the articulated joint, which comprises a regeneratively designed energy dissipation element, in particular an elastomer element, for damping the tensile and impact forces preferably transmitted in the articulated
  • Such a hinge assembly is from the WO 2005/023618 A known.
  • the crash behavior is to be considered in addition to the loads occurring during operation.
  • the (integrated) energy dissipation element conventionally provided in the spherical plain bearing is a regenerative energy dissipation element, in particular an elastomeric element, which merely serves to dampen the tensile and impact forces transmitted via the articulated connection during normal driving. It is known that this regeneratively designed energy absorbing element absorbs forces up to a defined size and passes the beyond forces unattenuated on the bearing block in the vehicle undercarriage or in the car body.
  • a destructively designed energy dissipation element which, for example, is designed such that it responds only after exhaustion of the working consumption of the regenerative energy dissipation element provided, for example, in the spherical plain bearing Power flow via the energy dissipation element at least partially absorbed energy and thus degrades.
  • a destructively designed energy-absorbing elements for example, deformation pipes come into question, in which destructively by a defined deformation (plastic Deformation) of at least a portion of the deformation tube, the impact energy is converted into deformation work and heat.
  • An energy dissipation element which is based on the principle of a deformation tube, is characterized by the fact that it has a defined response force without force peaks.
  • solutions are known from the prior art, in which to protect the vehicle undercarriage against damage in strong driveways regenerative trained energy-absorbing elements are used.
  • An example of this is gas-hydraulic buffers with a regenerative or self-restoring mode of operation.
  • energy consumption elements based on a gas-hydraulic operating method generally have a lower response force and prestressing in comparison to a deformation tube and, in particular, react in a speed-dependent manner.
  • energy-absorbing elements In addition to energy consumption elements based on a gas-hydraulic operation, energy-absorbing elements are also known which function according to a hydrostatic mode of operation and which likewise have a regenerative (self-restoring) effect. Hydrostatically operating energy-absorbing elements, in contrast to gas-hydraulically operating energy-absorbing elements, have a high response force and prestress.
  • joint arrangements are known from the prior art in which a deformation tube is integrated in at least one of the articulated arms, which takes over the function of a destructive energy dissipation element.
  • An articulated arm with a deformation tube integrated therein is thus to be understood as a functional force transmission unit, wherein the articulated arm is formed from a first Krafrübertragungselement in the form of Verformungstohres and a second power transmission element in the form of a provided on the frontal portion of the articulated arm rod end. Both components are positively connected with each other in such a way that tensile and impact forces can be transmitted in the longitudinal direction of the joint arrangement.
  • the destructively designed energy-absorbing element forms the carriage-box-side end section of the articulated arm, while the end-side end section of the articulated arm corresponds to the articulated head.
  • the carriage-box-side end section of the articulated arm is connected to the so-called base plate of the carcass, in which the forces transmitted by the articulated arms of the articulated arrangement are introduced or from which the forces to be transmitted by the articulated arms of the joint arrangement are introduced from the vehicle body into the associated articulated arm.
  • the condyle at the end portion of the first articulated arm of a joint arrangement is generally engageable with a condyle of an adjacent carcass formed at the end-side end portion of the second articulated arm of the articulated arrangement.
  • the first condyle In the transmission of tensile and impact forces of the power flow of the base plate of the first car body via the optionally integrated in the first articulated arm, preferably destructively trained energy-absorbing element, the first condyle to the second articulated arm, which is associated with the adjacent second car body.
  • the second articulated arm can either also be equipped with a destructively designed energy dissipation element, but it would also be conceivable for the second articulated arm to have an articulated head only at its end-side end section, while the carriage-box-side end section is connected substantially rigidly to the baseplate of the second vehicle body substantially rigidly.
  • Fig. 1a shows an example of a known from the prior art hinge assembly in which both in the first and in the second articulated arm 10 and 20 respectively at the cart box side end portion a destructively designed energy absorbing element in the form of a deformation tube 13a, 23a is integrated.
  • a yoke At the front end portion 12 of the first link arm 10 is provided as the first joint head 15, a yoke.
  • this articulated fork merges into the first articulated arm 10, which extends through the (flanged) base plate 2 fixedly attached to the end face of the first car body (not explicitly shown).
  • Behind the base plate 2 a destructively designed energy dissipation element is provided, which has a deformation tube 13a.
  • the deformation tube 13a is clamped between conical rings 13b and a ring segment 16 on the one hand and a face plate 13c on the other hand.
  • the face plate 13c is in this example via four screws 17 turn firmly connected to the base plate 2.
  • the structure of the second articulated arm 20 is mirror-symmetrical with respect to the joint plane to the structure of the first articulated arm 10.
  • the joint plane is the vertical plane that runs through the pivot axis Z defined by the joint pin 31 and common to the joint arrangement.
  • joint assembly runs in normal driving the power flow from the first to the second car body on the base plate 2 of the first car body, the screws 17 of the first articulated arm 10 on the cart side End section integrated, destructively trained energy-absorbing element 13a, the front plate 13c, the deformation tube 13a, the yoke 15 to the pivot pin 31 and integrated in the joint bearing, regeneratively trained energy dissipation element (Spreheatrolastiklager), which in Fig. 1a is not explicitly shown.
  • the power flow continues from the spherical plain bearing or pivot pin 31 to the second joint head formed as a joint eye at the front end portion 22 of the second articulated arm 20 and finally via the integrated in the cart box end portion of the second articulated arm 20, destructive energy dissipation element to the base plate 4 (not explicitly shown) second car body.
  • the shortening of the first and second articulated arms 10 and 20 caused by the plastic deformation of the respective deformation tubes 13a and 23a has the direct result that the end faces of the respective car bodies or the associated base plates 2 and 4 of the respective car bodies relative to each other in the longitudinal direction of the hinge assembly move.
  • the amount of displacement maximally effected in energy consumption is referred to herein as "longitudinal stroke" or "stroke”.
  • the in Fig. 1a shown joint arrangement of occurring during energy consumption AidHub from the individual longitudinal strokes of the respective integrated in the first and second articulated arm 10 and 20, destructively trained energy absorbing elements 13 and 23 and the single longitudinal stroke provided in the joint bearing, regeneratively trained energy absorbing element (elastomer element) together.
  • the force flow to be transmitted between the adjacent car bodies must be transmitted directly through the respective base plates 2 and 4, via the with the articulated arms 10 and 20 and only a predeterminable maximum flow of force may be directed to the hinge joint formed joint connection so that a predictable and especially predefined event sequence in the event of a crash can be achieved.
  • Fig. 1b a case is shown in which in the joint assembly according to Fig. 1a the maximum operating load is exceeded, ie in which the deformation tubes integrated in the respective articulated arms 10 and 20 have already absorbed part of the forces to be transmitted by plastic deformation.
  • stop members 402 and 404 are provided which abut each other after exhausting the maximum longitudinal stroke, ie after exceeding the operating load of integrated in the joint assembly energy dissipation device, so that about these stop members 402 and 404 a direct connection between the respective base plates 2 and 4 is formed.
  • the forces to be transmitted by the joint arrangement are then transmitted directly via this direct connection, so that the energy dissipation device integrated in the joint arrangement is almost completely removed from the force transmission path of the joint arrangement.
  • This procedure is mandatory for joint arrangements in order to be able to realize a predictable event sequence in the event of a crash.
  • it is necessary to transmit the essential portion of the tensile and impact forces occurring in the event of a crash directly beyond the base plates 2 and 4 after exceeding the total operating load of the energy dissipation device integrated in the joint arrangement.
  • the present invention is based on the problem that in a conventional hinge assembly, in which an energy dissipation device is integrated in the form of a regenerative and / or destructive trained energy absorbing element, and which therefore has a designated maximum stroke, to the respective base plates of the car bodies specifically the respective integrated in the associated articulated arm energy absorbing elements adapted stop elements must be arranged so that in a crash, a direct power transmission between the respective base plates of the car bodies is possible.
  • an articulated arm in which a destructively trained energy-absorbing element, such as a deformation tube is integrated, and at its associated base plate a correspondingly adapted stop element is formed to connect to a second articulated arm, in which no destructively designed energy dissipation element is integrated, and there is no stop element on the associated base plate.
  • a destructively trained energy-absorbing element such as a deformation tube
  • a correspondingly adapted stop element is formed to connect to a second articulated arm, in which no destructively designed energy dissipation element is integrated, and there is no stop element on the associated base plate.
  • the present invention seeks to further develop a hinge assembly of the type mentioned above, that regardless of the question whether or not in the second articulated arm a destructive energy absorbing element is integrated, i. regardless of the maximum provided longitudinal stroke of the second articulated arm, a joint arrangement is possible in which when exceeding the total operating load in the joint assembly total provided energy dissipation basically a direct power transmission between the two base plates of the adjacent car bodies is possible.
  • a joint arrangement is to be specified in which the first articulated arm can be connected both to a second articulated arm, in which no destructive energy dissipation element is provided, as well as to a second articulated arm is connectable, in which a destructive energy dissipation element is integrated, in both cases In a crash, a direct power transmission between the associated base plates is possible.
  • the hinge assembly further comprises a stop element, which is arranged substantially rigidly on the front end portion of the first link arm and first stop surfaces, which face the base plate of the second car body.
  • the stop element is designed so that the distance between the first stop surfaces and the base plate of the second car body corresponds at least to the at least the maximum occurring during energy consumption by the regenerative energy dissipation element longitudinal stroke. More specifically, in the latter preferred embodiments, when a hinge assembly is used after combination 1 or combination 2, i. E.
  • the distance between the first abutment surfaces and the base plate of the second car body is identical to the intended for energy consumption by the regenerative trained energy absorbing element alone maximum stroke, since the base plate of the second car body in the event of a crash by a maximum of thisthsbettag in the direction of the joint plane relatively moved.
  • the stop element is arranged substantially rigidly on the first condyle or connected thereto.
  • substantially rigid as used herein is meant any compound which, in comparison to e.g. an elastic compound has only a low elasticity. This is to be understood in particular as those compounds in which the stop element is mounted with a low elasticity at the front end portion of the first articulated arm.
  • the energy dissipation device of the joint arrangement further comprises a destructively designed energy dissipation element, in particular a deformation tube or the like, which is integrated in the second articulated arm such that the force flow occurring during normal driving operation and from the joint arrangement transmitted tensile and impact forces from the base plate of the first car body via the first articulated arm, the joint bearing with the pivot pin, the second articulated arm and integrated in the second articulated arm, preferably destructively trained energy absorbing element to the base plate of the second car body and vice versa running.
  • a destructively designed energy dissipation element in particular a deformation tube or the like
  • the stop element is designed so that the distance between the first stop surfaces and the base plate of the second car body corresponds to the longitudinal stroke, the maximum occurs when consumed energy by the regenerative trained energy absorbing element and integrated in the second articulated arm at least one energy absorbing element.
  • the energy dissipation device of the articulated arrangement in which a destructively designed energy dissipation element is integrated in the second articulated arm, it is also conceivable according to a preferred further development of the invention for the energy dissipation device of the articulated arrangement to have a destructively designed energy dissipation element, in particular a deformation tube or the like is integrated in the first articulated arm such that the force flow of the occurring during normal driving and transmitted by the joint arrangement tensile and impact forces of the base plate of the first car body on the first articulated arm and in the first Articulated arm integrated, preferably destructively trained energy-absorbing element, the joint bearing with the pivot pin and the second articulated arm (and optionally provided in the second articulated arm, preferably destructively trained energy dissipation) to the base plate of the second car body and vice versa running.
  • the stop element is provided that this further comprises second stop surfaces, which face the base plate of the first car body.
  • the stop element should be designed so that the distance between the second stop surface and the base plate of the first car body corresponds to the longitudinal stroke, which occurs in Energyvetzeht by the at least one energy absorbing element integrated in the first articulated arm maximum.
  • these are joint arrangements according to the second or fourth combination (combination 2 and 4), in which therefore at least one preferably destructively designed energy dissipation element is integrated in the first articulated arm.
  • the stop element is designed in such a way that after exhausting the maximum of the energy consumption consumable by the energy dissipation device Hubs a substantial part of the power flow of between the Car bodies to be transmitted forces are passed directly from the base plate of the first car body on the stop element on the base plate of the second car body, being passed over the articulated joint formed with the articulated arms, the spherical plain bearings and the pivot joint only a predetermined maximum flow of force.
  • the energy dissipation means provided in the entire joint arrangement, i. after exhausting the maximum predetermined total stroke, in the power transmission between the adjacent car bodies a defined and predictable event sequence possible.
  • the optionally destructively formed energy dissipation elements which are optionally integrated in the respective articulated arms, it is preferably provided that these are designed to dissipate energy only at a definable response force, in particular by plastic deformation, whereby the overall length of the respective articulated arm is shortened by this plastic deformation , which contributes to the overall stroke of the joint assembly.
