EP2238011A1 - Kopfbauteil zum ausbilden der stirnseite eines fahrzeugs, mit mindestens einem energieverzehrelement - Google Patents

Kopfbauteil zum ausbilden der stirnseite eines fahrzeugs, mit mindestens einem energieverzehrelement

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EP2238011A1
EP2238011A1 EP09706738A EP09706738A EP2238011A1 EP 2238011 A1 EP2238011 A1 EP 2238011A1 EP 09706738 A EP09706738 A EP 09706738A EP 09706738 A EP09706738 A EP 09706738A EP 2238011 A1 EP2238011 A1 EP 2238011A1
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EP
European Patent Office
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head component
rammträger
support structure
energy
vehicle
Prior art date
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EP09706738A
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EP2238011B1 (de
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Bernhard Braun
Stephan Drexler
Dirk Fleischmann
Rüdiger Holz
Hannes Peer
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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    • 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
    • B61D17/00—Construction details of vehicle bodies
    • B61D17/04—Construction details of vehicle bodies with bodies of metal; with composite, e.g. metal and wood body structures
    • B61D17/06—End walls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F1/00—Underframes
    • B61F1/06—Underframes specially adapted for locomotives or motor-driven railcars
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G11/00—Buffers
    • B61G11/16—Buffers absorbing shocks by permanent deformation of buffer element

Definitions

  • the invention relates to a head component for attachment to the front side of a vehicle having a support structure, the An ⁇ means for mechanical attachment to the vehicle has, and with at least one energy dissipation element for reducing kinetic energy in the event of an impact on 0 an obstacle, the like is formed that the kinetic
  • Such a head part has already become known from DE 102 54 440 A1.
  • the disclosed head component is provided for Mon ⁇ daily to the car body of a railway vehicle and forms the end-side vehicle head of the rail vehicle, in which the cab is located.
  • a telescopic separa ⁇ ter shock absorber is disposed in the front building ⁇ part below the passenger compartment.
  • the separate shock absorber has a reversible stage, in which a buffer under tension of a buffer spring in a receiving tube 5 29ieb is 29ieb. Only with larger impact forces it comes to the irreversible deformation of the receiving tube and thus to the energy consumption.
  • From DE 10 2004 028 964 Al is a vehicle known gewor ⁇ whose car body structure in the area of deformation zones can be selectively deformed.
  • the Deformati ⁇ onszonen are arranged such that after deformation, sufficient space remains for the person in the vehicle.
  • the deformation zones ⁇ thus serve the security of the respectiveakis- leader.
  • a separate and thus self-supporting head component is described in DE 195 28 035 Al.
  • the disclosed head ⁇ component is mounted on a rail-guided motor coach or in other words to a locomotive.
  • the separate head ⁇ component is mounted on a rail-guided motor coach or in other words to a locomotive.
  • Head component however, has no energy dissipation elements.
  • the object of the invention is to provide a separately mountable head ⁇ component of the type mentioned, which is cost-effective and meets the usual safety requirements, at the same time an additional storage space for receiving additional vehicle components is provided.
  • the invention solves this problem in that at least one energy-absorbing element is part of the support structure.
  • a separate head member is provided which is connected as already known from the prior art in simp ⁇ che manner via the connection means, for example, to the car body of a railway vehicle.
  • the head component After assembly to the car body, the head component forms the front side and thus the head or in other words the front of the vehicle.
  • the head component according to the invention has energy consumption elements that are part of the support ⁇ structure of the head component. The energy dissipation elements are thus integrated in other words in the support structure of the head component.
  • a ram support of the support structure which extends in a transverse direction on the side of the support structure facing away from the connection means, is part of an energy-absorbing element.
  • transverse direction means a direction perpendicular to the direction of travel of the vehicle, with each ram support and also the following here Following introduced cross member each extending in a plane that is substantially parallel to the track.
  • Rammiques are already known as such in the field of railway technology and run directly on the front side of the vehicle or head component. They are thus each obstacle attributable directly ⁇ ⁇ Wandt at ei nem impact. According to this advantageous development of the invention, the effect of the energy dissipation elements therefore begins immediately with the detection of the obstacle.
  • the energy dissipation element has a cross member, which is difficult to deform in comparison to the ram carrier, which is offset from the ram carrier to the connection means and extends in the transverse direction, whereby an impact occurs between the ram carrier and the cross member deformable material is arranged.
  • the ram carrier in the event of an impact the ram carrier is first moved towards the connection means and thus to the crossbeam.
  • employs a progressive deformation of the deformable material to its deformability it is exhausted ⁇ .
  • the cross member which is mechanically stronger in comparison to the ram support or the deformable material, the deformation of the support structure or of the energy dissipation element is specifically limited to its front side. Only with larger impact forces as a result of higher speeds of the vehicle it comes to deformation of the cross member.
