EP2334533A1 - Fahrzeugkopf zur befestigung an der stirnseite eines spurgebundenen fahrzeuges, insbesondere eines schienenfahrzeuges - Google Patents

Fahrzeugkopf zur befestigung an der stirnseite eines spurgebundenen fahrzeuges, insbesondere eines schienenfahrzeuges

Info

Publication number
EP2334533A1
EP2334533A1 EP09783059A EP09783059A EP2334533A1 EP 2334533 A1 EP2334533 A1 EP 2334533A1 EP 09783059 A EP09783059 A EP 09783059A EP 09783059 A EP09783059 A EP 09783059A EP 2334533 A1 EP2334533 A1 EP 2334533A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vehicle head
energy
vehicle
structural elements
energy dissipation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP09783059A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2334533B1 (de
Inventor
Andreas Heinisch
Reiner Krause
Uwe Beika
Sascha Ende
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=40404903&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP2334533(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Priority to PL09783059T priority Critical patent/PL2334533T3/pl
Priority to EP09783059.0A priority patent/EP2334533B1/de
Publication of EP2334533A1 publication Critical patent/EP2334533A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2334533B1 publication Critical patent/EP2334533B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C17/00—Arrangement or disposition of parts; Details or accessories not otherwise provided for; Use of control gear and control systems
    • B61C17/04—Arrangement or disposition of driving cabins, footplates or engine rooms; Ventilation thereof
    • 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
    • B61F19/00—Wheel guards; Bumpers; Obstruction removers or the like
    • B61F19/04—Bumpers or like collision guards
    • 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

  • Vehicle head for attachment to the front side of a track-bound vehicle, in particular a rail vehicle
  • the invention relates to a vehicle head with a frame for attachment to the end face of a rail vehicle, wherein the frame is constructed entirely of structural elements, which are formed from fiber composite material.
  • a frame for a vehicle cabin of a rail vehicle wherein the frame is constructed of frame elements which define the front, bottom and roof parts as well as the lateral parts of the vehicle cabin.
  • the frame known from this prior art has a plurality of compliant regions distributed on the frame members. In the event of a crash, i. in a collision of an upgraded with the vehicle head known from this prior art rail vehicle with another rail vehicle or other obstacle as collision opponents, give the yielding regions, so that the frame can adapt to the contours of the collision opponent, which due to the collision in the frame initiated impact energy is at least partially degraded.
  • EP 0 533 582 A1 discloses a cabin for a rail vehicle, this cabin not being fastened to the end face of the rail vehicle, but mounted on a horizontal platform. Since the cabin known from this prior art is made entirely of fiber composite material for reasons of weight, it was not intended to equip the cabin itself with a shock absorber for absorbing the impact energy occurring in the event of a crash. Rather, such a shock absorber is integrated in the base frame or in the platform on which the cabin is mounted.
  • Document DE 196 49 526 A1 describes a vehicle head which is designed to be fastened to the end face of a rail vehicle, wherein the walls and the roof of the vehicle head are made of a composite material due to weight reasons and detachably connected to the undercarriage and the car body of the rail vehicle are.
  • the vehicle head known from this prior art like the car known from EP 0 533 582 B2, is designed without impact protection.
  • Shock guards are so-called crash structures, i. Components which deform in an impact of the vehicle on an obstacle at least partially in a predetermined manner.
  • the impact energy is intended to be primarily converted into deformation energy in order to reduce the accelerations and forces acting on the vehicle occupants.
  • the object of the invention is to optimize a vehicle head designed for attachment to the front side of a rail vehicle in such a way that the impact energy acting on the vehicle head in the event of a crash can be reduced as much as possible from the structure of the vehicle head to the maximum accelerations and forces to limit the vehicle structure, with an uncontrolled deformation of the construction should be effectively prevented, with the aim of ensuring a survival in the event of a crash for the driver.
  • a vehicle head is proposed to improve the crash behavior of rail vehicles according to the invention, which has a vehicle head structure, which is constructed entirely of structural elements, these structural elements are primarily formed of fiber composite material.
  • these structural elements constituting the vehicle head structure include both structural elements without energy consumption, which are referred to below as “first structural elements”, and structural elements with energy consumption, which are referred to below as “second structural elements”.
  • first structural elements include all structural elements that serve to form a substantially deformation-resistant, self-supporting vehicle head structure. This substantially rigid self-supporting structure accommodates the cab of the rail vehicle. Since the cab is thus surrounded by a deformation-resistant head structure, which is not significantly deformed even in the event of a crash, the survival space for the driver remains within the rail vehicle head.
  • the second structural elements serve functionally the structural elements with energy consumption, ie the second structural elements, to at least partially absorb or reduce the resulting in a crash due to an impact force and introduced into the vehicle head impact energy, so that the self-supporting structure of the vehicle head constructed from the first structural elements is not affected.
  • the second structural elements are preferably fastened to the self-supporting structure of the vehicle head constructed by the first structural elements.
  • the second structural elements are in such a way in the self-supporting taken into account that they form a unit together with the self-supporting structure.
  • the structural elements are formed entirely from fiber composite material, it is in particular conceivable to connect the second structural elements to the first structural elements in a materially bonded manner, for example to bond them.
  • the second structural elements can be integrated in the self-supporting vehicle head structure constructed from the first structural elements, wherein the second structural elements are detachably or non-detachably received in the first structural elements such that a unit is formed which has a dual function, namely a support function on the one hand the first structural elements are provided, and on the other hand, an energy dissipation function provided by the second structural elements.
  • the structural elements that make up the vehicle head structure are formed entirely from fiber composite material.