  • the advantage of such energy dissipation elements is that they have a substantially rectangular characteristic curve, which ensures maximum energy absorption after the energy dissipation element has responded.
  • other energy-absorbing elements such as, for example, hydrostatically operating energy-absorbing elements, are also conceivable here.
  • abutment element is substantially rigidly connected to the base plate of the first vehicle body.
  • the first condyle has a joint fork and the second condyle has a joint eye which is designed to be complementary to the articulated fork, whereby the articulated fork and the joint eye are attached the pivot pin are rotatably connected to each other.
  • the joint fork has a joint fork and the second condyle has a joint eye which is designed to be complementary to the articulated fork, whereby the articulated fork and the joint eye are attached the pivot pin are rotatably connected to each other.
  • the first articulated arm according to the combinations 1 or 3 regardless of the question of whether or not in the second articulated arm a preferably destructively designed energy absorbing element is integrated, can be connected to the second articulated arm, wherein in the event of a crash the direct power transmission between the respective base plates of the adjacent car bodies is ensured.
  • a first articulated arm in which (as described above) the stop element is arranged at its front end portion, to connect with a second articulated arm so that even in a crash, a direct power transmission between the respective base plates is made possible, in particular it does not matter whether or not the second articulated arm is provided with a destructively designed energy absorbing element.
  • the modularity of the hinge arms used in the joint assembly can be ensured, whereby a faster and feasible without major alterations work coupling of the respective articulated arms is made possible during operation of the joint assembly.
  • Fig. 1a shows a known from the prior art joint assembly according to the combination 4 in normal driving, ie, a hinge assembly in which in both the first link arm 10 and the second link arm 20 as destructively designed energy absorbing elements each have a deformation tube 13a and 23a are provided.
  • Fig. 1b is the in Fig. 1a shown hinge assembly shown in a crash.
  • the conventional solution stop elements 402 and 404 are respectively arranged on the respective base plates 2 and 4 of the first and second car body (not explicitly shown), which in normal driving operation (see FIG Fig. 1a ) are spaced apart, and which in the event of a crash and after exhaustion of the provided in the joint assembly energy dissipation device, maximum energy consumption abut each other and thus enables a direct power transmission between the respective base plates 2 and 4 of the associated car bodies. It is in the in the FIGS.
  • Fig. 2 is a preferred embodiment of the hinge assembly 1 according to the invention provided according to the first combination, in which therefore the first articulated arm 10 and the second articulated arm 20 are each designed without preferably destructively designed energy absorbing element.
  • the first articulated arm 10 is connected with its carriage box-side end portion directly to the base plate 2 of the first car body (not shown). In detail, the carriage box-side end section of the first articulated arm 10 passes directly into the base plate 2.
  • a first condyle 15 in the form of a yoke is executed.
  • the second articulated arm 20 is connected in the same way with its carriage box-side end portion directly to the base plate 4 of the (second) car body.
  • a second condyle 25 complementary to the first condyle 15 is provided, which in the preferred embodiments according to the invention is designed as a joint eye.
  • the two rod ends 15 and 25 are connected to a pivot pin 31 about a common axis Z hinged together.
  • the pivot pin 31 passes through the provided on the front end portion 22 of the second link arm 20 hinge eye 25, wherein between the pivot pin 31 and the respective rod ends 15 and 25 at least partially a hinge bearing 30 is provided.
  • This joint bearing 30 has a in Fig. 2 not explicitly illustrated regeneratively trained energy dissipation element, so that the hinge bearing used in the joint assembly 1 according to the invention is a bearing of the elastomeric bearing type, in particular a sphero-elastic bearing.
  • Fig. 2 illustrated hinge assembly 1 according to the first combination has a longitudinal stroke, which is determined solely by the stroke length of the provided in the joint bearing 30 elastomer element.
  • the forces to be transferred between the adjacent bodies flow from the base 2 of the first body via the first rod 15, the pivot bearing 30, the pivot 31, the second rod 25 and the second link 20 to the base 4 of the second car.
  • the forces to be transmitted flow equally from the first base plate 2 the first articulated arm 10 and the joint bearing 30 with the pivot pin 31 to the second articulated arm 20 and then directly into the base plate 4 of the second car body.
  • the first articulated arm 10 of FIG Fig. 2 shown preferred embodiment of the hinge assembly 1 according to the invention according to the combination 1, a stop member 40, which is arranged substantially rigidly on the front end portion 12 of the first link arm 10, and which has first stop surfaces 44 which face the base plate 4 of the second car body. It is provided that the stop element 40 in the joint assembly 1 according to Fig. 2 relative to the joint plane defined by the pivot bearing 30 and the pivot pin 31, which is a vertical plane in which the pivot axis Z fixed to the pivot pin 31 is located substantially fixedly.
  • Fig. 2 a case is shown in which the stop member 40 is substantially flanged or arranged on the base plate 2 of the first car body substantially.
  • the stop element 40 in the in Fig. 2 shown embodiment is substantially rigidly connected to the first condyle 15.
  • a crash case is at the in Fig. 2 shown hinge joint 1 - as explained above - the power flow through the respective articulated arms 10 and 20 directly into the associated base plates 2 and 4 passed.
  • the arranged on the first joint head 15 stop member 40 is doing no power transmission function. This is not absolutely necessary in the case of the joint arrangement 1 according to the combination 1, because in no articulated arm 10 or 20 a destructively designed energy dissipation element is provided, which in the event of a crash is to be taken from the power flow to be transmitted between the vehicle bodies.
  • the stopper member 40 has a power transmission function in a case when the in Fig. 2 shown first articulated arm 10 is connected to a second articulated arm 20, in which, for example, on the carriage box-side end portion of the articulated arm, a destructively trained energy absorbing element is integrated. Such a case is in the FIGS. 3a and 3b shown.
  • Fig. 3a shows a preferred embodiment of the hinge assembly 1 according to the invention according to the combination 3, in which therefore the first articulated arm 10 is identical to the first articulated arm of the joint assembly 1 according to Fig. 2 is, and in which in the second articulated arm 20, a preferably destructively designed energy dissipation element is integrated.
  • the second articulated arm 20 of FIG Fig. 3a shown hinge assembly 1 at its front end portion a hinge eye 25, which is connected via the pivot pin 31 and the (not explicitly shown) hinge bearing 30 with the first articulated arm 10.
  • a destructively designed energy dissipation element is provided in the carriage box-side end portion 21 of the second articulated arm 20.
  • this energy dissipation element consists of a deformation tube 23 a, which in the in Fig. 3a shown normal driving between a cone ring 23b and a face plate 23c is biased.
  • the cone ring 23b is held by means of ring segments 26.
  • the front plate 23c is connected via a total of four screws 27 to the base plate 4 of the second car body.
  • the joint arrangement 1 By providing a destructively designed energy dissipation element 23 in the second articulated arm 20, the joint arrangement 1 according to FIG Fig. 3a a total stroke, which is composed of the elastomeric bearing hub and the maximum longitudinal displacement stroke of the deformation tube 23a.
  • Fig. 3a is a state of the hinge assembly 1 shown in normal driving.
  • the forces to be transmitted flow from the base plate 2 of the first car body via the first articulated arm 10 and the joint bearing 30 with the pivot pin 31 to the second condyle 25 of the second articulated arm 20.
  • the power flow flows through the screws 27 to the base plate 4 of the second car body.
  • Fig. 3b a case is shown in which the operating load of the in Fig. 3a shown joint assembly 1 provided energy dissipation device (elastomer element in the joint bearing 30 and energy dissipation element in the second articulated arm 20) is exhausted.
  • energy dissipation device provided in total L Lucassverschiebungshub is utilized.
  • the power flow can be transmitted directly from the base plate 2 of the first car body to the base plate 4 of the second car body and vice versa.
  • the power flow (as in normal driving according to Fig. 3a ) is still completely guided by the energy-absorbing element integrated in the second articulated arm 20.
  • the stop element 40 is provided on the first articulated arm 10. As in Fig. 3b shown, abut in a crash, the first stop surfaces 44 of the stop member 40 to the base plate 4 of the second car body, so that after utilization of the total stroke provided in the joint assembly 1 energy dissipation of the power directly from the base plate 2 of the first car body on the stop member 40 the base plate 4 of the second car body (and vice versa) is passed.
  • Fig. 4a is a preferred embodiment of the hinge assembly 1 according to the invention shown in accordance with the combination 2 in normal driving.
  • the first articulated arm 10 has a wagenkasten detergenten end portion 11 of the first articulated arm 10 integrated deformation tube 13a.
  • the first condyle 15 is again attached in the form of a hinged fork.
  • the structure and integration of the provided in the first articulated arm 10 destructive energy dissipation element 13 correspond to the structure and integration of the corresponding energy dissipation element in the in Fig. 3a shown hinge assembly 1.
  • hinge assembly 1 differs from the hinge assembly described above len in that here the stop member 40 is also provided with second stop surfaces 42 in addition to the first in the direction of the base plate 4 of the second car body facing stop surface 44 facing in the direction of the base plate 2 of the first car body ,
  • the distance between the second stop surfaces 42 and the base plate 2 of the first car body is selected so that it is identical to the single stroke of the integrated in the first articulated arm 10 deformation tube 13a.
  • Fig. 4b is the hinge assembly 1 according to Fig. 4a shown in a crash.
  • the crash situation is characterized by the fact that the energy dissipation element integrated in the first articulated arm 10 has already responded and that the deformation tube 13a has absorbed a certain amount of energy due to plastic deformation. Due to the plastic deformation of the deformation tube 13a, the distance between the first joint head 15 and the base plate 2 of the first car body has been shortened.
  • the power flow to be transmitted between the car bodies can flow directly from the base plate 2 of the first car body to the base plate 4 of the second car body, bypassing the already plastically deformed deformation tube 13a, is provided in the hinge assembly 1 according to the invention after exhaustion of the provided by the energy dissipation device in the joint assembly 1 Lekssverschiebungshubes the base plate 2 of the first car body abuts the second stop surface 42 of the stop element 40, so that the power flow directly from the base plate 2 via the stop element 40 on the second articulated arm and thus directly on the Base plate 4 of the second car body is transferable.
  • Fig. 4c is the in Fig. 4a shown joint assembly 1 according to the combination 3 shown in a longitudinal sectional view.
  • the construction of the energy-absorbing element integrated in the carriage-box-side end section 11 of the first articulated arm 10 can be recognized.
  • the pivot pin 31 is mounted in the hinge eye of the second car body 20.
  • the joint bearing 30 is formed, which has an elastomer filler 33 which serves as a regenerative energy absorbing element for absorbing the shocks and forces occurring in normal driving.
  • Fig. 5a and in Fig. 6a are each shown with different perspectives a preferred embodiment of the hinge assembly 1 according to the invention according to the combination 4 in normal driving. It can be seen that in this joint arrangement 1, the first articulated arm identical to the first articulated arm of the reference to the FIGS. 4a to 4c previously described joint assembly 1, while the second articulated arm 20 is identical to the second articulated arm with reference to FIGS FIGS. 3a and 3b previously described hinge assembly 1 is.
  • the stop element 40 provided on the front end section 12 of the first articulated arm 10 is identical to the stop element 40 according to the in FIG Fig. 4a formed embodiment described.
  • the distance between the first stop surfaces 44 of the stop element 40 and the end plate 4 of the second car body which in Fig. 5a denoted by the reference numeral "d2" corresponds to the L Lucassverschiebungshub provided in the second articulated arm 20, destructively designed energy absorbing element 23 and the elastomeric bearing hub.
  • the reference numeral "d1" designated distance between the second stop surfaces of the stop member 40 and the base plate 2 of the first car body with the maximum integrated in the first articulated arm 10 energy dissipation element 13 deformation stroke.
  • FIGS. 5b and 6b are each states of the in the FIGS. 5a or 6a shown joint assembly 1 shown in a crash situation.
  • the respective abutment surfaces 42 and 44 of the stop member 40 abut against the associated base plates 2 and 4 of the respective car bodies after the maximum allowable total longitudinal displacement stroke of the joint assembly 1 has been exhausted.
  • the power flow to be transmitted directly from the Base plate 2 of the first car body via the stopper member 40 on the base plate 4 of the second car body (and vice versa) is transmitted, both in the first and in the second articulated arm 10 and 20, the already plastically deformed deformation tubes 13a and 23a substantially completely transferred from the Power flow are taken.
  • a driver element 50 are each provided at the lower region of the stop member 40.
  • This driver element 50 is in engagement with a corresponding complementarily formed receptacle in a (not explicitly shown) bogie when the hinge assembly 1 according to the invention is used in combination with a bogie, such as a Jakobs bogie, for connecting adjacent car bodies of a rail vehicle.