  • the deformable material has trigger points.
  • trigger points which can also be referred to as desired deformation points, are sections or regions of the deformable material, which are designed such that a deformation of the deformable material can take place. in these areas, or in other words at these points.
  • Examples of trigger points are regions with reduced mechanical strength relative to the adjacent regions or regions or sections which deflect against the impact direction.
  • cross member and Ramm are connected to each other on both sides of transverse and Rammong extending side members together, the side members have weak points for mechanical weakening of the material strength.
  • the free end of each arc section is firmly connected to the Rammong.
  • trigger points are formed where the deformation process begins. Due to the weak points, therefore, a targeted deformation is possible.
  • the longitudinal members project beyond the Rammisme in a direction away from the connection means direction.
  • the longitudinal member thus first comes into contact with the obstacle in the event of an impact accident, resulting in a targeted deformation of the longitudinal member and thus of the entire energy dissipation element.
  • the uniform degradation of kineti- see energy is improved as the deformation progresses through this structural measure.
  • the deformable material of at least one energy dissipation element forms a wave structure.
  • the wave structure increases the amount of kinetic energy that can be dissipated by the energy dissipation element.
  • the wave structure due to its shape or form, already ensures an increased energy consumption compared to flat metal sheets.
  • the mass of deformable material is increased with constant space stress.
  • the wave structure has at a right angle to the associated Rammong extending raised shaft sections.
  • the said alignment of the shaft sections further increases the energy dissipated during the deformation.
  • the shaft sections are tapered on their side facing the Rammis. It is also expedient if the tapered trained Be ⁇ th or ends of the shaft sections are connected directly to the Rammis.
  • tapering the deformable Ma ⁇ TERIAL is "triggers overall" with the formation of so-called trigger points. Trigger points form from Sollverformstellen where solely on the basis of the material embodiment, the deformation of the energy-absorbing element starts.
  • the deformable material is realized by at least one deformable metal sheet extending between the ram carrier and the cross member.
  • two parallel Verformbleche between cross member and Ramm are provided.
  • the one or more Verformbleche are configured, for example, just.
  • the energy dissipation element is part of a bottom portion of the support structure.
  • the energy absorbing element extends below window recesses of the support structure, which are provided for receiving a transparent windscreen.
  • the Ener ⁇ gieverzehrelement extends substantially parallel to the track and transversely to the direction of travel.
  • each energy dissipation element is part of the support structure.
  • Figure 1 is a perspective view of an exemplary embodiment of the invention Kopfbau ⁇ partly,
  • Figure 2 shows an embodiment of a middle Ener ⁇ gieverzehrimplantations of head member of Figure 1 in an enlarged representation
  • Figure 3 show an embodiment of a lower energy dissipating element ⁇ an inventive head ⁇ component according to FIG. 1
  • Figure 1 shows an embodiment of the head component 1 according to the invention in a perspective view.
  • the head component 1 is realized in the case shown in FIG. 1 only by a support structure 2.
  • Other components of the head component such as headlights, ventilation systems, Füh ⁇ table, car driver's seat and the like, were figuratively not shown for reasons of clarity.
  • the supporting structure 2 Scheinwerferausnaturalept 3 for accommoda- supply of headlamps, have Frontusionnausnaturalept 4 for receiving windshields an upper headlight receptacle 5 for receiving an upper headlamp as well as storage space 6 for Un ⁇ terbringung of room air conditioning systems and the like.
  • the support structure 2 further has two side walls 7, a roof cover 8 and a bottom wall 9 and a guide table structure 10 for attachment of a figuratively not illustrated guide table.
  • connection means 11 are provided, which in the illustrated embodiment is simple Flanschver ⁇ bonds that can be releasably connected to flanges of the car body.
  • the support structure 2 is suitably made of steel.
  • a lower Rammong 12 is provided, which is in a transverse direction, ie perpendicular to a direction of travel of the vehicle and substantially parallel to a track, ie horizontal, extends.
  • a central middle cross member 14 which is concealed by a metal sheet 13, extends to the connection means 11.
  • a cross member 15 can still be seen. This also extends horizontally in
  • the Rammthe 12 and 14 and the cross member 15 are each part of an energy absorbing element.
  • FIG. 2 shows one of the energy dissipation elements 16 of the support structure 2 in more detail.
  • Said energy-absorbing element 16 he ⁇ extends below the front windshield shown in Figure 1 benaus traditions 4 and forms the driver's desk structure 10 from.
  • Components of the energy dissipation element 16 are the transversely extending Rammango 14, extending parallel thereto cross member 15 and two longitudinal members 17 and 18 which mechanically connect the cross member 15 with the Rammitati 14.
