EP2250062B1

EP2250062B1 - Crashtaugliche bugschürze für ein schienenfahrzeug

Info

Publication number: EP2250062B1
Application number: EP08873211.0A
Authority: EP
Inventors: Wilhelm Mayer
Original assignee: Siemens AG Oesterreich
Current assignee: Siemens AG Oesterreich
Priority date: 2008-03-12
Filing date: 2008-11-17
Publication date: 2014-12-31
Anticipated expiration: 2028-11-17
Also published as: US20110011302A1; US8375869B2; WO2009112095A1; EP2250062A1

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine crashtaugliche Bugschürze für ein Schienenfahrzeug, die eine Bugschürzenklappe aufweist, welche mittels Träger am Rohbau des Schienenfahrzeugs befestigt ist.
Eine solche Bugschürze ist zum Beispiel aus EP-A-0 376 351 bekannt.

Stand der Technik

Für die Außenkontur von schnell fahrenden Schienenfahrzeugen heutiger Bauweise werden Verkleidungs- und Abdeckelemente aus Kunststoff verwendet, deren Form, insbesondere wenn sie im Bugbereich des Fahrzeugkopfs angeordnet sind, durch die Aerodynamik, aber auch durch das Design vorgegeben wird. An den frontseitigen Seitenwänden, insbesondere im Bereich des Bugs, sind diese Verkleidungs- und Abdeckelemente bis in die Nähe des Terrains schürzenförmig hinunter gezogen. Die Befestigung dieser, auch als Bugschürzen bezeichneten Abdeckelemente erfolgt durch eine Tragvorrichtung am Wagenkasten-Unterbau des Schienenfahrzeugs. Der Wagenkasten-Unterbau wird im Folgenden auch kurz als Rohbau bezeichnet.
Aus der DE 44 45 182 C1 ist ein Schienenfahrzeug mit Mittelpufferkupplung bekannt, bei dem Bugschürzen am Fahrzeugkopf im Frontbereich seitlich jeweils durch ein Schwenkgelenk befestigt sind. Das Schwenkgelenk ist an einem vom Bug abgewandten Ende der Schürze angeordnet. Wenn der Kupplungsblock bei einer Kurvenfahrt eine seitliche Schwenkbewegung ausführt, werden diese Schürzen seitlich nach außen geklappt, so dass der Schwenkbewegung des Kupplungsblocks Platz gelassen wird. Wenn der Kupplungsblock bei Geradeausfahrt wieder seine Mittenlage einnimmt, sorgen Federn für das Zurückschwenken des Flügels, so dass die Außenkontur des Wagenprofils wieder bündig abgeschlossen ist.
In zunehmendem Maße findet Kunststoff aber nicht nur für Abdeckelemente, sondern auch bei der Herstellung des Rohbaus Anwendung. Der Fahrzeugkopf eines modernen Schienenfahrzeugs kann in seiner Gesamtheit als eine selbsttragende Kunststoffstruktur hergestellt sein. Aus Festigkeitsgründen ist der Kunststoff mit Fasern verstärkt. Üblicherweise wird für den Fahrzeugkopf glasfaserverstärkter Kunststoff (GFK) verwendet.
Die notwendige Festigkeit eines Fahrzeugkopfs aus GFK ist entsprechend der einschlägigen Normen definiert. Der Nachteil den man sich durch die Bauweise aus GFK und die damit mögliche freie Form dieses Bauteils jedoch erkauft, ist die mitunter komplizierte Reparatur schon bei kleinen Schäden.
Die Instandsetzung eines Fahrzeugkopfs aus GFK erfordert - verglichen mit Instandsetzungsarbeiten an einer Metallstruktur - eine längere Reparaturzeit und ist zudem aufwendig und teuer.