  • both a second articulated arm with integrated energy absorbing element and without integrated energy dissipation element can be connected, in principle by the provision of the stop element it is ensured that in a crash, the power flow is possible directly from the base plate of the first car body to the base plate of the second car body, bypassing an optionally provided in the joint assembly 1 energy dissipation element.
  • the embodiment of the invention does not apply to the in the FIGS. 2 to 6 described embodiments is limited, but also in a variety of variants is possible.
  • the type and arrangement of the (integrated) energy dissipation elements optionally provided in the respective articulated arms may be different from the illustrated arrangements.
  • correspondingly regeneratively designed energy-absorbing elements can be provided in the respective articulated arms, in addition to the regeneratively designed energy dissipation element provided in the articulated bearing. It is also conceivable, of course, not only to use an energy dissipation element but a plurality of energy dissipation elements in the respective articulated arms.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gelenkanordnung zum gelenkigen Verbinden von zwei benachbarten Wagenkästen eines Schienenfahrzeuges, insbesondere unter Zusammenwirken eines Drehgestells, wobei die Gelenkanordnung folgendes aufweist: einen ersten Gelenkarm, welcher einen wagenkastenseitigen, mit einer Grundplatte des ersten Wagenkastens verbundenen Endabschnitt und einen stirnseitigen Endabschnitt mit einem ersten Gelenkkopf aufweist; einen zweiten Gelenkarm, welcher einen wagenkastenseitigen, mit einer Grundplatte des zweiten Wagenkastens verbundenen Endabschnitt und einen stirnseitigen Endabschnitt mit einem zum ersten Gelenkkopf komplementär ausgebildeten zweiten Gelenkkopf aufweist; ein Gelenklager mit einem Gelenkzapfen zum gelenkigen Verbinden des ersten und zweiten Gelenkkopfes in einer Gelenkebene, wobei mit dem Gelenkzapfen eine für die Gelenkanordnung gemeinsame Schwenkachse gebildet wird; und eine in der mit den beiden Gelenkarmen und dem Gelenklager gebildeten Gelenkverbindung integrierte Energieverzehreinrichtung, welche zum Abdämpfen der beim normalen Fahrbetrieb über die Gelenkverbindung übertragenen Zug- und Stoßkräfte ein vorzugsweise im Gelenklager vorgeschenes, regenerativ ausgebildetes Energieverzehrelement, insbesondere Elastomer-Element aufweist, wobei die Energieverzehreinrichtung einen festlegbaren, beim Energieverzehr maximal auftretbaren Hub aufweist, der die beim Energieverzehr vorgesehene maximale Längsverschiebung der beiden Grundplatten relativ aufeinander zu definiert.
  • Eine solche Gelenkanordnung ist aus der WO 2005/023618 A bekannt.
  • Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl derartiger Gelenkverbindungen zum gelenkigen Verbinden von Wagenkästen eines mehrgliedrigen Schienenfahrzeuges bekannt. Derartige oftmals als sogenannte Sphärolastikgelenke ausgebildete Gelenkverbindungen nehmen die bei der Fahrt des mehrgliedrigen Schienenfahrzeuges zwischen den benachbarten Wagenkästen auftretenden Längs-, Quer- und vertikalen Kräfte auf.
  • Bei der fahrdynamischen Auslegung einer Gelenkanordnung ist allerdings neben den im Betrieb auftretenden Belastungen auch das Crashverhalten zu berücksichtigen. Hierbei ist zu beachten, dass das im Gelenklager üblicherweise vorgesehene (integrierte) Energieverzehrelement ein regenerativ ausgebildetes Energieverzehrelement, insbesondere Elastomer-Element ist, welches lediglich zum Abdämpfen der beim normalen Fahrbetrieb über die Gelenkverbindung übertragenen Zug- und Stoßkräfte dient. Es ist bekannt, dass dieses regenerativ ausgebildete Energieverzehrelement Kräfte bis zu einer definierten Größe aufnimmt und die darüber hinausgehenden Kräfte ungedämpft über den Lagerbock in das Fahrzeuguntergestell bzw. in den Wagenkasten weiterleitet. Dadurch werden zwar Zug- und Stoßkräfte, welche während des normalen Fahrbetriebs zwischen den einzelnen Wagenkästen auftreten, in dieser regenerativen Stoßsicherung absorbiert, bei Überschreiten der Betriebslast aber, etwa beim Aufprall des Fahrzeugs auf ein Hindernis oder bei einem abrupten Abbremsen des Fahrzeugs, reicht dieses üblicherweise im. Gelenklager integrierte Energieverzehrelement nicht mehr für einen Verzehr der insgesamt anfallenden Energie aus. Deshalb sind in einem Crashfall weitere Stoßsicherungen, insbesondere in Gestalt von destruktiv ausgebildeten Energieverzehrelementen, in das Energieverzehrkonzept des Gesamtfahrzeuges einzubinden, so dass die anfallende Stoßenergie direkt in der Gelenkanordnung oder im Fahrzeuguntergestell aufgenommen werden kann. Ansonsten nämlich würde der Fahrzeugkasten extremen Belastungen ausgesetzt und unter Umständen beschädigt oder gar zerstört werden. Bei Schienenfahrzeugen läuft in solch einem Fall der Wagenkasten Gefahr zu entgleisen.
  • Mit dem Ziel, das Fahrzeuguntergestell gegen Beschädigungen bei starken Auffahrtstößen zu schützen, kommt häufig ein destruktiv ausgebildetes Energieverzehrelement zum Einsatz, welches beispielsweise derart ausgelegt ist, dass es erst nach Ausschöpfung des Arbeitsverzehrs des beispielsweise im Gelenklager vorgesehenen, regenerativ ausgebildeten Energieverzehrelements anspricht und die durch den Kraftfluss über das Energieverzehrelement übertragene Energie zumindest teilweise absorbiert und somit abbaut. Als destruktiv ausgebildete Energieverzehrelemente kommen beispielsweise Verformungsrohre in Frage, bei denen in destruktiver Weise durch eine definierte Verformung (plastische Verformung) von zumindest einem Abschnitt des Verformungsrohres die Stoßenergie in Verformungsarbeit und Wärme umgewandelt wird.
  • Ein Energieverzehrelement, welches auf dem Prinzip eines Verformungsrohrs basiert, zeichnet sich dadurch aus, dass es eine definierte Ansprechkraft ohne Kraftspitzen aufweist. Selbstverständlich sind aus dem Stand der Technik auch Lösungen bekannt, bei welchen zum Schutz des Fahrzeuguntergestells gegen Beschädigungen bei starken Auffahrtstößen auch regenerativ ausgebildete Energieverzehrelemente eingesetzt werden. Ein Beispiel hierfür sind gashydraulische Puffer mit einer regenerativen bzw. selbstrestaurierenden Arbeitsweise. Energieverzehrelemente, die auf einer gashydraulischen Arbeitsweise basieren, haben allerdings im Vergleich zu einem Verformungsrohr in der Regel eine geringere Ansprechkraft und Vorspannung und reagieren insbesondere geschwindigkeitsabhängig.
  • Neben Energieverzehrelementen, die auf einer gashydraulischen Arbeitsweise basieren, sind auch Energieverzehrelemente bekannt, die nach einer hydrostatischen Arbeitsweise funktionieren und die ebenso regenerativ (selbstrestaurierend) wirken. Hydrostatisch arbeitende Energieverzehrelemente haben im Gegensatz zu gashydraulisch arbeitenden Energieverzehrelementen eine hohe Ansprechkraft und Vorspannung.
  • Aus dem Stand der Technik sind beispielsweise Gelenkanordnungen bekannt, bei welchen in zumindest einem der Gelenkarme ein Verformungsrohr integriert ist, welches die Funktion eines destruktiven Energieverzehrelements übernimmt. Ein Gelenkarm mit einem darin integrierten Verformungsrohr ist somit als eine funktionelle Kraftübertragungseinheit zu verstehen, wobei der Gelenkarm dabei aus einem ersten Krafrübertragungselement in Gestalt des Verformungstohres und einem zweiten Kraftübertragungselement in Gestalt eines am stirnseitigen Abschnitt des Gelenkarmes vorgesehenen Gelenkkopfes ausgebildet ist. Beide Bauteile sind derart kraftschlüssig miteinander verbunden sind, dass Zug- und Stoßkräfte in Längsrichtung der Gelenkanordnung übertragbar sind. Üblicherweise bildet dabei das destruktiv ausgebildete Energieverzehrelement den wagenkastenseitigen Endabschnitt des Gelenkarmes, während der stirnseitige Endabschnitt des Gelenkarmes dem Gelenkkopf entspricht- Grundsätzlich ist der wagenkastenseitige Endabschnitt des Gelenkarmes mit der sogenannten Grundplatte des Wagenkastens verbunden, in welcher die von den Gelenkarmen der Gelenkanordnung übertragenen Kräfte eingeleitet werden bzw. von welcher die von den Gelenkarmen der Gelenkanordnung zu übertragenen Kräfte vom Wagenkasten in den zugehörigen Gelenkarm eingeleitet werden.
  • Andererseits ist der Gelenkkopf am stimseitigen Endabschnitt des ersten Gelenkarmes einer Gelenkanordnung allgemein mit einem entsprechend komplementär hierzu, am stirnseitigen Endabschnitt des zweiten Gelenkarmes der Gelenkanordnung ausgebildeten Gelenkkopf eines benachbarten Wagenkastens in Eingriff bringbar.
  • Bei der Übertragung von Zug- und Stoßkräfte läuft der Kraftfluss von der Grundplatte des ersten Wagenkastens über das gegebenenfalls im ersten Gelenkarm integrierte, vorzugsweise destruktiv ausgebildete Energieverzehrelement, den ersten Gelenkkopf zum zweiten Gelenkarm, welcher dem benachbarten zweiten Wagenkasten zugeordnet ist. Der zweite Gelenkarm kann entweder ebenfalls mit einem destruktiv ausgebildeten Energieverzehrelement ausgerüstet sein, denkbar allerdings wäre auch, dass der zweite Gelenkarm lediglich an seinem stirnseitigen Endabschnitt einen Gelenkkopf aufweist, während der wagenkastenseitige Endabschnitt direkt mit der Grundplatte des zweiten Wagenkastens im wesentlichen starr verbunden ist.
  • Fig. 1a zeigt ein Beispiel einer aus dem Stand der Technik bekannten Gelenkanordnung, bei welcher sowohl im ersten als auch im zweiten Gelenkarm 10 und 20 jeweils am wagenkastenseitigen Endabschnitt ein destruktiv ausgebildetes Energieverzehrelement in Gestalt eines Verformungsrohres 13a, 23a integriert ist. Am stirnseitigen Endabschnitt 12 des ersten Gelenkarmes 10 ist als erster Gelenkkopf 15 eine Gelenkgabel vorgesehen. In Richtung des ersten Wagenkastens geht diese Gelenkgabel in den ersten Gelenkarm 10 über, der sich durch die an der Stirnseite des (nicht explizit dargestellten) ersten Wagenkastens fest angebrachte (angeflanschte) Grundplatte 2 erstreckt. Hinter der Grundplatte 2 ist ein destruktiv ausgebildetes Energieverzehrelement vorgesehen, welches ein Verformungsrohr 13a aufweist. Das Verformungsrohr 13a ist zwischen Kegelringen 13b und einem Ringsegment 16 einerseits und einem Stirnblech 13c andererseits eingespannt. Das Stirnblech 13c ist in diesem Beispiel über vier Schrauben 17 wiederum mit der Grundplatte 2 fest verbunden. Der Aufbau des zweiten Gelenkarmes 20 ist hinsichtlich der Gelenkebene spiegelsymmetrisch zum Aufbau des ersten Gelenkarmes 10 ausgeführt. Die Gelenkebene ist die Vertikalebene, die durch die mit dem Gelenkzapfen 31 definierte, für die Gelenkanordnung gemeinsame Schwenkachse Z läuft.
  • Bei der übertragung von Zug- und Stoßkräften über die aus dem Stand der Technik bekannte und in Fig. 1a dargestellten Gelenkanordnung läuft im normalen Fahrbetrieb der Kraftfluss vom ersten zum zweiten Wagenkasten über die Grundplatte 2 des ersten Wagenkastens, die Schrauben 17 des im ersten Gelenkarm 10 am wagenkastenseitigen Endabschnitt integrierten, destruktiv ausgebildeten Energieverzehrelements 13a, über das Stirnblech 13c, das Verformungsrohr 13a, die Gelenkgabel 15 zum Gelenkzapfen 31 und zum im Gelenklager integrierten, regenerativ ausgebildete Energieverzehrelement (Sphärolastiklager), welches in Fig. 1a nicht explizit dargestellt ist. Anschließend läuft der Kraftfluss weiter vom Gelenklager bzw. Gelenkzapfen 31 zum als Gelenkauge ausgebildeten zweiten Gelenkkopf am stirnseitigen Endabschnitt 22 des zweiten Gelenkarmes 20 und schließlich über das im wagenkastenseitigen Endabschnitt des zweiten Gelenkarms 20 integrierte, destruktive Energieverzehrelement zur Grundplatte 4 des (nicht explizit dargestellten) zweiten Wagenkastens.
  • Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass bei der Übertragung der Zug- und Stoßkräfte der Kraftfluss von der Grundplatte 2 des ersten Wagenkastens zu der Grundplatte 4 des zweiten Wagenkastens im wesentlichen vollständig über die als Energieverzehrelemente ausgebildete "Verformungsrohre 13a und 23a läuft. Die beiden Verformungsrohre 13a und 23a selber sind derart ausgelegt, dass bei Überschreiten eines durch den Kraftfluss über die jeweiligen Verformungsrohre 13a und 23a übertragenen Energiebetrags eine plastische Verformung der jeweiligen Elemente stattfindet, so dass die Grundplatten 2 und 4 der jeweiligen Wagenkästen relativ zueinander in Längsrichtung der Gelenkanordnung verschoben werden, wodurch infolge der plastischen Verformung der Verformungsrohre 13a und 23a zumindest ein Teil des übertragenen Energiebetrags von den jeweiligen Energieverzehrelementen absorbiert und in Verformungsarbeit und Wärme umgewandelt und somit abgebaut wird.
  • Die durch das plastische Verformen der jeweiligen Verformungsrohre 13a und 23a bewirkte Verkürzung der ersten und zweiten Gelenkarme 10 und 20 hat unmittelbar zur Folge, dass sich die Stirnflächen der jeweiligen Wagenkästen bzw. die zugehörigen Grundplatten 2 und 4 der jeweiligen Wagenkästen relativ zueinander in Längsrichtung der Gelenkanordnung verschieben. Der Betrag der beim Energieverzehr maximal bewirkten Verschiebung wird hierin als "Längshub" bzw. "Hub" bezeichnet. Demnach setzt sich bei der in Fig. 1a gezeigten Gelenkanordnung der beim Energieverzehr auftretende GesamtHub aus den Einzel-Längshüben der jeweiligen im ersten bzw. zweiten Gelenkarm 10 und 20 integrierten, destruktiv ausgebildeten Energieverzehrelementen 13 und 23 und dem Einzel-Längshub des im Gelenklager vorgesehenen, regenerativ ausgebildeten Energieverzehrelements (Elastomerelement) zusammen.
  • Nach Ausschöpfung des für den Energieverzehr insgesamt vorgesehenen Längshubs, d.h. nachdem die Betriebslast der gesamten in der Gelenkanordnung integrierten Energieverzehreinrichtung, die das regenerativ ausgebildete Energieverzehrelement im Crelenklager und die destruktiv ausgebildeten Energieverzehrelementen in den Gelenkarmen aufweist, ausgeschöpft ist, muss der zwischen den benachbarten Wagenkästen zu übertragene Kraftfluss direkt über die jeweiligen Grundplatten 2 und 4 übertragen werden, wobei über die mit den Gelenkarmen 10 und 20 und dem Gelenklager gebildete Gelenkverbindung nur noch ein vorgebbarer maximaler Kraftfluss geleitet werden darf, damit ein vorhersagbarer und insbesondere vorab definierter Ereignisablauf im Crashfall erzielbar ist.
  • In Fig. 1b ist ein Fall gezeigt, in welcher bei der Gelenkanordnung gemäß Fig. 1a die maximale Betriebslast überschritten ist, d.h. bei welcher die in den jeweiligen Gelenkarmen 10 und 20 integrierten Verformungsrohre bereits durch plastische Verformung einen Teil der zu übertragenen Kräfte absorbiert haben. Wie dargestellt sind bei der aus dem Stand der Technik bekannten Lösung an den jeweiligen Grundplatten 2 und 4 Anschlagelemente 402 und 404 vorgesehen, welche nach Ausschöpfung des maximal Längshubs, d.h. nach Überschreiten der Betriebslast der in der Gelenkanordnung integrierten Energieverzehreinrichtung, aneinander stoßen, so dass über diese Anschlagelemente 402 und 404 eine direkte Verbindung zwischen den jeweiligen Grundplatten 2 und 4 gebildet wird. Über diese direkte Verbindung werden dann die von der Gelenkanordnung zu übertragenen Kräfte direkt übertragen, so dass die in der Gelenkanordnung integrierte Energieverzehreinrichtung nahezu vollständig aus dem Kraftübettragungsweg der Gelenkanordnung genommen ist.
  • Diese Vorgehensweise ist bei Gelenkanordnungen zwingend erforderlich, um in einem Crashfall einen vorhersehbaren Ereignisablauf realisieren zu können. Insbesondere ist es erforderlich, den wesentlichen Anteil der in einem Crashfall anfallenden Zug- und Stoßkräfte nach Überschreiten der Gesamt-Betriebslast der in der Gelenkanordnung integrierten Energieverzehreinrichtung direkt über die Grundplatten 2 und 4 zu übertragen.
  • Bei der herkömmlichen Lösung, wie sie zuvor unter Bezugnahme auf die Figuren 1a und 1b beschrieben wurde, bei welcher an den jeweiligen Grundplatten 2 und 4 Anschlagelemente 402 und 404 angeordnet sind, die nach Ausschöpfung des Gesamt-Hubes der in der Gelenkanordnung integrierten Energieverzehreinrichtung aneinander stoßen und somit eine direkte Kraftübertragung zwischen den jeweiligen Grundplatten 2 und 4 ermöglichen, handelt es sich allerdings um eine Lösung, die nur bei einer Gelenkanordnung eingesetzt werden kann, bei welcher die Hublängen der jeweiligen Verformungsrohre 13a, 23a identisch und vorab bekannt sind. Es ist ersichtlich, dass der für die in Fig. 1a gezeigte Gelenkanordnung vorgesehene maximale Hub, d.h. die Summe aus den durch die jeweiligen Energieverzehrelementen bewirkten Einzel-Längshüben, identisch mit dem Abstand zwischen den Anschlagelementen 402 und 404 im normalen Betriebszustand (Fig. 1a) sein muss.
  • In einem Fall allerdings, wenn der erste Gelenkarm 10 der in Fig. 1a gezeigten Gelenkanordnung mit einem zweiten Gelenkarm verbunden werden muss, bei welchem im wagenkastenseitigen Endabschnitt kein Energieverzehrelement integriert ist, wäre der mit der Energieverzehreinrichtung bereitgestellte maximale Hub kleiner als der in der in Fig. 1a gezeigten Situation auftretende Hub, da in solch einem Fall nicht mehr der Einzel-Hub des im zweiten Gelenkarm integrierten Verformungsrohrs 23a zum Gesamthub der Energieverzehreinrichtung hinzukommt. Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass in einem Crashfall, d.h. nach Ausnutzung der Betriebslast der in der Gelenkanordnung vorgesehenen Energieverzehreinrichtung und nach Ausschöpfung der für die Energieverzehreinrichtung charakteristischen Hublänge die beiden Anschlagelemente noch nicht aufeinander stoßen, so dass keine direkte Verbindung zwischen den Grundplatten der benachbarten Wagenkästen möglich ist. In einem Crashfall wäre es somit nicht möglich, eine Kraftflussumleitung zu realisieren; vielmehr würde der Kraftfluss auch nach Überschreiten der Betriebslast der in der Gelenkanordnung integrierten Energieverzehreinrichtung nach wie vor über das im ersten Gelenkarm integrierte destruktiv ausgebildete Energieverzehrelement geleitet werden, so dass ein vorhersehbarer Ereignisablauf nicht mehr möglich ist.
  • Demnach liegt der vorliegenden Erfindung die Problemstellung zugrunde, dass bei einer herkömmlichen Gelenkanordnung, in welcher eine Energieverzehreinrichtung in Gestalt eines regenerativ und/oder destruktiv ausgebildeten Energieverzehrelements integriert ist, und welche von daher einen vorgesehenen maximalen Hub aufweist, an den jeweiligen Grundplatten der Wagenkästen speziell an die jeweiligen im zugehörigen Gelenkarm integrierten Energieverzehrelemente angepasste Anschlagelemente angeordnet sein müssen, damit in einem Crashfall eine direkte Kraftübertragung zwischen den jeweiligen Grundplatten der Wagenkästen möglich ist. Insbesondere ist es beim Stand der Technik erforderlich, dass die Länge der an den jeweiligen Grundplatten angeordneten Anschlagelemente, d.h- ihre Längsausdehnung in Längsrichtung der Gelenkanordnung, an die Hublänge des im zugehörigen Gelenkarm integrierten Energieverzehrelements genau angepasst ist Solch eine Lösung setzt insbesondere voraus, dass an jeder Grundplatte Anschlagelemente vorgesehen sind, und zwar unabhängig davon, ob oder ob nicht der dem jeweiligen Wagenkasten zugeordnete Gelenkarm überhaupt ein destruktiv ausgebildetes Energieverzehrelement aufweist. Insbesondere ist es nicht möglich, einen Gelenkarm, in welchem ein destruktiv ausgebildetes Energieverzehrelement, wie beispielsweise ein Verformungsrohr, integriert ist, und an dessen zugehöriger Grundplatte ein entsprechend angepasstes Anschlagelement ausgebildet ist, mit einem zweiten Gelenkarm zu verbinden, in welchem kein destruktiv ausgebildetes Energieverzehrelement integriert ist, und an dessen zugehöriger Grundplatte kein Anschlagelement vorliegt.
  • Auf der Grundlage der geschilderten Problemstellung liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Gelenkanordnung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzuentwickeln, dass unabhängig von der Frage, ob oder ob nicht im zweiten Gelenkarm ein destruktives Energieverzehrelement integriert ist, d.h. unabhängig vom maximal vorgesehenen Längshub des zweiten Gelenkarms, eine Gelenkanordnung möglich wird, bei welcher bei Überschreiten der Gesamt-Betriebslast der in der Gelenkanordnung insgesamt vorgesehenen Energieverzehreinrichtung grundsätzlich eine direkte Kraftübertragung zwischen den beiden Grundplatten der benachbarten Wagenkästen möglich wird. Insbesondere soll eine Gelenkanordnung angegeben werden, bei welcher der erste Gelenkarm sowohl mit einem zweiten Gelenkarm verbindbar ist, in welchem kein destruktives Energieverzehrelement vorgesehen ist, als auch mit einem zweiten Gelenkarm verbindbar ist, in welchem ein destruktives Energieverzehrelement integriert ist, wobei in beiden Fällen in einem Crashfall eine direkte Kraftübertragung zwischen den zugehörigen Grundplatten möglich ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Gelenkanordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Gelenkanordnung ferner ein Anschlagelement aufweist, welches im wesentlichen starr an dem stirnseitigen Endabschnitt des ersten Gelenkarms angeordnet ist und erste Anschlagflächen aufweist, die der Grundplatte des zweiten Wagenkastens zugewandt sind.
  • Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich also dadurch aus, dass - im Unterschied zum Stand der Technik gemäß Fig. 1a - nun nicht mehr an jeder Grundplatte Anschlagelemente vorgesehen sind, sondern dass lediglich ein (gemeinsames) Anschlagelement vorgesehen ist, welches im wesentlichen starr an dem stirnseitigen Endabschnitt des ersten Gelenkarms angeordnet ist. Durch die Verlegung des Anschlagelements an den stimseitigen Endabschnitt des ersten Gelenkarms ist es erfindungsgemäß möglich, alle Kombinationen aus erstem und zweitem Gelenkarm zu realisieren, ohne dass Veränderungen der bzw. des Anschlagelements erforderlich sind. Zu diesen Kombinationen gehören insbesondere folgende Gelenkanordnungen:
    • Gelenkanordnungen, bei welchen weder im ersten noch im zweiten Gelenkarm ein vorzugsweise destruktiv ausgebildetes Energieverzehrelement vorgesehen ist (Kombination 1);
    • Gelenkanordnungen, bei welchen im ersten Gelenkarm zumindest ein vorzugsweise destruktiv ausgebildetes Energieverzehrelement integriert ist, während im zweiten Gelenkarm kein Energieverzehrelement vorgesehen ist (Kombination 2);
    • Gelenkanordnungen, bei welchen der erste Gelenkarm ohne jedwedes Energieverzehrelement ausgeführt ist, während im zweiten Gelenkarm zumindest ein vorzugsweise destruktiv ausgebildetes Energieverzehrelement integriert ist (Kombination 3); und
    • Gelenkanordnungen, bei welchen sowohl im ersten als auch im zweiten Gelenkarm zumindest ein vorzugsweise destruktiv ausgebildetes Energieverzehrelement integriert ist (Kombination 4).