  • fiber composite / fiber composite sandwich structures for the individual regions of the vehicle head structure, it is conceivable to intentionally reduce the impact energy arising in a crash and introduced into the vehicle head structure, i. to consume.
  • the structural elements constituting the vehicle head structure are formed almost completely from fiber composite material, not only the weight of the vehicle head structure can be considerably reduced compared to a vehicle head structure made in metal construction.
  • the structural elements formed of fiber composite material are characterized by their specific strength, so that the substantially deformation-resistant self-supporting vehicle head structure constructed from the first structural elements does not fail even in the event of a collision, i. deforms in an uncontrolled manner, which ensures the survival of the driver in the driver's cab.
  • the second structural elements which at least partially consume the impact energy generated in a crash and introduced into the vehicle head structure, likewise consist of fiber composite material, a significantly higher weight-specific energy absorption can be achieved in comparison to conventional deformation tubes made of metal.
  • the invention provides that the second structural elements are designed according to their response in the second Structure elements initiated impact energy to reduce at least partially by non-ductile destruction of the fiber composite material of the second structural elements.
  • the self-supporting structure of the vehicle head constructed with the first structural elements is substantially rigid in terms of deformation, a survival space in the driver's cab received by the self-supporting head structure is retained even in the event of a collision of the rail vehicle (crash case).
  • the first structural elements are designed and connected to one another in such a way that the fraction of the impact energy introduced into the vehicle head in the event of a crash is transmitted to a carriage structure of the rail vehicle connected to the vehicle head. There, the impact energy can be consumed by the shock protection elements of the car structure of the rail vehicle finally.
  • the first structural elements are structurally designed so that they deform controlled and thus a further energy absorption without (uncontrolled) collapse of the vehicle head structure can take place.
  • the first structural elements have two A-pillars respectively arranged on the sides of the vehicle head structure and a roof structure which firmly connects the upper region of the two A-pillars to form the substantially deformation-resistant, self-supporting head structure. Pillars and the roof structure firmly connected thereto are designed to transmit the fraction of the impact energy introduced into the vehicle head into the car structure of the rail vehicle which is not already decoupled from the second structural elements in the event of a crash.
  • the first structural elements also have lateral struts, which are each fixedly connected to the lower region of the two A-pillars and serve to transmit impact forces into the carriage structure of the rail vehicle.
  • each arc-shaped form the A-pillars wherein further a lower Structural element is provided, which is fixedly connected to the upper end portions of the A-pillars and designed to transfer in the crash case not already degraded by the second energy absorbing part of the introduced into the A-pillar impact force in the connected to the vehicle head carriage structure of the rail vehicle. Due to the arcuate design of the A-pillars can be dispensed with side struts.
  • these structural elements consist of a hollow profile formed from fiber composite material, in which optionally a further support material, in particular a supporting foam is added to further increase the rigidity.
  • the first structural elements In order to structurally connect the two A-pillars and thus to increase the rigidity of the self-supporting frame structure formed with the first structural elements, it is preferred if the first structural elements have at least one parapet element, which for the structural connection of the two A-pillars the lower one Area of the A-pillars connects with each other. Furthermore, it is preferred if the first structural elements have a deformation-resistant end wall, which is likewise formed from fiber composite material and connected to the parapet element such that the deformation-resistant end wall together with the parapet element form an end face of the vehicle head structure, and thus the vehicle driver's seat received in the self-supporting frame structure protect against intrusions in the event of a crash.
  • a collision front wall which forms at least a portion of the coupling-side end face of the vehicle head structure, wherein the parapet element and / or the end wall constitute / represent an important component for penetration prevention. It is thus possible to effectively prevent components from penetrating into the space formed by the self-supporting frame structure in which the driver's cab is mounted in the event of a crash.
  • the end wall forming the collision front wall may be made of various fiber composite / fiber composite sandwich components, in particular with the reinforcing materials glass, aramid, dyneema and / or carbon fiber. In particular, here comes a sandwich construction using fiber reinforcements in question. Due to the structural arrangement and design of the structural component "end wall", the end wall together with the parapet element represents a crucial structural connection element for stabilizing the entire self-supporting structure of the vehicle head.
  • the solution according to the invention is characterized, inter alia, by the fact that in the self-supporting (rigid) frame structure of the rail vehicle head formed with the first structural elements, second structural elements, i. Structural elements with energy consumption, are integrated.
  • these second structural elements have at least one first energy dissipation element formed of fiber composite material, this first energy dissipation element being designed to respond when a critical impact force is exceeded and at least part of the impact force transmission and into the first Dissipate energy consumption element initiated impact energy by non-ductile destruction of at least part of the fiber structure of the first energy dissipation element.
  • This mechanism of defibering and pulverization is characterized by its high degree of utilization in energy consumption, in which - compared to, for example, a metal-made upset or deformation tube (expansion or constriction tube) a significantly higher weight and space-specific amount of energy can be consumed.
  • first energy dissipation element For the realization of the fiber composite material formed first energy dissipation element different solutions come into question.
  • an energy dissipation element a fiber composite sandwich structure which is formed as a core material (support material) by a honeycomb structure.
  • honeycomb structure Such an ideally homogeneous honeycomb structure with constant geometry cross-section shows during the absorption of energy uniform deformation of the material with low deformation force amplitudes at the same time high utilization and compression ratio.
  • other embodiments for the first energy dissipation element are also conceivable.
  • At least one first energy dissipation element is arranged on the end face of the parapet element, so that the deformation forces occurring during energy dissipation are introduced into the parapet element.