Darstellung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine crashtaugliche Bugschürze für ein Schienenfahrzeug anzugeben, die an einer selbsttragenden Kunststoffstruktur so angebracht werden kann, dass im Falle einer Kollision die Kunststoffstruktur möglichst nicht beschädigt wird.
Die Lösung dieser Aufgabe wird durch eine crashtaugliche Bugschürze mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Die Erfindung schlägt eine Bugschürze vor, bei der im Crashfall die Bugschürzenklappe samt einem Teil der Tragvorrichtung einfach abgeworfen wird, so dass der Kraftfluss zur Verankerung am Wagenkasten-Unterbau unterbrochen ist. Der Abwurf erfolgt so, dass die Stoßenergie keinen Schaden an der Kunststoffstruktur des Fahrzeugkopfes anrichten kann. Mit anderen Worten, an die tragende Struktur des Fahrzeugkopfs gelangt nur ein vergleichsweise viel geringerer, unkritischer Anteil der Stoßenergie. Bewirkt wird der Abwurf durch einen Rutschkupplungs-Auslösemechanismus, der zwischen einem ersten und einem zweiten Trägerteil angeordnet ist. Durch konstruktive Gestaltung des Rutschkupplungs-Auslösemechanismus kann der Anteil der weitergeleiteten Stoßenergie vorgegeben werden. Insbesondere dann, wenn der Fahrzeugkopf aus GFK hergestellt ist, ist dies von besonderem Vorteil, da aufwändige und teuere Instandsetzungsarbeiten wegfallen. Es kann sein, dass nach einem Unfall die Bugschürzenklappe selbst so stark beschädigt ist, dass sie nicht mehr verwendbar ist, die Verankerung an der selbsttragenden Struktur des Fahrzeugkopfs bleibt aber schadenfrei.
Bevorzugt wird eine Anordnung, bei der die Tragvorrichtung in einer vom Bug abgewandten Seite der Bugschürzenklappe angeordnet ist. Diese Anordnung entspricht, wie eingangs bereits erwähnt, der bislang üblichen Anordnung der Tragvorrichtung bei einer schwenkbaren Bugschürzenklappe. Der Vorteil ergibt sich insbesondere daraus, dass im Falle einer Umrüstung die bislang verwendete Tragvorrichtung durch die erfindungsgemäße zweiteilige Ausführung des Trägers samt Rutschkupplungs-Auslösemechanismus einfach ersetzt werden kann. Die Kosten für eine Umrüstung eines Schienenfahrzeugs mit crashtauglichen Bugschürzen sind gering.
Konstruktiv günstig kann es sein, wenn das erste Trägerteil, das zweite Trägerteil samt dem dazwischen liegenden Rutschkupplungs- und Auslösemechanismus längs einer vertikalen Achse angeordnet sind und diese Anordnung von der Unterseite des Rohbaus herab hängend befestigt ist.
Um eine möglichst definierte Auslöseschwelle des Rutschkupplungs-Auslösemechanismus zu erreichen, ist eine Konstruktion vorteilhaft, bei der die Verdrehung des ersten Trägerteils im anderen, zweiten Trägerteil geführt ist, bevorzugt durch einen Führungszapfen in einer entsprechenden Aufnahme.
In einer einfachen Ausführung kann der Rutschkupplungs-Auslösemechanismus Kupplungsflansche aufweisen, an denen sich die Reibkräfte sehr gut berechnen lassen. Das heißt, dass für den Crashfall durch eine vorgegebene Anpressung der Kupplungsflansche, ggf. auch durch eine entsprechende Ausbildung der Rauhheit der Reibflächen, die Auslöseschwelle konstruktiv so vorgegeben werden kann, dass die Trennung zwischen den beiden Trägerteilen sicher so erfolgt, dass die Kunststoff-Unterbodenstruktur des Fahrzeugkopfs nicht beschädigt wird. Gleichzeitig kann sichergestellt werden, dass bei unfallfreier Fahrt, bei dem die reibschlüssige Verbindung möglichst stabil halten soll, die Bugschürze sich nicht lockert.
Mit Vorteil sind die Anpressmittel so ausgeführt, dass die Anpresskraft einstellbar ist. Dadurch kann die Auslöseschwelle werksseitig vorgegeben, bzw. bei Wartungsarbeiten ggf. nachjustiert werden.
Eine einfache Konstruktion kann so gestaltet sein, dass an den Kupplungsflanschen jeweils Schlitze und Bohrungen ausgebildet sind. Im ungestörten Normalbetrieb stehen sich jeweils ein Schlitz und eine Bohrung gegenüber. Durch jeden Schlitz mit zugeordneter Bohrung ist ein Anpressmittel, beispielsweise eine Schraube durchgesteckt und am Ende mit einer Mutter versehen. Konstruktiv ist damit auf einfache Weise die Drehstellung vorgegeben, bei der im Crashfall die Trennung erfolgen soll.
Die Schlitze können einfach als Langlöcher, die in die Umfangskontur eingefräst sind, ausgeführt sein.
Das Aufbringen der Anpresskraft kann auch durch ein Federelement, beispielsweise eine Spiralfeder oder eine Tellerfeder, unterstützt bzw. bewirkt werden.
Eine günstige Ausführungsform kann dadurch gekennzeichnet sein, dass an sich bekannte Rückführmittel, welche die Bugschürzenklappe aus einer ausgeschwenkten Stellung zurück in eine außenhautbündige Stellung holen, im Crashfall dazu verwendet werden, um aus der Kollisionskraft das Drehmoment zu erzeugen, das den gewünschten Trennvorgang zwischen den Trägerteilen bewirkt. An sich bekannte Gasdruckfedern sind hierfür geeignet.
Das Rückführmittel kann ein Federmittel sein, welches aber im Crashfall, in Längserstreckung gesehen, in einer Richtung als starrer Körper wirkt, und in dieser Richtung entweder eine Zugkraft oder eine Druckkraft auf das erste Trägerteil überträgt.
Es hat sich gezeigt, dass im Crashfall eine zuverlässige Trennung der beiden Trägerteile insbesondere dann erreicht werden kann, wenn die Reibflächen zur Längsachse des Schienenfahrzeugs hin bezüglich der Hochachse des Schienenfahrzeugs um einen Winkel von etwa 75° schräg angeordnet sind.
Prinzipiell ist die Position und Orientierung der Reibflächen dem zu berücksichtigenden Unfallszenario anzupassen. Aus diesem Grund kann keine allgemein gültige Vorzugsvariante angegeben werden.
Um zwischen den Reibflächen der Kupplungsflansche über einen langen Betriebszeitraum möglichst gleichbleibende Reibung zu gewährleisten, kann es günstig sein, wenn der Korrosion an den Reibflächen durch eine entsprechende Beschichtung entgegengewirkt wird.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im nachfolgenden Teil der Beschreibung auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung zu entnehmen sind.
Es zeigt:

Figur 1: einen Fahrzeugkopf eines Schienenfahrzeugs neuer Bauweise in einer räumlichen Darstellung;
Figur 2: ein Schienenfahrzeug und einen Pkw in einem Unfallszenario vor einem Zusammenstoß, von oben gesehen;
Figur 3: ein Schienenfahrzeug nach einer Kollision mit einer schräg von vorne eingeleiteten Kollisionskraft und einem seitlich deformierbaren Bugbereich, in einer Skizze von oben gesehen ;
Figur 4: eine Bugschürze mit einer Tragvorrichtung gemäß dem Stand der Technik, schematisch dargestellt in einer Seiten- und Draufsicht;
Figur 5a: eine Skizze einer erfindungsgemäße Bugschürze ohne Einwirkung einer Kollisionskraft in einer Seiten- und Draufsicht;
Figur 5b: die erfindungsgemäße Bugschürze gemäß Figur 5a bei Einwirkung einer Kollisionskraft in einer Seiten- und Draufsicht;
Figur 5c: die erfindungsgemäße Bugschürze gemäß Figur 5a im Zustand nach der Kollision, bei dem die Trägerteile getrennt sind, in einer Seiten- und Draufsicht;
Figur 6a: eine Seiten- und Draufsicht des Kupplungsflansches des ersten Trägerteils;
Figur 6b: eine Seiten- und Draufsicht des Kupplungsflansches des zweiten Trägerteils;
Figur 6c: eine Seiten- und Draufsicht des ersten und zweiten Trägerteils in einem zusammengebauten Zustand;
Figur 7: ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Bugschürze in einer räumlichen Darstellung, gesehen vom Bug des Schienenfahrzeugs;
Figur 8: die erfindungsgemäße Bugschürze gemäß Figur 7, gesehen in Richtung des Bugs
Figur 9: eine räumliche Darstellung des zweiten Trägerteils;
Figur 10: eine räumliche Darstellung des ersten Trägerteils.