  • the longitudinal member 17, 18 a Bogenab- section 19 which is curved so that the two free ends of the side members 17, 18 facing each other.
  • the free ends of the longitudinal members 17 and 18 are mechanically connected to the Rammitati 14, wherein the Rammlich 14 is arranged offset to the connection means, so that the side supports 17 and 18 project beyond the Rammry 14 at its portions 20 in the direction of travel.
  • the sections 20 come into contact with the obstacle.
  • the transverse beam a Compared to the Rammong 14 and the Verformblechen 22 increased mechanical strength, so that it forms a kind Wider ⁇ stock for the deformation process during impact. It comes to a constant energy consumption and thus to a controlled reduction of the kinetic energy of the vehicle. Only when the impact forces are too high as a result of very high speeds does the irreversible deformation of the dimensionally stable cross member 15 occur.
  • FIG. 3 shows a further energy dissipation element 23 which forms the bottom section 9 of the support structure 2 according to FIG.
  • the energy dissipation element 23 consists of the Ramm appris 12 and from a parallel to the Rammry 12 extending cross member 24, wherein between the Ramm appris 12 and the cross member 24, a deformable material, here a deformable metal sheet 25 made of steel, is arranged.
  • the cross member 24 and the Rammträ ⁇ ger 12 are connected to one another via side support 17 and 18, which are curved toward each other to form bow sections 19.
  • the arch sections 19 in turn have a recess 21.
  • the Verformblech 25 is still a vent 26 for blowing air through the figuratively not shown room ventilation systems provided.
  • the deformation plate 25 forms a wave structure with shaft sections 27.
  • the shaft sections 27 form truncated pyramids and are tapered at their end facing the Rammango 12 end.
  • the height of the truncated pyramids decreases in the direction of the Rammträ ⁇ gers 12.
  • the pyramid frustums are therefore triggered and bil ⁇ the trigger points by means of said taper off.
  • a reinforcing rib 28 is provided which connects the shaft portions 27 mechanically to each other.
  • the reinforcing rib 28 is for sealing purposes only.
  • the described configuration of the Verformbleches 25 allows a higher and constant energy consumption in an impact. After an accident, the deformed head component can be completely replaced by breaking the striker. Deformations on the rest of the vehicle are avoided by the energy consumption elements.

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Abstract

Um ein Kopfbauteil (1) zum Anbringen an der Stirnseite eines Fahrzeugs mit einer Tragstruktur (2), die Anschlussmittel (11) zur mechanischen Befestigung an dem Fahrzeug aufweist, und mit wenigstens einem Energieverzehrelement (16,23) zum Abbau von kinetischer Energie im Falle eines Aufpralls auf ein Hindernis, das so ausgebildet ist, dass die kinetische Energie bei fortschreitender Verformung kontinuierlich abgebaut wird, bereitzustellen, das kostengünstig ist und den üblichen Sicherheitserfordernissen gerecht wird, wobei gleichzeitig ein zusätzlicher Stauraum zur Aufnahme weiterer Fahrzeugkomponenten bereitgestellt ist, wird vorgeschlagen, dass wenigstens ein Energieverzehrelement (16,23) Teil der Tragstruktur (2) ist.

Description

Beschreibung
KOPFBAUTEIL ZUM AUSBILDEN DER STIRNSEITE EINES FAHRZEUGS, MIT MINDESTENS EINEM ENERGIEVERZEHRELEMENT
5 Die Erfindung betrifft ein Kopfbauteil zum Anbringen an der Stirnseite eines Fahrzeugs mit einer Tragstruktur, die An¬ schlussmittel zur mechanischen Befestigung an dem Fahrzeug aufweist, und mit wenigstens einem Energieverzehrelement zum Abbau von kinetischer Energie im Falle eines Aufpralls auf 0 ein Hindernis, das so ausgebildet ist, dass die kinetische
Energie bei fortschreitender Verformung kontinuierlich abgebaut wird.
Ein solches Kopfteil ist aus der DE 102 54 440 Al bereits be- 5 kannt geworden. Das dort offenbarte Kopfbauteil ist zur Mon¬ tage an den Wagenkasten eines Schienenfahrzeugs vorgesehen und bildet den stirnseitigen Fahrzeugkopf des Schienenfahrzeugs aus, in dem sich der Führerstand befindet. Um den je¬ weils vorliegenden Normerfordernissen im Falle einer Kollisi- 0 on mit einem Hindernis gerecht zu werden, ist in dem Kopfbau¬ teil unterhalb des Fahrgastraumes ein teleskopartiger separa¬ ter Stoßaufnehmer angeordnet. Der separate Stoßaufnehmer weist eine reversible Stufe auf, bei der ein Puffer unter Spannung einer Pufferfeder in ein Aufnahmerohr hinein versch- 5 biebbar ist. Erst bei größeren Aufprallkräften kommt es zum irreversiblen Verformen des Aufnahmerohrs und somit zum Energieverzehr. Durch die Verformung des Aufnahmerohrs wird der Abbau der kinetischen Energie fortgesetzt, so dass das Auf¬ nahmerohr auch als irreversible Stufe des Stoßaufnehmers oder 0 als Energieverzehrelement bezeichnet ist. Ein separates Ener¬ gieverzehrelement ist jedoch kostenintensiv und raumgreifend.