  • the first energy dissipation element should be adapted to the vehicle contour or the available space.
  • the first energy-absorbing element has a fiber composite sandwich construction with a honeycomb structure core.
  • the core of the first energy dissipation element from a fiber composite tube bundle, wherein the tube center axes of the tube bundle extend in the vehicle longitudinal direction.
  • the second structural elements have at least one second energy dissipation element likewise formed from fiber composite material, which may structurally be identical to the at least one first energy dissipation element.
  • the at least one second energy dissipation element should, however, be arranged on the surfaces of the A-pillars facing the front side of the vehicle head.
  • a special underbody structure formed of fiber composite material is provided, which is provided with the self-supporting structure of the rail vehicle head based first structural elements is connected such that the bottom of the vehicle head is formed.
  • the underbody structure has an upper surface element formed from fiber composite material and a lower surface element also formed therefrom, also made of fiber composite material, furthermore struts or tensioning elements formed from fiber composite material are provided, which firmly connect the upper and lower surface elements.
  • further structural elements with energy consumption that is, second structural elements
  • the second structural elements have at least one third energy dissipation element formed of fiber composite material, which is received in the underbody structure of the vehicle head and designed to respond when exceeding a critical impact force and at least part of the incident in the impact energy transmission and introduced into the third energy dissipation element To reduce impact energy by non-ductile destruction of at least part of the fiber structure of the third energy dissipation element.
  • the vehicle head has a central buffer coupling, which is articulated to the underbody structure of the vehicle head via a bearing block
  • the second structural elements further comprise at least one fourth energy dissipation element formed from fiber composite material, which in addition to the at least one third energy dissipation element in FIG the underbody structure is arranged in the impact direction behind the bearing block and is designed to respond when exceeding a critical impact force and at least part of the impact energy generated in the impact energy and introduced into the fourth energy dissipation element by non-ductile destruction of at least part of the fiber structure of the fourth energy dissipation element dismantle.
  • the third and fourth energy-absorbing elements can be identical or at least similar in structural and functional terms.
  • the third or fourth energy dissipation element in a preferred realization of the third or fourth energy dissipation element, provision is made for the third or fourth energy dissipation element to have a guide tube formed from fiber composite material, ie for example a cylindrical energy-consuming component, and a pressure tube designed as a piston, wherein the pressure tube is connected to the guide tube cooperates in such a way that th a critical introduced into the third and fourth energy absorbing element impact force the pressure tube and the guide tube with simultaneous consumption of at least a portion of the introduced into the third and fourth energy absorbing element impact energy relative to each other to move.
  • a guide tube formed from fiber composite material, ie for example a cylindrical energy-consuming component
  • a pressure tube designed as a piston wherein the pressure tube is connected to the guide tube cooperates in such a way that th a critical introduced into the third and fourth energy absorbing element impact force the pressure tube and the guide tube with simultaneous consumption of at least a portion of the introduced into the third and fourth energy absorbing element impact energy
  • the guide tube has at least one energy-dissipating area of fiber composite material which is at least partially non-ductile and pulverized during the movement of the pressure tube designed as a piston relative to the guide tube.
  • the third or fourth energy dissipation element responds, the impact energy introduced into the energy dissipation element is utilized to shred and pulverize the energy dissipation region and thus at least partially degraded. Since the defibration and pulverization of a workpiece - compared to a conventional (metallic) plastic deformation - significantly more energy requires, the third or fourth energy dissipation element is particularly suitable for the reduction of high impact energies.
  • the term "defibration of the fiber-composite energy dissipation region” is intended to cause failure of the fiber structure of the fiber composite from which the energy dissipation region is formed. Rather, when shredding, the fiber composite of the energy dissipation region is broken down into as many small individual fractions (fragments) as possible, and ideally the entire amount is used to exploit the total energy absorption capacity of the fiber composite material of the energy dissipation element forming fiber composite material is pulverized.
  • the pressure tube is designed as a piston and at least the region of the guide tube facing the pressure tube is designed as a cylinder, wherein the pressure tube designed as a piston is connected to the guide tube such that at Actuation of the energy dissipation element of the piston (pressure tube) runs into the cylinder (guide tube) and thereby non-ductile defibred the energy consumption range formed from fiber composite material.
  • a region of the pressure tube facing the guide tube to be telescopically received by a region of the guide tube facing the pressure tube such that the end face of the region of the pressure tube facing the guide tube abuts against a stop of the energy dissipation region formed of fiber composite material.
  • the end face of the region of the pressure tube facing the guide tube should have a higher strength compared to the energy dissipation region formed from fiber composite material exhibit. In that case, it is ensured that the movement of the pressure tube occurring in response to the (third or fourth) energy dissipation element relative to the guide tube only results in destruction of the energy dissipation region, with the other components of the energy dissipation element not failing. In this way, a previously determinable event sequence when consuming energy can be realized.
  • the pressure tube is designed as a hollow body, which is open at its end face facing the guide tube. Accordingly, the fractions of the fiber composite produced during the movement of the pressure tube relative to the guide tube are Bundtechnikstoff formed energy dissipation area at least partially in the interior of the hollow body can be received.
  • This embodiment of the third and fourth energy dissipation element thus provides a completely encapsulated solution to the outside, wherein in particular ensures that when addressing the energy absorbing element no parts, such as fractions or fiber parts of the energy dissipation area, fly around, can intrude into the driver's compartment and possibly injure persons or damage other components of the vehicle head or even destroy.
  • energy consumption is realized with the preferred embodiment of the third or fourth energy dissipation element in that, when the energy dissipation element responds, the energy dissipation region formed from fiber composite material is at least partially defibrated non-ductile after a predetermined sequence of events.