  • In allen Kombinationen wird mit der erfindungsgemäßen Lösung erreicht, dass in einem Crashfall, d.h. bei Überschreiten der Betriebslast der in der Gelenkanordnung vorgesehenen Energieverzehreinrichtung, der zwischen den benachbarten Wagenkästen zu übertragene Kraftfluss nicht mehr über das zumindest eine gegebenenfalls vorgesehene und in vorteilhafter Weise destruktiv ausgebildete Energieverzehrelemente verläuft, sondern auf kürzestem Weg von der einen Grundplatte zu der anderen Grundplatte läuft.
  • Bei den vorstehend genannten Kombinationen 2 bis 4, bei welchen zumindest ein destruktives Energieverzehrelement in einem der beiden Gelenkarme integriert ist, bedeutet dies, dass nach Ansprechen in Form einer plastischen Verformung des zumindest einen destruktiv ausgebildeten Energieverzehrelements der Kraftfluss nicht mehr über das Energieverzehrelement fließen darf, um somit einen vorhersehbaren definierten Ereignisablauf zu ermöglichen.
  • Wie vorstehend unter Bezugnahme auf die Figuren 1a und 1b erläutert wird dies beim Stand der Technik durch Anschlagelemente erreicht, die an den jeweiligen Grundplatten der beiden benachbarten Wagenkästen angeordnet sind. Bei diesem Aufbau allerdings handelt es sich um eine nicht-modular aufgebaute Gelenkanordnung, d.h. eine Gelenkanordnung, bei welcher die zum Einsatz kommenden ersten und zweiten Gelenkarme genau aufeinander abgestimmt sind. Ein modularer Aufbau diese aus dem Stand der Technik bekannten Gelenkanordnung ist nicht möglich, d.h. ein Aufbau, bei welchem beispielsweise der erste Gelenkarm mit einem zweiten Gelenkarm verbunden werden kann, wobei in diesem zweiten Gelenkarm kein destruktiv ausgebildetes Energieverzehrelement integriert ist, oder wobei in diesem zweiten Gelenkarm ein Energieverzehrelement mit unterschiedlicher Hublänge vorgesehen ist. Dann nämlich kann ein Aneinanderstoßen der an den jeweiligen Grundplatten der beiden benachbarten Wagenkästen angeordneten Anschläge nur mit Hilfe von zusätzlich anzuordneten "Distanzteilen" ermöglicht werden, wobei diese "Distanzteile" ausgelegt sein müssen, die unterschiedlichen Hublängen zu kompensieren.
  • Durch die erfindungsgemäße Verlegung der Anschlagelemente an das stirnseitige Ende des ersten Gelenkarmes ist es nun möglich, alle vorstehend genannten Kombinationen 1 bis 4 ohne zusätzlich vorzusehende und an den Einzelfall anzupassende Distanzteile etc. zu realisieren.
  • Im Einzelnen läuft bei der Kombination 1, bei welcher in keinem der beiden Gelenkarme ein vorzugsweise destruktiv ausgebildetes Energieverzehrelement vorgesehen ist, und bei welcher die in der Gelenkanordnung vorgesehene Energieverzehreinrichtung einzig und allein durch das vorzugsweise im Gelenklager angeordnete und regenerativ ausgebildete Energieverzehrelement, insbesondere Elastomerelement (Sphärolastiklager), gebildet wird, der Kraftfluss im Ctashfall, d.h. nach Erschöpfung des für das im Gelenklager integrierte, regenerativ ausgebildete Energieverzehrelement vorgesehenen maximalen Hubs, von der Grundplatte des ersten Wagenkastens über den ersten Gelenkarm, den Gelenkzapfen und den zweiten Gelenkarm direkt in die Grundplatte des zweiten Wagenkastens. In diesem Fall sind insbesondere die ersten und zweiten Gelenkarme direkt mit den jeweiligen Grundplatten starr verbunden. Die direkte Verbindung zwischen den beiden Grundplatten erfolgt bei der Kombination 1 somit über die jeweiligen Gelenkarme und den Gelenkzapfen selber. Insbesondere ist hierbei am wagenkastenseitigen Endabschnitt der jeweiligen Gelenkarme kein destruktiv ausgebildetes Energieverzehrelement vorgesehen; vielmehr sind die wagenkastenseitigen Endabschnitte direkt mit der jeweiligen, zugehörigen Grundplatte verbunden.
  • Bei der Kombination 1 ist es somit nicht zwingend erforderlich, dass in einem Crashfall der Kraftfluss über das erfindungsgemäß am stirnseitigen Endabschnitt des ersten Gelenkarms vorgesehene Anschlagelement geleitet wird, da bei dieser Kombination über die Gelenkarme und den Gelenkzapfen selber eine direkte Kraftübertragung zwischen den Grundplatten möglich ist.
  • Bei der Kombination 2 hingegen, d.h. wenn vorzugsweise im wagenkastenseitigen Endabschnitt des ersten Gelenkarms zumindest ein vorzugsweise destruktiv ausgebildetes Energieverzehrelement integriert ist, und wenn der zweite Gelenkarm ohne integriertem Energieverzehrelement direkt mit der zugehörigen Grundplatte verbunden ist, wird das Anschlagelement zum Ausbilden einer direkten Verbindung zwischen den jeweiligen Grundplatten verwendet. Dies wird nachfolgend näher beschrieben.
  • Vorteilhafte Weiterentwicklungen der erfindungsgemäßen Lösung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • So ist hinsichtlich der Anordnung des Anschlagelements in der erfindungsgemäßen Gelenkanordnung vorgesehen, dass dieses relativ zu der über das Gelenklager und den Gelenkzapfen festgelegten Gelenkebene im wesentlichen festliegend angeordnet ist.
  • Andererseits ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Anschlagelement so ausgeführt ist, dass der Abstand zwischen den ersten Anschlagflächen und der Grundplatte des zweiten Wagenkastens zumindest dem zumindest dem beim Energieverzehr durch das regenerativ ausgebildete Energieverzehrelement maximal auftretenden Längshub entspricht. Wenn im einzelnen bei den zuletzt genannten bevorzugten Ausführungsformen eine Gelenkanordnung nach der Kombination 1 oder nach der Kombination 2 zum Einsatz kommt, d.h. wenn eine Gelenkanordnung zum Einsatz kommt, bei welcher der zweite Gelenkarm kein destruktiv ausgebildetes Energieverzehrelement aufweist, und bei welcher somit der im Crashfall zu berücksichtigende Gesamthub der Gelenkanordnung nur durch den Einzel-Hub des Sphärolastiklagers und gegebenenfalls des im ersten Gelenkarm integrierten Energieverzehrelements bestimmt wird, ist es somit hinreichend, dass der Abstand zwischen den ersten Anschlagflächen und der Grundplatte des zweiten Wagenkastens identisch mit dem für den Energieverzehr durch das regenerativ ausgebildete Energieverzehrelement allein vorgesehenen maximalen Hub ist, da sich die Grundplatte des zweiten Wagenkastens im Crashfall um maximal diesen Bewegungsbettag in Richtung Gelenkebene relativ bewegt.
  • Vorzugsweise ist das Anschlagelement im wesentlichen starr an dem ersten Gelenkkopf angeordnet bzw. mit diesem verbunden. Unter dem hierin verwendeten Begriff "im wesentlichen starr" ist jedwede Verbindung zu verstehen, die im Vergleich zu beispielsweise einer elastischen Verbindung nur eine geringe Elastizität aufweist. Hierunter sind insbesondere auch solche Verbindungen zu verstehen, bei welchen das Anschlagelement mit einer geringen Elastizität am stirnseitigen Endabschnitt des ersten Gelenkarms angebracht ist.
  • In einer besonders bevorzugten Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass die Energieverzehreinrichtung der Gelenkanordnung ferner ein destruktiv ausgebildetes Energieverzehrelement, insbesondere ein Verformungsrohr oder dergleichen aufweist, welches im zweiten Gelenkarm derart integriert ist, dass der Kraftfluss der im normalen Fahrbetrieb auftretenden und von der Gelenkanordnung zu übertragenen Zug- und Stoßkräfte von der Grundplatte des ersten Wagenkastens über den ersten Gelenkarm, das Gelenklager mit dem Gelenkzapfen, den zweiten Gelenkarm und das im zweiten Gelenkarm integrierte, vorzugsweise destruktiv ausgebildete Energieverzehrelement zur Grundplatte des zweiten Wagenkastens und umgekehrt läuft. Es handelt sich hierbei also um eine Gelenkanordnung nach der oben genannten dritten Kombination (Kombination 3). Wesentlich bei dieser Weiterentwicklung ist, dass das Anschlagelement so ausgeführt ist, dass der Abstand zwischen den ersten Anschlagflächen und der Grundplatte des zweiten Wagenkastens dem Längshub entspricht, der beim Energieverzehr durch das regenerativ ausgebildete Energieverzehrelement und das im zweiten Gelenkarm integrierte zumindest eine Energieverzehrelement maximal auftritt. Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass bei einer Gelenkanordnung gemäß der dritten Kombination (Kombination 3) mit der erfindungsgemäßen Lösung, bei welcher das Anschlagelement im wesentlichen starr am stirnseitigen Endabschnitt des ersten Gelenkarms angeordnet ist, im Crashfall und nach Ausnutzung des durch das im zweiten Gelenkarm integrierte Energieverzehrelement und durch das im Gelenklager integrierte Energieverzehrelements vorgesehenen Hubs die Grundplatte des zweiten Wagenkastens die Grundplatte des zweiten Wagenkastens an die ersten Anschlagflächen des Anschlagelements anstößt und somit eine direkte Kraftübertragung zwischen den Grundplatten ermöglicht.
  • Zusätzlich oder alternativ zu der zuletzt genannten Ausführungsform, bei welcher im zweiten Gelenkarm ein destruktiv ausgebildetes Energieverzehrelement integriert ist, ist es gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung ferner denkbar, dass die Energieverzehreinrichtung der Gelenkanordnung ein destruktiv ausgebildetes Energieverzehrelement, insbesondere ein Verformungsrohr oder dergleichen aufweist, welches im ersten Gelenkarm derart integriert ist, dass der Kraftfluss der im normalen Fahrbetrieb auftretenden und von der Gelenkanordnung zu übertragenen Zug- und Stoßkräfte von der Grundplatte des ersten Wagenkastens über den ersten Gelenkarm und das im ersten Gelenkarm integrierte, vorzugsweise destruktiv ausgebildete Energieverzehrelement, das Gelenklager mit dem Gelenkzapfen und über den zweiten Gelenkarm (und dem gegebenenfalls im zweiten Gelenkarm vorgesehenen, vorzugsweise destruktiv ausgebildeten Energieverzehrelement) zur Grundplatte des zweiten Wagenkastens und umgekehrt läuft. Im Hinblick auf das Anschlagelement ist dabei vorgesehen, dass dieses ferner zweite Anschlagflächen aufweist, die der Grundplatte des ersten Wagenkastens zugewandt sind. Hinsichtlich der Anordnung und Auslegung des Anschlagelements gilt im Übrigen das bereits zuvor Gesagte.
  • Im Einzelnen allerdings sollte bei der zuletzt genannten Ausführungsform das Anschlagelement so ausgeführt sein, dass der Abstand zwischen der zweiten Anschlagfläche und der Grundplatte des ersten Wagenkastens dem Längshub entspricht, der beim Energievetzeht durch das im ersten Gelenkarm integrierte zumindest eine Energieverzehrelement maximal auftritt. Anders ausgedrückt handelt es sich hierbei um Gelenkanordnungen gemäß der zweiten oder vierten Kombination (Kombination 2 und 4), bei welcher also im ersten Gelenkarm zumindest ein vorzugsweise destruktiv ausgebildetes Energieverzehrelement integriert ist.
  • Im Einzelnen läuft bei der Kombination 2, bei welcher im zweiten Gelenkarm kein destruktiv ausgebildetes Energieverzehrelement integriert ist, im Crashfall der Kraftfluss zwischen den beiden benachbarten Wagenkästen von der Grundplatte des ersten Wagenkastens unter Umgehung des bereits plastisch verformten Energieverzehrelements im wagenkastenseitigen Endabschnitt des ersten Gelenkarms direkt auf das am stirnseitigen Endabschnitt des ersten Gelenkarms angeordnete Anschlagelement und von dort über den Gelenkzapfen in den zweiten Gelenkarm, der unmittelbar, d.h. ohne Dazwischenschalten eines destruktiv ausgebildeten Energieverzehrelements, mit der Grundplatte des zweiten Wagenkastens verbunden ist.
  • Hingegen läuft bei der Kombination 4, bei welcher sowohl im ersten als auch im zweiten Gelenkarm jeweils zumindest ein vorzugsweise destruktiv ausgebildetes Energieverzehtelement integriert ist, im Crashfall der Kraftfluss vom ersten Wagenkasten zum zweiten Wagenkasten über die Grundplatte des ersten Wagenkastens unter Umgehung des bereits plastisch verformten und im wagenkastenseitigen Endabschnitt des ersten Gelenkarms integrierten Energieverzehrelements unmittelbar auf das am stirnseitigen Endabschnitt des ersten Gelenkarms angeordnete Anschlagelement, und von dort direkt, d.h. unter Umgehung des zweiten Gelenkarms und des bereits plastisch verformten und im wagenkastenseitigen Endabschnitt des zweiten Gelenkarms integrierten Energieverzehrelements, in die Grundplatte des zweiten Wagenkastens.