Aus der DE 10 2004 028 964 Al ist ein Fahrzeug bekannt gewor¬ den, dessen Wagenkastenstruktur im Bereich von Deformations- zonen gezielt verformt werden kann. Dabei sind die Deformati¬ onszonen so angeordnet, dass nach der Deformation ausreichend Platz für die Person im Fahrzeug verbleibt. Die Deformations¬ zonen dienen somit der Sicherheit des jeweiligen Fahrzeugs- führers .
Ein separates und damit selbsttragendes Kopfbauteil ist in der DE 195 28 035 Al beschrieben. Das dort offenbarte Kopf¬ bauteil wird an einen schienengeführten Triebwagen oder mit anderen Worten an eine Lokomotive montiert. Das separate
Kopfbauteil weist jedoch keine Energieverzehrelemente auf.
Die DE 198 09 489 Al und die DE 196 35 221 Cl beschreiben je¬ weils separat an Schienenfahrzeuge anbringbare Aufprall- Schutzvorrichtungen für Schienenfahrzeuge, die am Schienenfahrzeug befestigbare Kollisionspuffer ausbilden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein separat montierbares Kopf¬ bauteil der eingangs genannten Art bereitzustellen, das kos- tengünstig ist und den üblichen Sicherheitserfordernissen gerecht wird, wobei gleichzeitig ein zusätzlicher Stauraum zur Aufnahme von weiteren Fahrzeugkomponenten bereitgestellt ist.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass wenigstens ein Energieverzehrelement Teil der Tragstruktur ist.
Erfindungsgemäß ist ein separates Kopfbauteil bereitgestellt, das wie bereits aus dem Stand der Technik bekannt, auf einfa¬ che Art und Weise über die Anschlussmittel beispielsweise mit dem Wagenkasten eines Schienenfahrzeugs verbindbar ist. Nach der Montage an den Wagenkasten bildet das Kopfbauteil die Stirnseite und damit den Kopf oder mit anderen Worten die Frontseite des Fahrzeuges aus. Um bei einem Aufprall auf ein Hindernis, das sich beispielsweise auf dem Fahrweg befindet, die kinetische Energie des Fahrzeugs gezielt abzubauen und in Verformungsenergie umzuwandeln, verfügt das erfindungsgemäße Kopfbauteil über Energieverzehrelemente, die Teil der Trag¬ struktur des Kopfbauteils sind. Die Energieverzehrelemente sind somit mit anderen Worten in die Tragstruktur des Kopfbauteils integriert. Raumgreifende separate Energieverzehr¬ elemente im Innern des Kopfbauteils sind somit durch die er¬ findungsgemäße Ausgestaltung der Tragstruktur in ihrer Wirkung ersetzt mit einem Raumgewinn im Gefolge. Selbstverständ- lieh ist es im Rahmen der Erfindung möglich, das Kopfbauteil mit zusätzlichen Energieverzehrelementen und Puffern auszurüsten. Deren Fähigkeit zum Abbau kinetischer Energie wird dann durch die Erfindung unterstützt. Die Energieverzehrele¬ mente der Tragstruktur sind so ausgestaltet, dass bei den üb- liehen Aufprallunfällen die kinetische Energie in der Regel von den integrierten Energieverzehrelementen und gegebenenfalls von an dem Kopfbauteil montierten und gegebenenfalls Deformationsbereiche aufweisenden Puffern vollständig aufge¬ nommen wird. Im Rahmen der Erfindung kann das Kopfbauteil da- her nach dem Aufprall auf einfache Art und Weise durch ein neues Kopfbauteil ersetzt werden, so dass die Folgen eines Unfalls begrenzt sind und schnell behoben werden können. Dar¬ über hinaus stellt das erfindungsgemäße Kopfbauteil einen großen Innenraum aufgrund der fehlenden separaten Energiever- zehrelemente bereit. Schließlich ist die Integration der E- nergieverzehrelemente in die Tragstruktur kostengünstiger als die Verwendung separater Energieverzehrelemente.