  • the length of the energy dissipation region, which is non-ductile shredded in a movement of the pressure tube relative to the guide tube depends on the distance of the relative movement between the pressure tube and the guide tube.
  • an underride guard or track scraper formed from fiber composite material is also provided. It is conceivable here that this underrun protection is fastened to the underside of the underbody structure of the rail vehicle head and designed to reduce at least part of the impact energy occurring during impact energy transmission when a critical impact force introduced into the underrun protection is exceeded by controlled deformation.
  • the underrun protection is connected via guide rails with the underside of the underbody structure such that the underrun protection is displaceable relative to the underbody structure in the vehicle longitudinal direction after exceeding a introduced in the underrun protection critical impact force, further provided at least one fiber composite material formed energy dissipation element is, which is arranged and designed so that upon displacement of the underrun protection relative to the underbody structure of Faserverbundtechnik- substance of the energy absorbing element is destroyed at the same time degradation of at least a portion of the initiated in the shock transmission in the underrun shock energy non-ductile.
  • a windshield which is at least partially attached to the self-supporting structure of the vehicle head, said windshield preferably also having an energy dissipation function.
  • the windshield has an inner and an outer transparent (transparent) surface element, wherein these surface elements are arranged at a distance from each other and form a space between them.
  • This gap can be filled with a connecting element between the outer and inner surface element, for example in the form of a transparent (transparent) energy absorption foam.
  • the connecting element in an edge region of the surface elements in the intermediate space. In this case, the edge area can be filled with less transparent energy absorption foam.
  • Fig. 1 is a perspective view of a first embodiment of the vehicle head structure of the vehicle head according to the invention
  • FIG. 2 shows a side view of the vehicle head structure according to FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a side view of the vehicle head according to the first embodiment with a structure according to FIG. 1 and an indicated exterior design;
  • Fig. 4 is a side view of an A-pillar mounted at the bottom of the A-pillar side strut and attached to the upper portion of the A-pillar
  • Fig. 5 is a perspective view of the side strut of FIG. 4;
  • Fig. 6 is a perspective view of the in the vehicle head structure according to
  • FIG. 7 shows a perspective view of the parapet element used in the vehicle head structure according to FIG. 1 with first energy dissipation elements attached thereto;
  • Fig. 8 is a perspective view of the in the vehicle head structure according to
  • Fig. 1 used for use underbody structure in a partially sectioned view
  • FIG. 9 is a perspective view of components of the underbody structure of FIG. 8; FIG.
  • FIG. 10 is a side view of a in the underbody structure according to FIG. 8 for
  • FIG. 11 is an exploded view of the third energy dissipation element shown in FIG. 10; FIG.
  • FIG. 12 a detail of the third energy dissipation element according to FIG. 10; FIG.
  • Fig. 13 is a side view of the in the underbody structure of FIG. 8 for
  • FIG. 14 shows the fourth energy dissipation element illustrated in FIG. 13 in an exploded view
  • FIG. 15 shows an alternative embodiment for the fourth energy dissipation element
  • FIG. 16 shows a perspective view of an embodiment of the underrun protection used in the vehicle head structure according to FIG. 1;
  • FIG. 17 shows an alternative embodiment of the underrun protection;
  • FIG. 18 shows an alternative embodiment of the underride guard
  • FIG 19 shows an alternative embodiment of the vehicle head structure according to the invention.
  • FIG. 2 shows the vehicle head structure 100 according to FIG. 1 in a side view.
  • a side view of the vehicle head according to the first embodiment with a vehicle head structure 100 according to FIG. 1 or FIG. 2 and an indicated outer design 102 is shown in FIG. 3.
  • the illustrated embodiment is a vehicle head structure 100 which is designed to be fastened to the end face of a rail vehicle (not explicitly shown).
  • the vehicle head structure 100 is constructed entirely of structural elements, which are described below with reference in particular to FIGS. 4 to 18. These structural elements, from which the vehicle head structure 100 is constructed, are made entirely of fiber composite material and can be implemented in differential, integral or mixed construction. Taking into account the strength and manufacturing advantages of fiber composite / fiber composite sandwich structures with the objective of lightweight construction a largely integral construction of the rail vehicle head is provided.
  • Fiber composites are composed of reinforcing fibers embedded in polymeric matrix systems. While the matrix holds the fibers in a predetermined position, transfers stresses between the fibers and protects the fibers from external influences, the reinforcing fibers gain the supporting mechanical properties. Glass fibers, aramid fibers and carbon fibers are particularly suitable as reinforcing fibers. Since aramid fibers have only a relatively low stiffness because of their extensibility, in particular glass and carbon fibers are preferred for forming the respective energy dissipation elements of the vehicle head structure 100. Trains t. However, aramid fibers are suitable, for example, for the formation of the deformation-resistant end wall 15, which serves to protect a vehicle driver's seat 101 accommodated in the self-supporting structure of the vehicle head against intrusions in the event of a crash.
  • a specific fiber architecture or a specific layer structure is preferably realized in order to obtain properties of the structural elements adapted to the expected load case.
  • a carbon-fiber-reinforced plastic as the material for the structural elements that make up the deformation-resistant, self-supporting structure of the vehicle head 100, since such a material has very high specific strengths.
  • a vehicle head structure 100 which is designed according to the teachings of the invention, is characterized in that it is constructed entirely from structural elements formed from fiber composite material, wherein the structural elements constituting the vehicle head structure 100 on the one hand comprise structural elements without energy consumption (FIG. "First structural elements") and, on the other hand, structural elements with energy consumption (“second structural elements”).