Ausführung der Erfindung

In der Figur 1 ist in einer räumlichen Darstellung ein Fahrzeugkopf 1 eines Schienenfahrzeugs zu sehen, dessen Außenkontur im Bereich zur Fahrbahntrasse hin durch Schürzen 2, 3, 4 abgedeckt ist. Wie bereits eingangs erwähnt, wird heutzutage nicht nur bei der Fertigung der Abdeckelemente, bzw. der im Bereich des Bugs 7 seitlich angeordneten, schwenkbaren Bugschürzenklappe 23, sondern auch bei der Herstellung des Fahrzeugkopfs 1 Kunststoff verwendet.
Das Szenario einer Kollision eines Schienenfahrzeugs 5 mit einem Pkw 6 ist in den Figuren 2 und 3 skizziert. Durch die im Crashfall auftretende Krafteinwirkung (Pfeil 21) kann es nicht nur zur Beschädigung der seitlichen Bugschürzenklappe 23 kommen, sondern durch die Kraftweiterleitung von der Bugschürze 23 auf die selbsttragende Kunststoffstruktur es Fahrzeugkopfs 1 kann erheblicher Sachschaden entstehen.
In der Figur 4 ist die herkömmliche Befestigung der Bugschürze 2 am Rohbau 16 eines Wagenkasten-Untergestells skizziert. Im Falle einer Kollision wird die (in Figur 4 von links auf die Bugschürzenklappe 23 einwirkende) Kollisionskraft ohne Dämpfung und Schwächung durch die starre Konstruktion der Tragvorrichtung 8 auf den Rohbau 16 weitergeleitet.
Die Figuren 5a, 5b und 5c zeigen demgegenüber in einer schematischen Darstellung die crashtaugliche, erfindungsgemäße Ausgestaltung der Bugschürze 2. Sie verhindert, dass im Crashfall unzulässig hohe Stoßbelastung an die Struktur des Rohbaus 16 weitergeleitet wird:
Die Figur 5a zeigt den unbelasteten Fall. Die crashtaugliche Bugschürze 2 besteht im Wesentlichen aus einer Tragvorrichtung 8, die aus einem ersten Trägerteil 9, an welchem eine Bugschürzenklappe 23 befestigt ist, und aus einem zweiten Trägerteil 10, das am Rohbau 16 beziehungsweise an der Wagenkasten-Unterkonstruktion befestigt ist. Zwischen dem ersten Trägerteil 9 und dem zweiten Trägerteil 10 ist ein Rutschkupplungs-Auslösemechanismus 11 angeordnet.
In der Figur 5b ist die im Crashfall auf die Bugschürzenklappe 23 einwirkende Flächenkraft durch einen Pfeil 21 angedeutet. Auf das erste Trägerteil 9 wirkt ein Drehmoment um die Achse 13. Wenn die Haftreibung im Rutschkupplungs-Auslösemechanismus 11 überwunden ist, verdreht sich das erste Trägerteil 9 bezüglich des gestellfest montierten zweiten Trägerteils 10. Wie in Figur 5c skizziert, fällt im Crashfall das erste Trägerteil 9 samt Bugschürzenklappe 23 ab. Damit existiert keine Verbindung mehr zwischen der Kraftbeaufschlagung 21 an der Bugschürzenklappe 23 und dem Rohbau 16. Eine unzulässig hohe Belastung der Verankerung der Tragvorrichtung 8 im Rohbau 16 wird vermieden.
In der Darstellung der Figur 6a und Figur 6b ist jeweils in einer Seitenansicht und in einer axialen Draufsicht die am ersten Trägerteil 9 beziehungsweise am zweiten Trägerteil 10 ausgebildeten Reibkupplungsflansche 30 als Detail gezeichnet. Der erste Träger 9 weist einen Führungszapfen 12 auf, der zweite Träger 10 eine entsprechende Bohrung 29. Wie aus der jeweiligen Draufsicht leicht zu erkennen ist, weist jeder dieser Kupplungsflansche 30 Schlitze 14 auf, die sich von der Außenkontur langlochförmig in den Flansch hinein erstreckten. In einem zusammengesetzten Zustand, der in der Figur 6c gezeigt ist, sind die beiden Kupplungsflansche 30 durch Schrauben und Muttern 15, die jeweils in einem Schlitz 14 beziehungsweise in einer Bohrung 27 hindurch gesteckt sind, reibschlüssige aneinander gehalten. Durch die konstruktive Ausgestaltung der Reibflächen 25 beziehungsweise 24 und der durch die Schraubeverbindung 15 erzeugten Anpresskraft kann ein definiertes "Abschermoment" eingestellt werden.