Vorteilhafterweise ist ein Rammträger der Tragstruktur, der sich an der von den Anschlussmitteln abgewandten Seite der Tragstruktur in einer Querrichtung erstreckt, Teil eines E- nergieverzehrelementes . Mit Querrichtung ist in diesem Fall eine Richtung rechtwinklig zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs gemeint, wobei sich jeder Rammträger und auch die hier nach- folgend eingeführten Querträger sich jeweils in einer Ebene erstrecken, die im Wesentlichen parallel zum Fahrweg verläuft. Rammträger sind als solche im Bereich der Bahntechnik bereits bekannt und verlaufen unmittelbar an der Stirnseite des Fahrzeugs beziehungsweise Kopfbauteils. Sie sind bei ei¬ nem Aufprall somit dem jeweiligen Hindernis unmittelbar zuge¬ wandt. Gemäß dieser vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung setzt die Wirkung der Energieverzehrelemente daher unmittelbar mit Erfassen des Hindernisses ein.
Gemäß einer diesbezüglich zweckmäßigen Weiterentwicklung weist das Energieverzehrelement, einen im Vergleich zum Ramm¬ träger schwer deformierbaren Querträger auf, der von dem Rammträger zu den Anschlussmitteln hin versetzt angeordnet ist und sich in Querrichtung erstreckt, wobei sich zwischen dem Rammträger und dem Querträger ein durch den Aufprall verformbares Material angeordnet ist. Gemäß dieser vorteilhaften Weiterentwicklung wird im Falle eines Aufpralls zunächst der Rammträger auf die Anschlussmittel und somit auf den Querträ- ger zu bewegt. Dabei setzt eine fortschreitende Verformung des verformbaren Materials ein, bis dessen Verformbarkeit er¬ schöpft ist. Durch den im Vergleich zum Rammträger beziehungsweise dem verformbaren Material mechanisch festeren Querträger wird die Verformung der Tragstruktur beziehungs- weise des Energieverzehrelementes gezielt auf dessen Stirn¬ seite begrenzt. Erst bei größeren Aufprallkräften in Folge höherer Geschwindigkeiten des Fahrzeugs kommt es zum Verformen des Querträgers.
Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung weist das verformbare Material Triggerstellen auf. Solche Triggerstellen, die auch als Sollverformstellen bezeichnet werden können, sind Abschnitte oder Bereiche des verformbaren Materials, die so ausgestaltet sind, dass eine Deformation des verformbaren Ma- terials in diesen Bereichen oder mit anderen Worten an diesen Stellen beginnt. Beispiele für Triggerstellen sind Bereiche mit gegenüber den angrenzenden Bereichen herabgesetzter mechanischer Festigkeit oder sich entgegen der Stoßrichtung verjungende Bereiche oder Abschnitte.
Zweckmäßigerweise sind Querträger und Rammträger über sich beidseitig von Quer- und Rammträger erstreckende Längsträger miteinander verbunden, wobei die Längsträger Schwachstellen zur mechanischen Schwächung der Materialfestigkeit aufweisen. Zweckmäßigerweise ist das freie Ende jedes Bogenabschnittes fest mit dem Rammträger verbunden. Im Falle eines Aufpralls werden aufgrund der Schwächung des Materials Triggerstellen gebildet, an denen der Deformationsprozess beginnt. Durch die Schwachstellen wird daher eine gezielte Deformation ermöglicht.
Zweckmäßigerweise überragen die Längsträger den Rammträger in einer von den Anschlussmitteln abgewandten Richtung. Gemäß dieser vorteilhaften Weiterentwicklung gerät somit der Längsträger im Falle eines Aufprallunfalls zuerst in Kontakt mit dem Hindernis, wobei es zu einer gezielten Verformung des Längsträgers und somit des gesamten Energieverzehrelementes kommt. Darüber hinaus wird der gleichmäßige Abbau der kineti- sehen Energie bei fortschreitender Verformung durch diese bauliche Maßnahme verbessert.
Vorteilhafterweise bildet das verformbare Material wenigstens eines Energieverzehrelementes eine Wellenstruktur aus. Durch die Wellenstruktur erhöht sich das Maß an kinetischer Energie, das durch das Energieverzehrelement abgebaut werden kann. Die Wellenstruktur sorgt grundsätzlich schon auf Grund ihrer Gestalt oder Form für einen im Vergleich zu ebenen Blechen erhöhten Energieverzehr. Hinzu tritt, dass durch die Wellenstruktur die Masse des verformbaren Materials bei gleich bleibender Raumbeanspruchung erhöht wird. Durch der wellenartige geometrische Ausgestaltung und die erhöhte Masse kann bei der Verformung des Materials mehr kinetische Energie abgebaut werden als durch ein beispielsweise flaches verform¬ bares Material ohne aufragende Bereiche.