  • the first structural elements are configured and directly connected to each other such that a substantially rigid, self-supporting head structure is formed for receiving a vehicle driver's seat 101.
  • the first structural elements which thus form the substantially deformation-resistant, self-supporting structure of the vehicle head structure 100, in particular two A-pillars 10, 10 ', each arranged laterally of the vehicle head structure 100, and one respectively the upper one
  • the first structural elements further include side struts 12, 12 'which are in each case connected to the lower region of the two A-pillars 10 , 10 ' are firmly connected and for the transmission of impact forces in the car structure of the rail vehicle (not explicitly shown) are used.
  • FIG. 4 shows a side view of an A pillar 10 which is connected to a side strut 12 and a roof structure 11, this combination of A pillar 10, side strut 12 and roof structure 11 being shown in FIG Embodiment of the vehicle head structure is used.
  • Fig. 5 the side strut 12 is shown in a perspective view.
  • the vehicle head structure 100 further includes a parapet element 14 and the aforementioned deformation-resistant end wall 15.
  • the parapet element 14, which in the embodiment of the vehicle head structure shown in FIG 100 is used is shown in a separate representation in Fig. 7.
  • Fig. 6 shows the roof structure 11, which is used in the embodiment of FIG. 1.
  • the vehicle head structure 100 also has second structural elements in addition to the first structural elements, i. Structural elements with energy consumption.
  • These second structural elements include first energy dissipation elements 20, 20 'formed on the one hand from fiber composite material.
  • first energy-absorbing element-in the illustration according to FIG. 1 and in particular according to FIG. 7 -exactly two first energy-absorbing elements 20, 20 '-are arranged on the end face of the sill element 14.
  • first energy supply elements 20, 20 'arranged on the front side of the parapet element 14 are formed from fiber composite / fiber composite sandwich material and designed to respond when a critical impact force is exceeded and at least part of the energy transfer element occurring in the impact energy transmission and into the first energy dissipation element 20, 20 'introduced impact energy by non-ductile destruction of at least part of the fiber structure of the first energy dissipation element 20, 20' degrade.
  • the second structural elements likewise include second energy dissipation elements 21, 21 ', which are formed from fiber composite / fiber composite sandwich material and are assigned to the two A pillars 10, 10' of the supporting structure of the vehicle head 100. In the embodiment of the vehicle head structure 100 shown in FIG.
  • a second energy dissipation element 21, 21 ' is arranged on each surface of the A-pillars 10, 10' facing the front side of the vehicle head structure 100.
  • the second energy dissipation elements 21, 21' are made of fiber composite / fiber composite sandwich material and designed to respond when a critical impact force is exceeded and at least part of the resulting in the impact force transmission and in the second energy dissipation element 21, 21 'initiated impact energy by non-ductile destruction of at least part of the fiber structure of the second energy dissipation element 21, 21' degrade.
  • the first and second energy dissipation elements 20, 20 'and 21, 21', respectively, are connected to the corresponding first structural elements, i. the parapet element 14 and the A-pillars 10, 10 ', preferably firmly bonded firmly, in particular glued.
  • the side struts 12, 12 'and the A-pillars 10, 10' consist of a hollow profile formed of fiber composite material in which the lateral struts 12, 12 'or the A-pillars are increased in rigidity 10, 10 'a support material is filled, for example in the form of a foam.
  • a support material is filled, for example in the form of a foam.
  • the parapet element 14 serves primarily for the structural connection of the two A-pillars 10, 10 'so that this parapet element 14 connects the respectively lower region of the two A-pillars 10, 10' to one another.
  • the already mentioned deformation resistance Fe end wall 15 is connected to the parapet element 14 such that an end face of the vehicle head structure 100 is formed to protect the recorded in the self-supporting structure driver's cab 101 in the event of a crash from intrusions.
  • the underbody structure 16 made of fiber composite / fiber composite
  • Sandwich material formed and connected to first structural elements of the vehicle head structure 100 such that the bottom of the cab 101 and the bottom of the vehicle head structure 100 is formed.
  • the underbody structure 16 has an upper surface element 16a formed from fiber composite / fiber composite sandwich material and a lower surface element 16b spaced therefrom and likewise formed from fiber composite material, wherein these surface elements 16a, 16b are spaced apart from each other. Further, struts 16c formed of fiber composite material are provided, which connect the upper and lower surface elements 16a, 16b firmly together.
  • the vehicle head structure 100 has a crash clutch with integrated energy dissipation elements, which essentially consists of a fourth energy dissipation element 23, a bearing block 31 and a central buffer coupling 30.
  • the fourth energy dissipation element 23 is arranged in the underbody structure 16 in the impact direction behind the bearing block 31 and serves for consumption of at least part of the irreversible impact energy introduced into the underbody structure 16 via the central buffer coupling 30.
  • the structure and the mode of operation of the third energy dissipation elements (crash buffer) used in the illustrated embodiment will be described in more detail below with reference to the illustrations in FIGS. 10 to 12.
  • the third energy dissipation element 22, 22 ' essentially consists of a guide tube 60 and a pressure tube 62.
  • the pressure tube 62 is designed as a piston and at least the pressure tube 62 facing region of the guide tube 60 as a cylinder.
  • the region of the pressure tube 62 designed as a piston facing the guide tube 60 is accommodated telescopically by the region of the guide tube 60 designed as a cylinder.
  • the guide tube 60 is integrally formed from fiber composite material. Specifically, the guide tube 60 has an energy dissipation region 61 and a guide region adjacent to the energy dissipation region.