  • In einer besonders bevorzugten Realisierung der zuletzt genannten Ausführungsformen, mit denen die Kombinationen 2 bis 4 abgedeckt werden, ist vorgesehen, dass das Anschlagelement derart ausgelegt ist, dass nach Ausschöpfung des beim Energieverzehr durch die Energieverzehreinrichtung maximal auftretbaren Hubs ein wesentlicher Teil des Kraftflusses der zwischen den Wagenkästen zu übertragenen Kräfte direkt von der Grundplatte des ersten Wagenkastens über das Anschlagelement auf die Grundplatte des zweiten Wagenkastens geleitet werden, wobei über die mit den Gelenkarmen, dem Gelenklager und dem Gelenkzapfen gebildete Gelenkverbindung nur noch ein vorgebbarer maximaler Kraftfluss geleitet wird. Dadurch ist nach Überschreiten der Betriebslast der in der gesamten Gelenkanordnung vorgesehenen Energieverzehreinrichtung, d.h. nach Ausschöpfung des maximal vorgebbaren Gesamthubs, bei der Kraftübertragung zwischen den benachbarten Wagenkästen ein definierter und vorhersehbarer Ereignisablauf möglich.
  • Im Hinblick auf die gegebenenfalls in den jeweiligen Gelenkarmen integrierten, vorzugsweise destruktiv ausgebildeten Energieverzehrelemente ist bevorzugt vorgesehen, dass diese ausgelegt sind, erst bei einer festlegbaren Ansprechkraft, insbesondere durch plastische Verformung, Energie abzubauen, wobei durch diese plastische Verformung die Gesamtlänge des jeweiligen Gelenkarms verkürzt wird, was einen Beitrag zum GesamtHub der Gelenkanordnung liefert. Der Vorteil derartiger Energieverzehrelemente liegt darin, dass diese eine im wesentlichen rechteckig verlaufende Kennlinie aufweisen, wodurch nach Ansprechen des Energieverzehrelements eine maximale Energieaufnahme sichergestellt ist. Selbstverständlich sind hier aber auch andere Energieverzehrelemente, wie beispielsweise hydrostatisch arbeitende Energieverzehrelemente denkbar.
  • Im Hinblick auf eine Gelenkanordnung nach den Kombinationen 1 und 3, d.h. im Hinblick auf Gelenkanordnungen, bei denen im ersten Gelenkarin kein vorzugsweise destruktiv ausgebildetes Energieverzehrelement integriert ist, ist bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass das Anschlagelement im wesentlichen starr mit der Grundplatte des ersten Wagenkastens verbunden ist.
  • In einer weiterhin bevorzugten Realisierung der erfindungsgemäßen Lösung weist der erste Gelenkkopf eine Gelenkgabel und der zweite Gelenkkopf ein komplementär zur Gelenkgabel ausgeführtes Gelenkauge auf, wobei Gelenkgabel und Gelenkauge mit Hilfe des Gelenkzapfens miteinander drehbar verbunden werden. Selbstverständlich sind hier aber auch andere Lösungen denkbar.
  • Zusammenfassend ist festzuhalten, dass erfindungsgemäß der erste Gelenkarm gemäß den Kombinationen 1 oder 3 unabhängig von der Frage, ob oder ob nicht im zweiten Gelenkarm ein vorzugsweise destruktiv ausgebildetes Energieverzehrelement integriert ist, mit dem zweiten Gelenkarm verbunden werden kann, wobei im Crashfall die direkte Kraftübertragung zwischen den jeweiligen Grundplatten der benachbarten Wagenkästen sichergestellt wird. Das gleiche gilt auch für den ersten Gelenkarm gemäß einer Gelenkanordnung nach den Kombinationen 2 oder 4. Somit ist es ohne eine Veränderung an dem Anschlagelement vorzunehmen möglich, einen ersten Gelenkarm, bei dem (wie zuvor beschrieben) das Anschlagelement an seinem stirnseitigen Endabschnitt angeordnet ist, mit einem zweiten Gelenkarm so zu verbinden, dass auch in einem Crashfall eine direkte Kraftübertragung zwischen den jeweiligen Grundplatten ermöglicht wird, wobei es insbesondere nicht darauf ankommt, ob oder ob nicht der zweite Gelenkarm mit einem destruktiv ausgebildeten Energieverzehrelement versehen ist. Aus diesem Grund kann die Modularität der in der Gelenkanordnung zum Einsatz kommenden Gelenkarme sichergestellt werden, wodurch im Betrieb der Gelenkanordnung ein schnelleres und ohne größere Umbauarbeiten durchführbares Verkoppeln der jeweiligen Gelenkarme ermöglicht wird.
  • Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Lösung anhand der Figuren beschrieben.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1a
    eine aus dem Stand der Technik bekannte Gelenkanordnung im normalen Fahrbetrieb;
    Fig. 1b
    die in Fig. 1a gezeigte Gelenkanordnung in einem Crashfall;
    Fig. 2
    eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gelenkanordnung gemäß der Kombination 1;
    Fig. 3a
    eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gelenkanordnung gemäß der Kombination 3 im normalen Fahrbetrieb;
    Fig. 3b
    die in Fig. 3a gezeigte Gelenkanordnung im Crashfall;
    Fig. 4a
    eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gelenkanordnung gemäß der Kombination 2 im normalen Fahrbetrieb;
    Fig. 4b
    die in Fig. 4a gezeigte Gelenkanordnung in einem Crashfall;
    Fig. 4c
    die in Fig. 4a gezeigte Gelenkanordnung in längsgeschnittener Darstellung;
    Fig. 5a
    eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gelenkanordnung gemäß der Kombination 4 im normalen Fahrbetrieb;
    Fig. 5b
    die in Fig. 5a gezeigte Gelenkanordnung im Crashfall;
    Fig. 6a
    die in Fig. 5a gezeigte Gelenkanordnung aus einer anderen perspektivischen Ansicht; und
    Fig. 6b
    die in Fig. 5b gezeigte Gelenkanordnung aus einer anderen perspektivischen Ansicht.
  • Fig. 1a zeigt eine aus dem Stand der Technik bekannte Gelenkanordnung gemäß der Kombination 4 im normalen Fahrbetrieb, d.h. eine Gelenkanordnung, bei welcher sowohl im ersten Gelenkarm 10 als auch im zweiten Gelenkarm 20 als destruktiv ausgebildete Energieverzehrelemente jeweils ein Verformungsrohr 13a und 23a vorgesehen sind.
  • In Fig. 1b ist die in Fig. 1a gezeigte Gelenkanordnung in einem Crashfall dargestellt. Wie bereits in der Beschreibungseinleitung dargelegt, sind bei der herkömmlichen Lösung an den jeweiligen Grundplatten 2 und 4 des (nicht explizit dargestellten) ersten bzw. zweiten Wagenkastens jeweils Anschlagelemente 402 und 404 angeordnet, welche im normalen Fahrbetrieb (siehe Fig. 1a) voneinander beabstandet sind, und welche im Crashfall und nach Ausschöpfung des mit der in der Gelenkanordnung vorgesehenen Energieverzehreinrichtung bewirkten, maximalen Energieverzehrs aneinander stoßen und somit eine direkte Kraftübertragung zwischen den jeweiligen Grundplatten 2 und 4 der zugehörigen Wagenkästen ermöglicht. Es handelt sich bei der in den Figuren 1a und 1b gezeigten Ausführungsform insbesondere um eine nicht-modular aufgebaute Gelenkanordnung, da beide die Gelenkanordnung aufbauenden Gelenkarme 10 und 20 genau aufeinander abgestimmt bzw. zueinander ausgelegt sein müssen. Wenn nämlich im wagenkastenseitigen Endabschnitt des zweiten Gelenkarms kein Verformungsrohr vorgesehen ist, müssten zwischen den jeweiligen Anschlagelementen 402 und 404 zusätzliche Distanzteile eingesetzt werden, um in einem Crashfall ein Aneinanderstoßen der jeweiligen Anschlagelemente 402 und 404 zu erreichen. Insbesondere ist beim Stand der Technik der Abstand zwischen den jeweiligen Anschlagelementen 402 und 404 von dem Gesamthub der Gelenkanordnung, der sich aus den Einzelhüben der jeweiligen Energieverzehrelemente zusammensetzt, abhängig. Wenn in der aus dem Stand der Technik bekannten Gelenkanordnung lediglich ein Energieverzehrelement hinsichtlich seines beim Energieverzehr bewirkten Hubs verändert wird, würde dies unmittelbar eine Folge auf den Abstand zwischen den Anschlagelementen 402 und 404 haben.
  • In Fig. 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gelenkanordnung 1 gemäß der ersten Kombination vorgesehen, bei welcher also der erste Gelenkarm 10 und der zweite Gelenkarm 20 jeweils ohne vorzugsweise destruktiv ausgebildeten Energieverzehrelement ausgeführt sind. Der erste Gelenkarm 10 ist dabei mit seinem wagenkastenseitigen Endabschnitt direkt mit der Grundplatte 2 des (nicht dargestellten) ersten Wagenkastens verbunden. Im einzelnen geht der wagenkastenseitige Endabschnitt des ersten Gelenkarms 10 unmittelbar in die Grundplatte 2 über.
  • Andererseits ist am stirnseitigen Endabschnitt 12 des ersten Gelenkarms 10 ein erster Gelenkkopf 15 in Gestalt einer Gelenkgabel ausgeführt.
  • Der zweite Gelenkarm 20 ist in gleicher Weise mit seinem wagenkastenseitigen Endabschnitt direkt mit der Grundplatte 4 des (nicht dargestellten) zweiten Wagenkastens verbunden. Am stirnseitigen Endabschnitt 22 des zweiten Gelenkarms 20 ist ein zum ersten Gelenkkopf 15 komplementär ausgebildeter zweiter Gelenkkopf 25 vorgesehen, der in den bevorzugten Ausführungsformen gemäß der Erfindung als Gelenkauge ausgebildet ist. Die beiden Gelenkköpfe 15 und 25 sind mit einem Gelenkzapfen 31 um eine gemeinsame Achse Z gelenkig miteinander verbunden. Im einzelnen läuft der Gelenkzapfen 31 durch das am stirnseitigen Endbereich 22 des zweiten Gelenkarms 20 vorgesehene Gelenkauge 25, wobei zwischen dem Gelenkzapfen 31 und den jeweiligen Gelenkköpfen 15 und 25 zumindest teilweise ein Gelenklager 30 vorgesehen ist. Dieses Gelenklager 30 weist ein in Fig. 2 nicht explizit dargestelltes regenerativ ausgebildetes Energieverzehrelement auf, so dass das bei der erfindungsgemäßen Gelenkanordnung 1 zum Einsatz kommende Gelenklager ein Lager vom Elastomerlager-Typ, insbesondere ein Sphärolastiklager ist.
  • Die in Fig. 2 dargestellte Gelenkanordnung 1 gemäß der ersten Kombination weist einen Längshub auf, der einzig und allein durch die Hublänge des im Gelenklager 30 vorgesehenen Elastomerelements vorgegeben wird.
  • Im normalen Fahrbetrieb fließen die zwischen den benachbarten Wagenkästen zu übertragenen Kräfte von der Grundplatte 2 des ersten Wagenkastens über den ersten Gelenkkopf 15, das Gelenklager 30, dem Gelenkzapfen 31, den zweiten Gelenkkopf 25 und dem zweiten Gelenkarm 20 zur Grundplatte 4 des zweiten Wagenkastens. In einem Fall, wenn mit dem im Gelenklager 30 vorgesehenen, vorzugsweise regenerativ ausgebildeten Energieverzehrelement die für dieses Energieverzehrelement maximal vorgesehene Energie absorbiert ist, und wenn somit der maximal zur Verfügung stehende Elastomerlagerhub ausgenutzt ist, fließen die zu übertragenden Kräfte gleichermaßen von der ersten Grundplatte 2 über den ersten Gelenkarm 10 und über das Gelenklager 30 mit dem Gelenkzapfen 31 zum zweiten Gelenkarm 20 und anschließend unmittelbar in die Grundplatte 4 des zweiten Wagenkastens.
  • Somit ist bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gelenkanordnung 1 gemäß der Kombination 1 sichergestellt, dass in einem Crashfall der Kraftfluss der zu übertragenden Kräfte direkt von der ersten Grundplatte 2 zur zweiten Grundplatte 4 übertragen wird. Insbesondere ist hiermit in einem Crashfall ein vorhersehbarer Ereignisablauf möglich.