In der Figur 7 und in der Figur 8 ist eine in Bugrichtung links angeordnete seitliche Bugschürze 2 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung jeweils in einer perspektivischen Ansicht zu sehen.
Die Figur 7 zeigt von der Wagenmitte her gesehen in einer Blickrichtung entgegen der Bugrichtung 28 die erfindungsgemäße Bugschürze 2. An der Innenseite der Bugschürzenklappe 23 ist durch Schrauben das untere Trägerteil 9 befestigt. Auf diesem ersten Trägerteil 9 ist das zweite Trägerteil 10 durch vier Schrauben 15 montiert. Das zweite Trägerteil 10 ist am Rohbau 16 (in Figur 7 nicht dargestellt) des Fahrzeugkopfs angeschraubt. Unter der Tragvorrichtung 9,10 ist eine Nockenkontur 20 zu sehen, die ebenfalls an der Innenseite der Bugschürzenklappe 23 befestigt ist. An diese Nockenkontur 20 drückt in einer Kurvenfahrt der Kupplungsblock (in Figur 7 nicht dargestellt). Dadurch wird, wie eingangs erwähnt, die Bugschürzenklappe 23, die am ersten Trägerteil 9 angelenkt ist (siehe Schwenkachse 19 in Figur 8), wie ein Flügel nach außen geschwenkt und gibt den Weg für einen in Figur 7 und 8 nicht dargestellten Kupplungsblock frei.
Die Figur 8 zeigt ebenfalls einen Blick auf die Innenfläche der Bugschürzenklappe 23, hier schräg links in Richtung 28 des Bugs gesehen. Das Zurückholen der aufgeklappten Bugschürzenklappe 23 erfolgt durch zwei Gasdruckfedern 18. Diese Gasdruckfedern 18 sind mit ihrem einen Ende am ersten Trägerteil 9 und mit ihrem anderen Ende an der Innenfläche der Bugschürzenklappe 23 angelenkt. Sie bewirken mit Federdruck ein Zurückschwenken der ausgestellten Bugschürzenklappe 23. Wenn sich die Gasdruckfedern 18 in einer Stellung befinden, in der die Bugschürzenklappe 23 mit der Außenkontur bündig ist, haben die Gasdruckfedern 18 ihre maximale Länge erreicht. Auf Zug beansprucht wirken sie in dieser Betriebsstellung als starrer Körper. Das heiß, dass im Crashfall die auf Zug beanspruchten Gasdruckfedern 18 (bei einer Kollision wirkt auf die Bugschürzenklappe 23 die Flächenkraft 21), die mit dem unteren Träger 9 durch ein Gelenk befestigt sind, ein Drehmoment um die Achse 13 erzeugen (in Figur 8 ist die Richtung des Drehmoments durch Pfeil 22 angedeutet). Sobald dieses Drehmoment 22 die Haftreibung zwischen den Reibflächen 24, 25 der Kupplungsflansche 30 überschreitet, beginnt sich das erste Trägerteil 9 bezüglich dem zweiten Trägerteil 10 um die Achse 13 zu verdrehen. Diese Drehbewegung um die Achse 13 ist durch den Führungszapfen 12 und der entsprechenden Aufnahme in Gegenstück geführt. Sobald der Träger 9 bezüglich dem gestellfest montierten Träger 10 eine durch die Länge der Schlitze 14 (siehe Figur 9 und 10) vorgegebene Drehstellung erreicht ist, in welcher die Schrauben 15 aus den Schlitzen 14 heraus gedreht sind, ist die Verbindung zwischen dem ersten Trägerteil 9 und dem zweiten Trägerteil 10 gelöst. Damit ist aber die Bugschürzenklappe 23 vom Rohbau 16 getrennt. Die crashtaugliche Bugschürze 2 fällt ab. Der Trennmechanismus ist so ausgelegt, dass er bei einem Zusammenstoß so frühzeitig den Kraftfluss trennt, dass der Kunststofffaserverbund unbeschadet bleibt.