  • an edge is provided at the transition between the energy dissipation region 61 and the guide region, which forms a stop 63 against which the pressure tube 62 formed as a piston abuts.
  • the guide tube 60 is designed as a formed of fiber composite tubular body having a paragraph inside, which forms the stop 63.
  • the pressure tube 62 formed as a piston is designed as a tubular body having an inner bevel 66 (see Fig. 12).
  • guide tube 60 shown here by way of example and the pressure tube 62 each shown with a circular ring cross-section to perform with other cross-sectional geometries, for example, with oval, rectangular, square, triangular or pentagonal cross-sectional geometries.
  • a conical ring 64 to be provided on the end face of the pressure tube 62 designed as a piston, so that this conical ring 64 abuts against the abutment 63 of the guide tube 60 (compare FIGS. 10 and 11).
  • the cone ring 64 should be fixed to the front of the pressure tube
  • the guide region of the guide tube 60 is formed in the embodiment shown in Fig. 10 and Fig. 11 as a guide tube whose inner diameter is larger than the outer diameter of the pressure tube 62 formed as a piston. In this way, the region of the pressure tube 62 facing the guide tube 60 can be received telescopically by the guide tube 60.
  • the overall tube-shaped guide tube 60 has an inner diameter within the energy dissipation region 61 which is smaller than the outer diameter of the pressure tube 62 (see also the illustration in FIG ).
  • the edge 63 provided at the transition between the guide region and the energy-dissipating region 61 thus constitutes a stop against which the pressure tube 62 designed as a piston abuts.
  • the constructive design of this transition region as a trigger point for the pressure tube 62 significantly influences the initial force peak and the force-deformation behavior of the fiber composite energy dissipation element (pressure tube 62).
  • the third energy dissipation element 22, 22 'shown by way of example in FIGS. 10 and 11 is designed so that impact forces introduced into the energy dissipation element 22, 22', and in particular into the pressure pipe 62 designed as a piston, are introduced into the end face of the pressure pipe 62 facing away from the guide pipe 60 become.
  • a scuff protection 65 it is conceivable to attach to the end face of the pressure tube 62 facing away from the guide tube 60.
  • the impact force critical for the response of the third energy dissipation element 22, 22 ' is determined by the material properties and structural design, in particular in the transition region (trigger region, stop 63). Specifically, the impact force critical to the response of the third energy dissipation element 22, 22 'is determined by the material properties and structural design of the energy dissipation region 61.
  • the fiber composite material of the inner wall of the energy dissipation region 61 is non-ductile shredded by the pressure tube 62 moving relative to the guide tube 60 in the direction of the energy dissipation region 61.
  • the end face of the pressure tube 62 should have a higher strength compared to the energy dissipation region 61.
  • the pressure tube 62 designed as a piston is designed as a hollow body open at its end face facing the guide tube 60, this hollow body having an inner bevel 66.
  • the fourth energy dissipation element 23 serves to absorb the impact forces introduced into the underbody structure 16 via the central buffer coupling 30 in the event of a crash.
  • the fourth energy dissipation element 23 is arranged in the impact direction behind the bearing block 31, via which the central buffer coupling 30 is pivotable in the horizontal and vertical directions.
  • the fourth energy dissipation element 23 has a guide tube 60, preferably a fiber composite material, a crash tube 61 and a pressure tube 62.
  • a guide tube 60 preferably a fiber composite material
  • the crash tube 61 and in FIG the pressure tube 62 is telescopically received in the opposite region.
  • a taper 64 is arranged, for example in the form of a conical ring.
  • the connecting elements of the coupling 30 tear off the bearing block 31.
  • the coupling guided in the guide tube 60 presses on a catch plate 32.
  • the catch plate 32 conducts the impact force into the catch plate
  • Pressure tube 62 which moves relative to the guide tube 60 in the direction of the crash tube 61.
  • the pressure tube 62 presses on the crash tube 61 via the taper 64.
  • the taper 64 and the pressure tube 62 slide over the crash tube 61, which non-ductile shreds and thereby at least the impact energy resulting from the impact force transmission partially absorbed.
  • the deformed or defibrated material of the crash tube 61 remains in the pressure tube 62.
  • the fourth energy dissipation element 23 is formed from a fiber composite material.
  • the taper 64 may be formed of a metal structure.
  • FIG. 15 shows an alternative embodiment of the fourth energy dissipation element 23.
  • the embodiment shown in FIG. 14 consists of a support tube 62, a taper 64, a guide tube 60 and a crash tube 61, but this time the crash tube 61 is in the middle buffer coupling 30 facing region of the guide tube 60 is provided.
  • the clutch 30 breaks away from the bearing block 31 and presses on the catch plate 32, wherein the catch plate 32 initiates the impact force in the crash tube 61, so that the crash tube 61 is pressed into the taper 64.
  • the crash tube 61 slides through the taper 64 into the pressure tube 62, which may also be part of the guide tube 60 at the same time (see Fig. 12).
  • the energy consumption takes place again by the tapering of the crash tube 60.
  • the deformed or defibrated material of the crash tube 60 remains in the pressure tube 62.
  • FIG. 16 shows, in a perspective view, an underrun protection 24 formed from fiber composite / fiber composite sandwich material which is fastened and designed on the underside of the underbody structure 16 of the vehicle head structure 100 shown in FIG. 1, when an underrun protection is exceeded 24 inserted triggered critical impact force by controlled deformation to reduce at least a portion of the impact energy generated in the impact energy transmission.
  • FIGS. 17 and 18 show alternative embodiments of underrun protection 24.