Gemäß einer diesbezüglichen Weiterentwicklung weist die Wellenstruktur sich rechtwinklig zum zugeordneten Rammträger erstreckende erhabene Wellenabschnitte auf. Durch die besagte Ausrichtung der Wellenabschnitte wird die bei der Verformung abgebaute Energie noch weiter erhöht.
Zweckmäßigerweise sind die Wellenabschnitte an ihrer dem Rammträger zugewandten Seite verjüngt ausgebildet. Dabei ist es weiterhin zweckmäßig, wenn die verjüngt ausgebildeten Sei¬ ten oder Enden der Wellenabschnitte direkt mit dem Rammträger verbunden sind. Durch die Verjüngung ist das verformbare Ma¬ terial unter Ausbildung von so genannten Triggerstellen „ge- triggert". Die Triggerstellen bilden Sollverformstellen aus, an denen allein aufgrund der Materialausgestaltung das Verformen des Energieverzehrelementes beginnt.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung bilden die Wellenab- schnitte Pyramidenstümpfe aus, wobei die Höhe der Pyramiden¬ stümpfe an ihren dem Rammträger zugewandten Ende abnimmt.
Gemäß einer diesbezüglich abweichenden Ausgestaltung der Er- findung ist das verformbare Material durch wenigstens ein sich zwischen Rammträger und Querträger erstreckendes Ver- formblech realisiert. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung sind zwei parallele Verformbleche zwischen Querträger und Rammträger vorgesehen. Das oder die Verformbleche sind beispielsweise eben ausgestaltet.
Zweckmäßigerweise ist das Energieverzehrelement Teil eines Bodenabschnittes der Tragstruktur.
Gemäß einer hiervon abweichenden Ausgestaltung erstreckt sich das Energieverzehrelement unterhalb von Fensterausnehmungen der Tragstruktur, die zur Aufnahme einer transparenten Front- scheibe vorgesehen sind. Gemäß der beiden genannten Ausgestaltungen des Energieverzehrelements erstreckt sich das Ener¬ gieverzehrelement im Wesentlichen parallel zum Fahrweg und quer zur Fahrtrichtung.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist jedes Energieverzehrelement Teil der Tragstruktur.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfin¬ dung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung von Aus- führungsbeispielen der Erfindung unter Bezug auf die Figuren der Zeichnung, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleich wirkende Bauteile verweisen und wobei
Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines Ausfüh- rungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kopfbau¬ teils,
Figur 2 ein Ausführungsbeispiel eines mittleren Ener¬ gieverzehrelementes des Kopfbauteils gemäß Fi- gur 1 in einer vergrößerten Darstellung und
Figur 3 ein Ausführungsbeispiel eines unteren Energie¬ verzehrelementes eines erfindungsgemäßen Kopf¬ bauteils gemäß Figur 1 zeigen. Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kopfbauteils 1 in einer perspektivischen Darstellung. Das Kopfbauteil 1 ist in dem in Figur 1 gezeigten Fall nur durch eine Tragstruktur 2 realisiert. Weitere Komponenten des Kopf- bauteils, wie Scheinwerfer, raumlufttechnische Anlagen, Füh¬ rertisch, Fahrzeugführersitz und dergleichen, wurden aus Gründen der Übersichtlichkeit figürlich nicht dargestellt. Nur der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, dass die Tragstruktur 2 Scheinwerferausnehmungen 3 zur Unterbrin- gung von Scheinwerfern, Frontscheibenausnehmungen 4 zur Aufnahme von Frontscheiben eine obere Scheinwerferaufnahme 5 zur Aufnahme eines oberen Scheinwerfers sowie Stauräume 6 zur Un¬ terbringung von raumlufttechnischen Anlagen und dergleichen aufweisen .
Die Tragstruktur 2 verfügt ferner über zwei Seitenwände 7, eine Dachabdeckung 8 und eine Bodenwandung 9 sowie über eine Führertischstruktur 10 zur Anbringung eines figürlich nicht dargestellten Führertisches. Zur Montage der Tragstruktur 2 an einen Wagenkasten eines Schienenfahrzeugs sind schematisch dargestellte Anschlussmittel 11 vorgesehen, bei denen es sich in dem gezeigten Ausführungsbeispiel um einfache Flanschver¬ bindungen handelt, die lösbar mit Flanschen des Wagenkastens verbunden werden können. Zur Verbindung dienen beispielsweise Schließringbolzen. Schließringbolzen sind einfach anbringbar und sorgen für einen hohen mechanischen Halt.
Die Tragstruktur 2 ist zweckmäßigerweise aus Stahl gefertigt.