In einer räumlichen Einzeldarstellung ist in der Figur 9 das zweite Trägerteil 10 und in der Figur 10 das erste Trägerteil 9 vergrößert in einer perspektivischen Ansicht zu sehen. Beim Zusammenbau wird das zweite Trägerteil 10 um 180° gedreht auf das erste Trägerteil 9 aufgesetzt, so dass der Führungszapfen 12 in die korrespondierende Ausnehmung 29 eingreift und die beiden Reibflächen 24 und 25 aneinander liegen. Die Anpresskraft zwischen den Reibflächen 24, 25 wird wie bereits oben erläutert durch Schrauben und Muttern 15 (Figur 7 und 8) bewirkt, die jeweils durch eine der vier Bohrungen 27 beziehungsweise durch einen der vier korrespondierenden Schlitze 14 hindurch gesteckt sind. In jedem Kupplungsflansch 30 sind jeweils zwei Bohrungen 27 und zwei Schlitzen 14 ausgebildet. Die Schlitze 14 sind als Langlöcher ausgeführt, die sich entlang etwa eines Kreisbogens erstrecken und zur Außenkontur des Kupplungsflanschs 30 geöffnet sind. Durch die Länge der Schlitzen 14 wird der Drehwinkel vorgegeben, der im Falle eines Crashs zur Trennung der beiden Teile 9 und 10 erforderlich ist. Ein definiertes "Abschermoment" lässt sich wie bereits gesagt durch die konstruktive Gestaltung der Reibflächen 24, 25 und durch das Anzugmoment der Schraubenverbindung erreichen. In Figur 10 ist die Schwenkachse 19 sehr gut zu sehen, an der die Bugschürzenklappe 23 angelenkt ist.
Die Figuren 7 und 8 zeigen eine Ausführung der Erfindung, bei der die Rückführmittel 18, die im Crashfall das Drehmoment auf das erste Trägerteil 9 übertragen, in Richtung des Bugs gesehen, vor den Trägerteilen 9, 10 angeordnet sind. Es ist aber auch denkbar, dass die Rückführmittel 18 in Bugrichtung 28 gesehen, nach den Trägerteilen 9, 10 angeordnet sind; in diesem Fall wirken die Federmittel 18 bei ausgestellter Bugschürzenklappe 23 als Zugfeder. Um auch hier im Fall eines Crashs die Kollisionskraft 21 in ein Drehmoment gemäß dem Pfeil 22 umzusetzen, sind die Rückführmittel 18 hier so beschaffen, dass sie in ihrer Stellung, in der die Bugschürzenklappe 23 außenhautbündig abschließt, nicht weiter zusammenschiebbar sind, d.h. sie wirken hier im Crashfall nicht als Zugstangen, sondern als Schubstangen. Im Ergebnis wird auch bei dieser Variante, im Crashfall ein Drehmoment gemäß Pfeil 22 erzeugt.
Verglichen mit einem Scherstift oder einer anderen Sollbruchstelle lässt sich durch den Rutschkupplungs-Auslösemechanismus 11 die Auslöseschwelle relativ knapp über der maximalen Betriebsbelastung, bei der die Bugschürzenklappe noch stabil am Unterbau gehalten werden soll, einstellen. Damit wird die Überlastung der dahinterliegenden Struktur minimiert.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ergibt sich daraus, dass die im Crashfall auf die Wagenunterkonstruktion eines selbsttragenden Fahrzeugkopfs einwirkende Kollisionskräfte gut abschätzbar sind. Dadurch können insbesondere C-Schienen an denen üblicher Weise die Träger der Bugschürze mittels Schrauben befestigt sind, sehr gut geschützt werden. Zur Schadensbehebung kann es ausreichend sein, die beschädigte Bugschürzenklappe einfach zu tauschen. Die Reparatur- und Stehzeit des Schienenfahrzeugs kann gering gehalten werden. Eine aufwändige Instandsetzung und hohe Reparaturkosten am Unterbau des Schienenfahrzeugs können vermieden werden.
Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass bereits in Betrieb befindlichen Schienenfahrzeuge mit der erfindungsgemäßen Bugschürze mit geringem Aufwand umgerüstet werden können.