  • each of the underride guard 24 is connected to the underbody structure 16 via a rail system 17.
  • the underride protection 24 consists of fiber composite material or fiber composite sandwich materials and has a plurality of energy dissipation elements 25, 25 ', 26, 26' (two in the front and two in the rear region).
  • the energy dissipation elements 25, 25 'with different deformation force levels first absorb collision energy in the front region, then the underrun protection 24 is pushed within the rails 17 onto the second energy dissipation elements 26, 26'.
  • the underrun protection 24 is pushed along the guide rail 17 onto crash elements 25, 25 'in the event of a crash.
  • FIG. 19 parts of another embodiment of the vehicle head structure 100 are shown in a perspective view.
  • the characteristic of this embodiment can be seen in particular in the A-pillars 10, wherein in FIG. 19, for the sake of clarity, only one of the two A-pillars is shown.
  • the A-pillars 10 in the embodiment illustrated in FIG. 19 have an overall curved structure, so that the forces introduced into the A-pillars 10 can be transmitted directly into the underframe 16 without additional side strut.
  • This special variant allows a strong reversible compression of the A-pillars 10 in the event of a crash.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)
  • Vibration Dampers (AREA)
  • Platform Screen Doors And Railroad Systems (AREA)
  • Vehicle Interior And Exterior Ornaments, Soundproofing, And Insulation (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugkopf mit einer Fahrzeugkopfstruktur (100) zur Befestigung an der Stirnseite eines spurgebundenen Fahrzeuges, insbesondere eines Schienenfahrzeuges, wobei die Fahrzeugkopfstruktur (100) vollständig aus Strukturelementen aufgebaut ist, die aus Faserverbund- bzw. Faserverbund-Sandwich-Werkstoff gebildet sind. Die die Fahrzeugkopfstruktur (100) aufbauenden Strukturelemente weisen erste Strukturelemente (10, 10', 11, 12, 12', 14, 15, 16) auf, die derart ausgebildet und direkt miteinander verbunden sind, dass zur Aufnahme eines Fahrzeugführerstandes (101) eine im Wesentlichen verformungssteife, selbsttragende Kopfstruktur ausgebildet wird. Ferner weisen die die Fahrzeugkopfstruktur (100) aufbauenden Strukturelemente zweite Strukturelemente (20, 20', 21, 21', 22, 22', 23, 24, 24') auf, die derart mit den ersten Strukturelementen (10, 10', 11, 12, 12', 14, 15, 16) verbunden und ausgelegt sind, dass zumindest ein Teil der in einem Kollisionsfall des spurgebundenen Fahrzeugs aufgrund einer Stoßkraftübertragung anfallenden und in die Struktur (100) eingeleiteten Stoßenergie (Kollisionsenergie) durch zumindest teilweise irreversible Verformung oder zumindest teilweise Zerstörung der zweiten Strukturelemente (20, 20', 21, 21', 22, 22', 23, 24, 24') abgebaut wird.

Description

„Fahrzeugkopf zur Befestigung an der Stirnseite eines spurgebundenen Fahrzeuges, insbesondere eines Schienenfahrzeuges"
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugkopf mit einem Rahmen zur Befestigung an der Stirnseite eines Schienenfahrzeuges, wobei der Rahmen vollständig aus Strukturelementen aufgebaut ist, die aus Faserverbundwerkstoff gebildet sind.
Aus der Druckschrift GB 2 411 630 A ist ein Rahmen für eine Fahrzeugkabine eines Schienenfahrzeuges bekannt, wobei der Rahmen aus Rahmenelementen aufgebaut ist, welche die Front-, Boden- und Dachteile sowie die seitlichen Teile der Fahrzeugkabine definieren. Der aus diesem Stand der Technik bekannte Rahmen weist eine Vielzahl von nachgiebigen Regionen auf, die auf die Rahmenelemente verteilt sind. Im Crash- fall, d.h. bei einer Kollision eines mit dem aus diesem Stand der Technik bekannten Fahrzeugkopf aufgerüsteten Schienenfahrzeuges mit einem anderen Schienenfahrzeug oder anderem Hindernis als Kollisionsgegner, geben die nachgiebigen Regionen nach, so dass sich der Rahmen an die Konturen des Kollisionsgegners anpassen kann, wodurch die aufgrund der Kollision in den Rahmen eingeleitete Stoßenergie zumindest teilweise abgebaut wird.
Andererseits ist aus der Druckschrift EP 0 533 582 Al ein Kabine für ein Schienenfahrzeug bekannt, wobei diese Kabine nicht an der Stirnseite des Schienenfahrzeuges befestigt, sondern auf einer horizontalen Plattform montiert wird. Da die aus diesem Stand der Technik bekannte Kabine aus Gewichtsgründen vollständig aus Faserverbundwerkstoff gebildet ist, wurde davon abgesehen, die Kabine selber mit einer Stoßsicherung zur Absorption der in einem Crashfall auftretenden Stoßenergie auszurüs- ten. Vielmehr ist eine derartige Stoßsicherung in dem Untergestell bzw. in der Plattform integriert, auf welcher die Kabine montiert ist.
Die Druckschrift DE 196 49 526 Al beschreibt einen Fahrzeugkopf, welcher zur Befes- tigung an der Stirnseite eines Schienenfahrzeuges ausgelegt ist, wobei die Wände und das Dach des Fahrzeugkopfes aufgrund von Gewichtsgründen aus einem Verbundmaterial bestehen und lösbar mit dem Untergestell und dem Wagenkasten des Schienenfahrzeuges verbunden sind. Der aus diesem Stand der Technik bekannte Fahrzeugkopf ist - wie auch die aus der EP 0 533 582 B2 bekannte Kabine - ohne Stoßsiche- rung ausgeführt.