  • Wie dargestellt, weist der erste Gelenkarm 10 der in Fig. 2 gezeigten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gelenkanordnung 1 gemäß der Kombination 1 ein Anschlagelement 40 auf, welches im wesentlichen starr an dem stirnseitigen Endabschnitt 12 des ersten Gelenkarmes 10 angeordnet ist, und welches erste Anschlagflächen 44 aufweist, die der Grundplatte 4 des zweiten Wagenkastens zugewandt sind. Dabei ist vorgesehen, dass das Anschlagelement 40 in der Gelenkanordnung 1 gemäß Fig. 2 relativ zu der über das Gelenklager 30 und dem Gelenkzapfen 31 festgelegten Gelenkebene, welche eine vertikal verlaufende Ebene ist, in der die mit dem Gelenkzapfen 31 festgelegte Schwenkachse Z liegt, im wesentlichen festliegend angeordnet ist.
  • In Fig. 2 ist ein Fall dargestellt, bei welchem das Anschlagelement 40 im wesentlichen starr an der Grundplatte 2 des ersten Wagenkastens angeflanscht bzw. angeordnet ist. Allerdings wäre es auch denkbar, dass das Anschlagelement 40 bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform im wesentlichen starr mit dem ersten Gelenkkopf 15 verbunden ist.
  • In einem Crashfall wird bei der in Fig. 2 gezeigten Gelenkanordnung 1 - wie vorstehend erläutert - der Kraftfluss über die jeweiligen Gelenkarme 10 und 20 direkt in die zugehörigen Grundplatten 2 und 4 geleitet. Dem am ersten Gelenkkopf 15 angeordneten Anschlagelement 40 kommt dabei keine Kraftübertragungsfunktion zu. Dies ist bei der Gelenkanordnung 1 gemäß der Kombination 1 auch nicht zwingend erforderlich, weil in keinem Gelenkarm 10 bzw. 20 ein destruktiv ausgebildetes Energieverzehrelement vorgesehen ist, welches im Crashfall aus dem zwischen den Wagenkästen zu übertragenden Kraftfluss zu nehmen ist.
  • Hingegen kommt dem Anschlagelement 40 eine Kraftübertragungsfunktion in einem Fall zu, wenn der in Fig. 2 gezeigte erste Gelenkarm 10 mit einem zweiten Gelenkarm 20 verbunden ist, in welchem beispielsweise am wagenkastenseitigen Endbereich des Gelenkarmes ein destruktiv ausgebildetes Energieverzehrelement integriert ist. Ein derartiger Fall ist in den Figuren 3a und 3b dargestellt.
  • Fig. 3a zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gelenkanordnung 1 gemäß der Kombination 3, bei welcher also der erste Gelenkarm 10 identisch mit dem ersten Gelenkarm der Gelenkanordnung 1 gemäß Fig. 2 ist, und bei welchem im zweiten Gelenkarm 20 ein vorzugsweise destruktiv ausgebildetes Energieverzehrelement integriert ist. Im einzelnen weist der zweite Gelenkarm 20 der in Fig. 3a gezeigten Gelenkanordnung 1 an seinem stirnseitigen Endabschnitt ein Gelenkauge 25 auf, welches über den Gelenkzapfen 31 und dem (nicht explizit dargestellten) Gelenklager 30 mit dem ersten Gelenkarm 10 verbunden ist. Andererseits ist im wagenkastenseitigen Endabschnitt 21 des zweiten Gelenkarms 20 ein destruktiv ausgebildetes Energieverzehrelement vorgesehen. Im einzelnen besteht dieses Energieverzehrelement aus einem Verformungsrohr 23a, welches im in Fig. 3a dargestellten normalen Fahrbetrieb zwischen einem Kegelring 23b und einem Stirnblech 23c vorgespannt ist. Der Kegelring 23b wird mit Hilfe von Ringsegmenten 26 gehalten. Andererseits ist das Stirnblech 23c über insgesamt vier Schrauben 27 mit der Grundplatte 4 des zweiten Wagenkastens verbunden.
  • Durch das Vorsehen eines destruktiv ausgebildeten Energieverzehrelements 23 im zweiten Gelenkarm 20 weist die Gelenkanordnung 1 gemäß Fig. 3a einen Gesamthub auf, der sich aus dem Elastomerlager-Hub und dem maximal vorgesehenen Längsverschiebungshub des Verformungsrohres 23a zusammensetzt.
  • In Fig. 3a ist ein Zustand der Gelenkanordnung 1 im normalen Fahrbetrieb gezeigt. Die zu übertragenden Kräfte fließen von der Grundplatte 2 des ersten Wagenkastens über den ersten Gelenkarm 10 und über das Gelenklager 30 mit dem Gelenkzapfen 31 zum zweiten Gelenkkopf 25 des zweiten Gelenkarmes 20. Anschließend wird der Kraftfluss über das in der in Fig. 3a dargestellten Ausführungsform im wagenkastenseitigen Endabschnitt 21 des zweiten Gelenkarms 20 integrierte Verformungsrohr 23a auf das Stirnblech 23c geführt. Danach fließt der Kraftfluss über die Schrauben 27 zur Grundplatte 4 des zweiten Wagenkastens.
  • In Fig. 3b ist ein Fall gezeigt, in welchem die Betriebslast der in der in Fig. 3a gezeigten Gelenkanordnung 1 vorgesehenen Energieverzehreinrichtung (Elastomerelement im Gelenklager 30 und Energieverzehrelement im zweiten Gelenkarm 20) ausgeschöpft ist. Im einzelnen ist hier ein Fall gezeigt, in welchem der mit der Energieverzehreinrichtung insgesamt vorgesehene Längsverschiebungshub ausgenutzt ist. In solch einer Situation muss sichergestellt werden, dass der Kraftfluss direkt von der Grundplatte 2 des ersten Wagenkastens auf die Grundplatte 4 des zweiten Wagenkastens und umgekehrt übertragen werden kann. Insbesondere muss verhindert werden, dass der Kraftfluss (wie im normalen Fahrbetrieb gemäß Fig. 3a) nach wie vor vollständig durch das im zweiten Gelenkarm 20 integrierten Energieverzehrelement geleitet wird.
  • Dies erfolgt bei der erfindungsgemäßen Lösung dadurch, dass am ersten Gelenkarm 10 das Anschlagelement 40 vorgesehen ist. Wie in Fig. 3b gezeigt, stoßen in einem Crashfall die ersten Anschlagflächen 44 des Anschlagselements 40 an die Grundplatte 4 des zweiten Wagenkastens an, so dass nach Ausnutzung des Gesamthubes der in der Gelenkanordnung 1 vorgesehenen Energieverzehreinrichtung der Kraftfluss direkt von der Grundplatte 2 des ersten Wagenkastens über das Anschlagelement 40 auf die Grundplatte 4 des zweiten Wagenkastens (und umgekehrt) geleitet wird.
  • Die Zusammenschau der in den Figuren 2 und 3a, 3b dargestellten Ausführungsformen zeigt, dass an ein und demselben ersten Gelenkarm 10 unterschiedlich ausgeführte zweite Gelenkarme 20 angekoppelt werden können, um eine Gelenkanordnung 1 bereitzustellen, bei welcher ohne Abänderungen des Anschlagelements 40 im Crashfall eine direkte Kraftübertragung zwischen den jeweiligen Grundplatten 2 und 4 ermöglicht wird.
  • In Fig. 4a ist eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gelenkanordnung 1 gemäß der Kombination 2 im normalen Fahrbetrieb gezeigt. Bei dieser Gelenkanordnung 1 weist der erste Gelenkarm 10 ein im wagenkastenseitigen Endabschnitt 11 des ersten Gelenkarmes 10 integriertes Verformungsrohr 13a auf. Andererseits ist am stirnseitigen Endabschnitt 12 des ersten Gelenkarmes 10 wieder der erste Gelenkkopf 15 in Gestalt einer Gelenkgabel angebracht. Der Aufbau und die Integration des im ersten Gelenkarm 10 vorgesehenen destruktiven Energieverzehrelements 13 entsprechen dem Aufbau und der Integration des entsprechenden Energieverzehrelements bei der in Fig. 3a gezeigten Gelenkanordnung 1.
  • Andererseits ist in der in Fig. 4a gezeigten Gelenkanordnung 1 der zweite Gelenkarm 20 identisch zum zweiten Gelenkarm gemäß der in Fig. 2 gezeigten Gelenkanordnung 1 aufgebaut.
  • Die in Fig. 4a gezeigte Gelenkanordnung 1 unterscheidet sich von den vorstehend beschriebenen Gelenkanordnung len dadurch, dass hier das Anschlagelement 40 neben der ersten in Richtung der Grundplatte 4 des zweiten Wagenkasten zeigenden Anschlagfläche 44 ferner mit zweiten Anschlagflächen 42 versehen ist, die in Richtung der Grundplatte 2 des ersten Wagenkastens zeigen. Dabei ist der Abstand zwischen den zweiten Anschlagflächen 42 und der Grundplatte 2 des ersten Wagenkastens so gewählt, dass dieser identisch mit dem Einzelhub des im ersten Gelenkarm 10 integrierten Verformungsrohrs 13a ist.
  • In Fig. 4b ist die Gelenkanordnung 1 gemäß Fig. 4a in einem Crashfall gezeigt. Der Crashfall zeichnet sich dadurch aus, dass das im ersten Gelenkarm 10 integrierte Energieverzehrelement bereits angesprochen hat und dass das Verformungsrohr 13a durch plastische Verformung einen gewissen Energiebetrag absorbiert hat. Durch die plastische Verformung des Verformungsrohres 13a wurde der Abstand zwischen dem ersten Gelenkkopf 15 und der Grundplatte 2 des ersten Wagenkastens verkürzt.
  • Um nun zu erreichen, dass in einem Crashfall der zwischen den Wagenkästen zu übertragende Kraftfluss direkt von der Grundplatte 2 des ersten Wagenkastens zur Grundplatte 4 des zweiten Wagenkastens unter Umgehung des bereits plastisch verformten Verformungsrohres 13a fließen kann, ist bei der erfindungsgemäßen Gelenkanordnung 1 vorgesehen, dass nach Ausschöpfung des durch die Energieverzehreinrichtung in der Gelenkanordnung 1 bereitgestellten Längsverschiebungshubes die Grundplatte 2 des ersten Wagenkastens an die zweite Anschlagfläche 42 des Anschlagelements 40 anstößt, so dass der Kraftfluss direkt von der Grundplatte 2 über das Anschlagelement 40 auf den zweiten Gelenkarm und somit direkt auf die Grundplatte 4 des zweiten Wagenkastens übertragbar ist.
  • In Fig. 4c ist die in Fig. 4a gezeigte Gelenkanordnung 1 gemäß der Kombination 3 in einer längsgeschnittenen Darstellung gezeigt. Anhand dieser Darstellung ist insbesondere der Aufbau der im wagenkastenseitigen Endabschnitt 11 des ersten Gelenkarmes 10 integrierten Energieverzehrelements zu erkennen. Des weiteren kann hier deutlich erkannt werden, wie im einzelnen der Gelenkzapfen 31 im Gelenkauge des zweiten Wagenkastens 20 gelagert ist. In dem Bereich zwischen dem Gelenkzapfen 31 und dem Gelenkauge 25 ist üblicherweise das Gelenklager 30 ausgebildet, welches einen Elastomer-Füllstoff 33 aufweist, der als regeneratives Energieverzehrelement zum Absorbieren der im normalen Fahrbetrieb auftretenden Stöße und Kräfte dient.
  • In Fig. 5a und in Fig. 6a sind jeweils mit unterschiedlichen Perspektiven eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gelenkanordnung 1 gemäß der Kombination 4 im normalen Fahrbetrieb dargestellt. Hierbei ist zu erkennen, dass bei dieser Gelenkanordnung 1 der erste Gelenkarm identisch mit dem ersten Gelenkarm der unter Bezugnahme auf die Figuren 4a bis 4c zuvor beschriebenen Gelenkanordnung 1 ist, während der zweite Gelenkarm 20 identisch mit dem zweiten Gelenkarm der unter Bezugnahme auf die Figuren 3a und 3b zuvor beschriebenen Gelenkanordnung 1 ist. Insbesondere ist das am stirnseitigen Endabschnitt 12 des ersten Gelenkarms 10 vorgesehene Anschlagelement 40 identisch zu dem Anschlagelement 40 gemäß der in Fig. 4a beschriebenen Ausführungsform ausgebildet.