An der von den Anschlussmitteln 11 abgewandten Seite, also an der Stirnseite der Tragstruktur 2 oder des Kopfbauteils 1, ist ein unterer Rammträger 12 vorgesehen, der sich in einer Querrichtung, also rechtwinklig zu einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs und im Wesentlichen parallel zu einem Fahrweg, also horizontal, erstreckt. Unterhalb der Frontscheibenausnehmun- gen 4 erstreckt sich ein mittlerer durch ein Blech 13 verdeckter mittlerer Querträger 14. Zu den Anschlussmitteln 11 hin versetzt angeordnet ist in Figur 1 noch ein Querträger 15 erkennbar. Dieser erstreckt sich ebenfalls horizontal in
Querrichtung, also parallel zum Rammträger 14. Die Rammträger 12 und 14 sowie der Querträger 15 sind jeweils Bestandteil eines Energieverzehrelementes.
Figur 2 zeigt eines der Energieverzehrelemente 16 der Trag¬ struktur 2 genauer. Das besagte Energieverzehrelement 16 er¬ streckt sich unterhalb der in Figur 1 gezeigten Frontschei- benausnehmungen 4 und bildet die Führertischstruktur 10 aus. Bestandteile des Energieverzehrelementes 16 sind der sich in Querrichtung erstreckende Rammträger 14, der sich parallel dazu erstreckende Querträger 15 und zwei Längsträger 17 und 18, welche den Querträger 15 mit dem Rammträger 14 mechanisch verbinden. Dabei weist der Längsträger 17, 18 einen Bogenab- schnitt 19 auf, der so gekrümmt ist, dass die beiden freien Enden der Längsträger 17, 18 einander zugewandt sind. Dabei sind die freien Enden der Längsträger 17 und 18 mit dem Rammträger 14 mechanisch verbunden, wobei der Rammträger 14 zu den Anschlussmitteln hin versetzt angeordnet ist, so dass die Seitenträger 17 und 18 den Rammträger 14 an ihren Abschnitten 20 in Fahrtrichtung überragen.
Zur mechanischen Schwächung der Bogenabschnitte 19 weisen diese jeweils eine Schwachstelle 21 in Form von einfachen Ausnehmungen auf. Aufgrund dieser Ausnehmungen 21 ist die me- chanische Festigkeit der Seitenträger 17, 18 in dem Bogenab- schnitt 19 herabgesetzt, so dass sich diese bevorzugt bei ei¬ nem Aufprall in diesen Bereichen nach innen verformen. Zwischen dem Rammträger 14 und dem Querträger 15 ist ein ver- formbares Material 22 in Form von zwei parallel zueinander verlaufenden ebenen Verformblechen ausgebildet.
Bei einem Aufprall geraten die Abschnitte 20 in Kontakt mit dem Hindernis. Es kommt zunächst zu einer nach innen gewand¬ ten Verformung der Seitenträger 17 und 18 an ihren Bogenab- schnitten 19 und erst dann zu einem Wandern des Rammträgers 14 auf den Querträger 15 zu unter Verformung der Verformble- che 22. Dabei weist der Querträger 15 eine im Vergleich zum Rammträger 14 und den Verformblechen 22 erhöhte mechanische Festigkeit auf, so dass dieser beim Aufprall eine Art Wider¬ lager für den Verformprozess ausbildet. Es kommt zu einem konstanten Energieverzehr und somit zu einem kontrollierten Abbau der kinetischen Energie des Fahrzeugs. Erst bei zu ho- hen Aufprallkräften in Folge sehr hoher Geschwindigkeiten kommt es auch zum irreversiblen Verformen des formstabilen Querträgers 15.
Figur 3 zeigt ein weiteres Energieverzehrelement 23, das den Bodenabschnitt 9 der Tragstruktur 2 gemäß Figur 1 ausbildet. Das Energieverzehrelement 23 besteht aus dem Rammträger 12 sowie aus einem parallel zu dem Rammträger 12 verlaufenden Querträger 24, wobei zwischen dem Rammträger 12 und dem Querträger 24 ein verformbares Material, hier ein Verformblech 25 aus Stahl, angeordnet ist. Der Querträger 24 und der Rammträ¬ ger 12 sind über Seitenträger 17 und 18 miteinander verbunden, die unter Ausbildung von Bogenabschnitten 19 aufeinander zu gekrümmt sind. Zur mechanischen Ausbildung von Schwachstellen weisen die Bogenabschnitte 19 wiederum eine Ausneh- mung 21 auf. In dem Verformblech 25 ist weiterhin eine Entlüftungsöffnung 26 zum Ausblasen von Luft durch die figürlich nicht dargestellten raumlufttechnischen Anlagen vorgesehen. In Figur 3 ist weiterhin erkennbar, dass das Verformblech 25 eine Wellenstruktur mit Wellenabschnitten 27 ausbildet. Die Wellenabschnitte 27 bilden Pyramidenstümpfe aus und sind an ihrem zum Rammträger 12 hinweisenden Ende verjüngt. Dabei nimmt die Höhe der Pyramidenstümpfe in Richtung des Rammträ¬ gers 12 ab. Auf diese Weise wird die Verformbarkeit der auf den Rammträger 12 zuweisenden Enden der Pyramidenstümpfe vereinfacht. Die Pyramidenstümpfe sind daher getriggert und bil¬ den mittels der besagten Verjüngung Triggerstellen aus. An der vom Rammträger 12 abgewandten Seite der Wellenabschnitte 27 ist hingegen eine Verstärkungsrippe 28 vorgesehen, welche die Wellenabschnitte 27 mechanisch miteinander verbindet. Die Verstärkungsrippe 28 dient lediglich Dichtzwecken. Durch die beschriebene Konfiguration des Verformbleches 25 ist ein ho- her und konstanter Energieverzehr bei einem Aufprall ermöglicht. Nach einem Unfall kann das deformierte Kopfbauteil durch Aufsprengen von Schließbolzens komplett ausgetauscht werden. Deformationen am übrigen Fahrzeug sind durch die E- nergieverzehrelemente vermieden.