Zusammenstellung der verwendeten Bezugszeichen

1: Fahrzeugkopf
2: Bugschürze, crashtauglich
3: Bugschürze
4: Bugschürze
5: Schienenfahrzeug
6: Pkw
7: Bug
8: Tragvorrichtung
9: erstes Trägerteil
10: zweites Trägerteil
11: Rutschkupplungs-Auslösemechanismus
12: Führungszapfen
13: Verdrehungsachse
14: Schlitz
15: Schraube
16: Rohbau, Wagenkasten-Unterbau
18: Gasdruckfeder
19: Gelenk, Schwenkachse
20: Nockenkontur
21: Kollisionskraft
22: Pfeil
23: Bugschürzenklappe
24: Reibfläche am zweiten Trägerteil 10
25: Reibfläche am ersten Trägerteil 9
27: Bohrung
28: Bug (-richtung)
29: Bohrung zur Aufnahme von 12
30: Kupplungsflansch

Claims

Crashtaugliche Bugschürze für ein Schienenfahrzeug, umfassend:
- eine Bugschürzenklappe (23),

- ein erstes Trägerteil (9), das die Bugschürzenklappe (23) trägt;

- ein zweites Trägerteil (10), das gestellfest am Rohbau (16) des Schienenfahrzeugs befestigbar ist;