  • Der Abstand zwischen dem ersten Anschlagflächen 44 des Anschlagelements 40 und der Stirnplatte 4 des zweiten Wagenkastens, welcher in Fig. 5a mit dem Bezugszeichen "d2" gekennzeichnet ist, entspricht dabei dem Längsverschiebungshub des im zweiten Gelenkarm 20 vorgesehenen, destruktiv ausgebildeten Energieverzehrelements 23 und des Elastomerlager-Hubs. Andererseits entspricht der in Fig. 5a mit der Bezugsziffer "d1" bezeichnete Abstand zwischen den zweiten Anschlagflächen des Anschlagelements 40 und der Grundplatte 2 des ersten Wagenkastens dem mit dem im ersten Gelenkarm 10 integrierten Energieverzehrelement 13 maximal erreichbaren Verformungshub.
  • In den Figuren 5b und 6b sind jeweils Zustände der in den Figuren 5a bzw. 6a gezeigten Gelenkanordnung 1 in einer Crashsituation gezeigt. Wie dargestellt, stoßen in diesem Fall die jeweiligen Anschlagflächen 42 und 44 des Anschlagselements 40 an die zugehörigen Grundplatten 2 und 4 der jeweiligen Wagenkästen an, und zwar nachdem der maximal zulässige Gesamt-Längsverschiebungshub der Gelenkanordnung 1 ausgeschöpft wurde. Somit wird erreicht, dass in einem Crashfall der zu übertragene Kraftfluss direkt von der Grundplatte 2 des ersten Wagenkastens über das Anschlagelement 40 auf die Grundplatte 4 des zweiten Wagenkastens (und umgekehrt) übertragen wird, wobei sowohl im ersten als auch im zweiten Gelenkarm 10 und 20 die jeweils bereits plastisch verformten Verformungsrohre 13a und 23a im wesentlichen vollständig aus dem übertragenen Kraftfluss genommen sind.
  • In den in den Figuren 2 bis 6 dargestellten bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Gelenkanordnung 1 sind jeweils am unteren Bereich des Anschlagelements 40 ein Mitnehmerelement 50 vorgesehen. Dieses Mitnehmerelement 50 steht in Eingriff mit einer entsprechend komplementär hierzu ausgebildeten Aufnahme in einem (nicht explizit dargestellten) Drehgestell, wenn die erfindungsgemäße Gelenkanordnung 1 in Kombination mit einem Drehgestell, wie beispielsweise einem Jakobs-Drehgestell, zum Verbinden benachbarter Wagenkästen eines Schienenfahrzeuges eingesetzt wird.
  • Zusammenfassend ist festzuhalten, dass mit der erfindungsgemäßen Anordnung eines Anschlagelements am stirnseitigen Endabschnitt des ersten Gelenkarms erreicht wird, dass am ersten Gelenkarm der Gelenkanordnung 1 sowohl ein zweiter Gelenkarm mit integriertem Energieverzehrelement als auch ohne integriertem Energieverzehrelement angeschlossen werden kann, wobei grundsätzlich durch das Vorsehen des Anschlagelements sichergestellt wird, dass in einem Crashfall der Kraftfluss direkt von der Grundplatte des ersten Wagenkastens zur Grundplatte des zweiten Wagenkastens unter Umgehung eines gegebenenfalls in der Gelenkanordnung 1 vorgesehenen Energieverzehrelements möglich ist.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die Ausführung der Erfindung nicht auf die in den Figuren 2 bis 6 beschriebenen Ausführungsbeispielen beschränkt ist, sondern auch in einer Vielzahl von Varianten möglich ist. Insbesondere kann die Art und Anordnung der in den jeweiligen Gelenkarmen gegebenenfalls vorgesehenen (integrierten) Energieverzehrelemente verschieden von den dargestellten Anordnungen sein. Allgemein ausgedrückt können in den jeweiligen Gelenkarmen auch entsprechend regenerativ ausgebildete Energieverzehrelemente vorgesehen sein, und zwar zusätzlich zu dem im Gelenklager vorgesehenen regenerativ ausgebildeten Energieverzehrelement. Auch ist es selbstverständlich denkbar, in den jeweiligen Gelenkarmen nicht lediglich ein Energieverzehrelement sondern eine Vielzahl von Energieverzehrelementen einzusetzen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Gelenkanordnung
    2
    Grundplatte des ersten Wagenkastens
    4
    Grundplatte des zweiten Wagenkastens
    10
    erster Gelenkarm
    11
    wagenkastenseitiger Endabschnitt des ersten Gelenkarms
    12
    stirnseitiger Endabschnitt des ersten Gelenkarms
    13
    Energieverzehrelement im ersten Gelenkarm
    13a
    Verformungsrohr
    13b
    Kegelring
    13c
    Stirnblech
    15
    erster Gelenkkopf
    16
    Ringsegment
    17
    Schrauben
    20
    zweiter Gelenkarm
    21
    wagenkastenseitiger Endabschnitt des zweiten Gelenkarms
    22
    stirnseitiger Endabschnitt des zweiten Gelenkarms
    23
    Energieverzehrelement
    23a
    Verformungsrohr
    23b
    Kegelring
    23c
    Stirnblech
    25
    zweiter Gelenkkopf
    26
    Ringsegment
    27
    Schrauben
    30
    Gelenklager
    31
    Gelenkzapfen
    33
    Energieverzehrelement
    40
    Anschlagelement
    42
    zweite Anschlagfläche
    44
    erste Anschlagfläche
    50
    Mitnehmerelement
    Z
    Schwenkachse
    d1
    Abstand "erste Anschlagfläche - Grundplatte zweiter Wagenkasten"
    d2
    Abstand "zweite Anschlagfläche - Grundplatte erster Wagenkasten"
    402, 404
    Anschlagelemente im Stand der Technik

Claims (10)

  1. Gelenkanordnung zum gelenkigen Verbinden von zwei benachbarten Wagenkästen eines Schienenfahrzeuges, insbesondere unter Zusammenwirken eines Drehgestells, wobei die Gelenkanordnung folgendes aufweist:
    - einen ersten Gelenkarm (10), welcher einen wagenkastenseitigen, mit einer Grundplatte (2) des ersten Wagenkastens verbundenen Endabschnitt (11) und einen stirnseitigen Endabschnitt (12) mit einem ersten Gelenkkopf (15) aufweist;
    - einen zweiten Gelenkarm (20), welcher einen wagenkastenseitigen, mit einer Grundplatte (4) des zweiten Wagenkastens verbundenen Endabschnitt (21) und einen stirnseitigen Endabschnitt (22) mit einem zum ersten Gelenkkopf (15) komplementär ausgebildeten zweiten Gelenkkopf (25) aufweist;
    - ein Gelenklager (30) mit einem Gelenkzapfen (31) zum gelenkigen Verbinden des ersten und zweiten Gelenkkopfes (15, 25) in einer Gelenkebene, wobei mit dem Gelenkzapfen (31) eine für die Gelenkanordnung (1) gemeinsame Schwenkachse (Z) gebildet wird; und
    - eine Energieverzehreinrichtung (13, 23, 33), welche in der mit den beiden Gelenkarmen (10, 20) und dem Gelenklager (30) gebildeten Gelenkverbindung integriert ist, und welche zum Abdämpfen der beim normalen Fahrbetrieb über die Gelenkverbindung übertragenen Zug- und Stoßkräfte ein vorzugsweise im Gelenklager (30) vorgesehenes, regenerativ ausgebildetes Energieverzehrelement (33), insbesondere Elastomer-Element, aufweist,
    wobei die Energieverzehreinrichtung (13, 23, 33) einen festlegbaren, beim Energieverzehr maximal auftretbaren Längshub aufweist, der die beim Energieverzehr vorgesehene maximale Längsverschiebung der beiden Grundplatten (2, 4) relativ aufeinander zu definiert,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Gelenkanordnung (1) ferner ein Anschlagelement (40) aufweist, welches im Wesentlichen starr an dem stirnseitigen Endabschnitt (12) des ersten Gelenkarms (10) angeordnet ist und erste der Grundplatte (4) des zweiten Wagenkastens zugewandte Anschlagflächen (44) aufweist.
  2. Gelenkanordnung nach Anspruch 1, wobei das Anschlagelement (40) in der Gelenkanordnung (1) relativ zu der über das Gelenklager (30) und den Gelenkzapfen (31) festgelegten Gelenkebene im Wesentlichen festliegend angeordnet ist.
  3. Gelenkanordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Anschlagelement (40) so ausgeführt ist, dass der Abstand (d1) zwischen den ersten Anschlagflächen (44) und der Grundplatte (4) des zweiten Wagenkastens zumindest dem beim Energieverzehr durch das regenerativ ausgebildete Energieverzehrelement (33) maximal auftretenden Längshub entspricht.
  4. Gelenkanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Anschlagelement (40) im Wesentlichen starr an dem ersten Gelenkkopf (15) angeordnet ist.
  5. Gelenkanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Energieverzehreinrichtung (13, 23, 33) ferner zumindest ein vorzugsweise destruktiv ausgebildetes Energieverzehrelement (23), insbesondere Verformungsrohr (23a) oder dergleichen aufweist, welches im zweiten Gelenkarm (20) derart integriert ist, dass der Kraftfluss der im normalen Fahrbetrieb auftretenden und von der Gelenkanordnung (1) zu übertragenen Zug- und Stoßkräfte von der Grundplatte (2) des ersten Wagenkastens über den ersten Gelenkarm (10), das Gelenklager (30), den Gelenkzapfen (31), den zweiten Gelenkarm (20) und über das im zweiten Gelenkarm (20) integrierte zumindest eine Energieverzehrelement (23) zur Grundplatte (4) des zweiten Wagenkastens und umgekehrt läuft, und wobei das Anschlagelement (40) so ausgeführt ist, dass der Abstand (d1) zwischen den ersten Anschlagflächen (44) und der Grundplatte (4) des zweiten Wagenkastens dem Längshub entspricht, der beim Energieverzehr durch das regenerativ ausgebildete Energieverzehrelement (33) und das im zweitcn Gelenkarm (20) integrierte zumindest eine Energieverzehrelement (23) maximal auftritt.
  6. Gelenkanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Energieverzehreinrichtung (13, 23, 33) ferner zumindest ein vorzugsweise destruktiv ausgebildetes Energieverzehrelement (13), insbesondere Verformungsrohr (13a) oder dergleichen aufweist, welches im ersten Gelenkarm (10) derart integriert ist, dass der Kraftfluss der im normalen Fahrbetrieb auftretenden und von der Gelenkanordnung (1) zu übertragenen Zug- und Stoßkräfte von der Grundplatte (2) des ersten Wagenkastens über den ersten Gelenkarm (10) und das im ersten Gelenkarm (10) integrierte zumindest eine Energieverzehrelement (13), das Gelenklager (30), den Gelenkzapfen (31) und den zweiten Gelenkarm (20) zur Grundplatte (4) des zweiten Wagenkastens und umgekehrt läuft, und wobei das Anschlagelement (40) ferner zweite der Grundplatte (2) des ersten Wagenkastens zugewandte Anschlagflächen (42) aufweist, und wobei das Anschlagelement (40) so ausgeführt ist, dass der Abstand (d2) zwischen den zweiten Anschlagflächen (42) und der Grundplatte (2) des ersten Wagenkastens dem Längshub entspricht, der beim Energieverzehr durch das im ersten Gelenkarm (10) integrierte zumindest eine Energieverzehrelement (13) maximal auftritt.
  7. Gelenkanordnung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei das Anschlagelement (40) derart ausgelegt ist, dass nach Ausschöpfung des beim Energieverzehr durch die Energieverzehreinrichtung maximal auftretbaren Längshubs der wesentliche Teil des Kraftflusses der zwischen den Wagenkästen zu übertragenen Kräfte direkt von der Grundplatte (2) des ersten Wagenkastens über das Anschlagelement (40) auf die Grundplatte (4) des zweiten Wagenkastens und umgekehrt geleitet wird, wobei über die mit den Gelenkarmen (10, 20), dem Gelenklager (30) und dem Gelenkzapfen (31) gebildete Gelenkverbindung nur noch ein vorgebbarer maximaler Kraftfluss geleitet wird.
  8. Gelenkanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die vorzugsweise destruktiv ausgebildeten Energieverzehrelemente (13, 23) ausgelegt sind, erst bei einer festlegbaren Ansprechkraft durch plastische Verformung Energie abzubauen, und wobei durch die plastische Verformung die Gesamtlänge des jeweiligen Gelenkarms (10, 20) entsprechend verkürzt wird.
  9. Gelenkanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei in einem Fall, wenn im ersten Gelenkarm (10) kein Energieverzehrelement integriert ist, durch welches die im normalen Fahrbetrieb auftretenden und von der Gelenkanordnung zu übertragenen Kräfte geleitet werden, das Anschlagelement (40) im Wesentlichen starr an der Grundplatte (2) des ersten Wagenkastens angeordnet ist.
  10. Gelenkanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Gelenkkopf (15) eine Gelenkgabel und der zweite Gelenkkopf (25) ein Gelenkauge aufweisen.
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