Claims

Patentansprüche
1. Kopfbauteil (1) zum Anbringen an der Stirnseite eines Fahrzeugs mit einer Tragstruktur (2), die Anschlussmittel (11) zur mechanischen Befestigung an dem Fahrzeug aufweist, und mit wenigstens einem Energieverzehrelement (16,23) zum Abbau von kinetischer Energie im Falle eines Aufpralls auf ein Hindernis, das so ausgebildet ist, dass die kinetische Energie bei fortschreitender Verformung kontinuierlich abge- baut wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass wenigstens ein Energieverzehrelement (16,23) Teil der Trag¬ struktur (2) ist.
2. Kopfbauteil (1) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Rammträger (12,14) der Tragstruktur (2), der sich an der von den Anschlussmitteln (11) abgewandten Seite der Tragstruktur (2) in einer Querrichtung erstreckt, Teil eines E- nergieverzehrelementes (16,23) ist.
3. Kopfbauteil (1) nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Energieverzehrelement (16,23) einen im Vergleich zum Rammträger (12,14) schwerer deformierbaren Querträger (15,24] aufweist, der von dem Rammträger (12,14) zu den Anschlussmitteln (11) hin versetzt angeordnet ist und sich in Querrich¬ tung erstreckt, wobei sich zwischen dem Rammträger (12,14) und dem Querträger (15,24) ein durch den Aufprall verformba- res Material (22,25) erstreckt.
4. Kopfbauteil (1) nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das verformbare Material Triggerstellen ausbildet.
5. Kopfbauteil (1) nach Anspruch 3 oder 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Querträger (15,24) und der Rammträger (12,14) über sich beidseitig von Quer- und Rammträger erstreckende Längsträger (17,18) miteinander verbunden sind, wobei die Längsträger (17,18) wenigstens eine Schwachstelle (21) zur mechanischen Schwächung der Materialfestigkeit aufweisen.
6. Kopfbauteil (1) nach einem der Ansprüche 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Längsträger (17,18) den Rammträger (12,14) in einer von dem Anschlussmittel (11) abgewandten Richtung überragen.
7. Kopfbauteil (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das verformbare Material (25) wenigstens eines Energiever¬ zehrelementes (23) eine Wellenstruktur ausbildet.
8. Kopfbauteil (1) nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Wellenstruktur sich rechtwinklig zum zugeordneten Rammträger erstreckende erhabene Wellenabschnitte (27) aufweist.
9. Kopfbauteil (1) nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Wellenabschnitte (27) an ihrer dem Rammträger (12) zugewandten Seite unter Ausbildung von Triggerstellen verjüngt ausgebildet sind.
10. Kopfbauteil (1) nach Anspruch 8 oder 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Wellenabschnitte (27) Pyramidenstümpfe ausbilden, wobei die Höhe der Pyramidenstümpfe an ihrem dem Rammträger (12) zugewandten Ende abnimmt .
11. Kopfbauteil (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das verformbare Material durch wenigstens ein sich zwischen Rammträger und Querträger erstreckendes Verformblech (22) realisiert ist.
12. Kopfbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Energieverzehrelement (23) Teil eines Bodenabschnittes (9) der Tragstruktur (2) ist.
13. Kopfbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Energieverzehrelement (16) sich unterhalb von Fensteraus- nehmungen (4) der Tragstruktur (2) erstreckt, die zur Aufnah- me einer transparenten Frontscheibe vorgesehen sind.
14. Kopfbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass jedes Energieverzehrelement (16,23) Teil der Tragstruktur (2) ist.
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