- einen Rutschkupplungs-Auslösemechanismus (11), der in einem Betriebsfall das erste Trägerteil (9) mit dem zweiten Trägerteil (10) durch eine reibschlüssige Verbindung verbindet, und der in einem Crashfall, bei dem eine auf die Bugschürzenklappe (23) einwirkende Kollisionskraft (21) eine Verdrehung des ersten Trägerteils (9) bezüglich des zweiten Trägerteils (10) bewirkt, die reibschlüssige Verbindung löst.
Bugschürze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Trägerteil (9), das zweite Trägerteil (10) und der Rutschkupplungs-Auslösemechanismus (11) an einem dem Bug (7) des Schienenfahrzeugs (5) entgegen gesetzten Ende der Bugschürzenklappe (23) angeordnet sind.
Bugschürze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Trägerteil (9), das zweite Trägerteil (10) und der Rutschkupplungs-Auslösemechanismus (11) an einer Unterseite des Rohbaus (16) längst einer im Wesentlichen vertikalen Achse hängend angeordnet sind.
Bugschürze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehung des ersten Trägerteils (9) bezüglich des zweiten Trägerteils (10) durch einen Führungszapfen (12) und einer korrespondierenden Ausnehmung (29) geführt ist, wobei der Führungszapfen (12) oder die Ausnehmung (29) entweder am ersten Trägerteil (9) oder am zweiten Trägerteil (10) ausgebildet ist.
Bugschürze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rutschkupplungs-Auslösemechanismus (11) Kupplungsflansche (30) aufweist, die im Betriebsfall einander zugewandte Reibflächen (24, 25) aufweisen, welche mittels Anpressmittel (15) aneinander angepresst sind, und welche im Crashfall voneinander getrennt werden.
Bugschürze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpresskraft mittels der Anpressmittel (15) einstellbar ist.
Bugschürze nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass an den Kupplungsflanschen (30) Schlitze (14) und Bohrungen (27) ausgebildet sind, die sich im Betriebsfall paarweise gegenüberstehen und jeweils ein Anpressmittel (15) durch einen Schlitz (14) und eine gegenüberliegende zugeordnete Bohrung (27) hindurch gesteckt ist.
Bugschürze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (14) als Langlöcher ausgebildet sind, die sich kreisbogenförmig zur Umfangskontur eines Kupplungsflansches (30) erstrecken und jedes Anpressmittel (15) eine Schrauben-Muttern-Verbindung ist.
Bugschürze nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressmittel (15) ein vorgespanntes Federelement umfassen.
Bugschürze nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bugschürzenklappe (23) am ersten Trägerteil (9) angelenkt ist und in einer horizontalen Ebene schwenkbar ist, und dass Rückführmittel (18) vorgesehen sind, welche die Bugschürzenklappe (23) aus einer ausgeschwenkten Stellung in eine Stellung, in welcher die Außenkontur des Schienenfahrzeugs bündig abschließt, zurückholen, und dass diese Rückführmittel (18) die im Crashfall auf die Bugschürzenklappe (23) einwirkende Kollisionskraft (21) auf das erste Trägerteil (9) übertragen und dadurch die Verdrehung des ersten Trägerteils (9) bezüglich des zweiten Trägerteils (10) bewirken.
Bugschürze nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückführmittel (18) ein Federnmittel ist, welches aber im Crashfall, in Längserstreckung gesehen, in einer Richtung als starrer Körper wirkt, und in dieser Richtung entweder eine Zugkraft oder eine Druckkraft auf das erste Trägerteil (9) überträgt.
Bugschürze nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibflächen (24, 25) in einem montierten Zustand in einer Ebenen liegen, die bezüglich der Hochachse des Schienenfahrzeugs (5) einen Winkel von etwa 75 Grad einnehmen.
Bugschürze nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigung des zweiten Trägerteils (10) am Rohbau (16) mittels Schrauben hergestellt ist, wobei die Schrauben Nutsteinen aufweisen, die in C-förmig ausgebildeten Profilschienen geführt sind, die an der Unterseite des Rohbaus (16) mittels einer Klebeverbindung befestigt sind.
Bugschürze nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Trägerteil (9) und das zweite Trägerteil (10) aus einem Metall hergestellt sind und die Reibflächen (24, 25) mit einer gegenüber Korrosion beständigen Schicht beschichtet sind.
Fahrzeugkopf eines Schienenfahrzeugs, mit crashtauglichen Bugschürzen nach einem der Ansprüche 1 bis 14.