Stoßsicherungen sind sogenannte Crashstrukturen, d.h. Bauteile, welche sich bei einem Aufprall des Fahrzeuges auf ein Hindernis zumindest teilweise in vorbestimmter Weise verformen. Dabei soll die Aufprallenergie gezielt vorrangig in Verformungs- energie umgewandelt werden, um die auf die Fahrzeuginsassen wirkenden Beschleunigungen und Kräfte zu reduzieren.
Aus der Kraftfahrzeugtechnik ist es bekannt, insbesondere im Stirnbereich eines Personenkraftwagens eine Stoßsicherung in Gestalt einer Knautschzone vorzusehen. Während die Kraftfahrzeugindustrie bereits seit Jahrzehnten bemüht ist, derartige Crashstrukturen zu optimieren, sind in der Schienenfahrzeugtechnik bisher die Wagenkästen (Lokomotiven und Wagons) in der Regel ohne besondere Rücksicht auf ihr Verformungsverhalten bei Kollisionen ausgelegt.
Zwar ist es bereits üblich, an der Stirnseite eines Schienenfahrzeuges als Stoßsicherung seitliche Pufferelemente oder Crashboxen anzuordnen, welche in einem Crashfall zumindest einen Teil der Aufprallenergie absorbieren bzw. verzehren. Bei höheren Aufprallgeschwindigkeiten allerdings reicht die mit einer derartigen Stoßsicherung erzielbare Energieabsorption oftmals nicht aus, um den Wagenkasten wirksam vor Be- Schädigungen zu schützen. Insbesondere besteht die Gefahr, dass nach dem Ausschöpfen des Energieverzehrvermögens der seitlich angeordneten Pufferelemente o- der Crashboxen eine extreme Verformung der Fahrzeugführerstands- oder/und der Wagenkastenstruktur im Bereich der Fahrgasträume auftritt, wobei unter Umständen nicht mehr sichergestellt werden kann, dass für das Zugpersonal und die Fahrgäste ein hinreichender Überlebensraum gegeben ist. Demnach liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen zur Befestigung an der Stirnseite eines Schienenfahrzeuges ausgelegten Fahrzeugkopf dahingehend zu optimieren, dass die in einem Crashfall auf den Fahrzeugkopf einwirkende Aufprallenergie soweit wie möglich von der Struktur des Fahrzeugkopfes abgebaut werden kann, um die maximalen Beschleunigungen und Kräfte auf die Fahrzeugstruktur zu begrenzen, wobei ein unkontrolliertes Verformen der Konstruktion wirkungsvoll verhindert werden soll, mit dem Ziel, in einem Crashfall einen Überlebensraum für den Fahrzeugführer sicherzustellen.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Fahrzeugkopfes sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Demnach wird zur Verbesserung des Crashverhaltens von Schienenfahrzeugen gemäß der Erfindung ein Fahrzeugkopf vorgeschlagen, der eine Fahrzeugkopfstruktur aufweist, welche vollständig aus Strukturelementen aufgebaut ist, wobei diese Strukturelemente vorrangig aus Faserverbundwerkstoff gebildet sind. Im Einzelnen gehören zu diesen die Fahrzeugkopfstruktur aufbauenden Strukturelementen sowohl Strukturelemente ohne Energieverzehr, welche nachfolgend als „erste Strukturelemente" be- zeichnet werden, als auch Strukturelemente mit Energieverzehr, welche nachfolgend als „zweite Strukturelemente" bezeichnet werden. Zu den Strukturelementen ohne Energieverzehr, d.h. den ersten Strukturelementen, gehören alle Strukturelemente, die zur Ausbildung einer im Wesentlichen verformungssteifen, selbsttragenden Fahrzeugkopfstruktur dienen. Diese im Wesentlichen starre selbsttragende Struktur nimmt den Führerstand des Schienenfahrzeuges auf. Da somit der Führerstand von einer verformungssteifen Kopfstruktur umgeben ist, welche auch im Crashfall nicht signifikant verformt wird, bleibt innerhalb des Schienenfahrzeugkopfs der Überlebensraum für den Zugführer erhalten.
Hingegen dienen in funktioneller Hinsicht die Strukturelemente mit Energieverzehr, d.h. die zweiten Strukturelemente, dazu, die in einem Crashfall aufgrund einer Stoßkraftübertragung anfallende und in den Fahrzeugkopf eingeleitete Stoßenergie zumindest teilweise zu absorbieren bzw. abzubauen, damit die aus den ersten Strukturelementen aufgebaute selbsttragende Struktur des Fahrzeugkopfs nicht in Mitleiden- schaft gezogen wird. Die zweiten Strukturelemente sind vorzugsweise an der von den ersten Strukturelementen aufgebauten selbstragenden Struktur des Fahrzeugkopfs befestigt. Insbesondere sind die zweiten Strukturelemente derart in der selbsttragen- den Struktur aufgenommen, dass diese zusammen mit der selbsttragenden Struktur eine Einheit bilden.
Da bei der erfindungsgemäßen Lösung die Strukturelemente (erste und zweite Struk- turelemente) vollständig aus Faserverbundwerkstoff gebildet sind, ist es insbesondere denkbar, die zweiten Strukturelemente stoffschlüssig mit den ersten Strukturelementen zu verbinden, beispielsweise zu verkleben. Demnach können die zweiten Strukturelemente in der aus den ersten Strukturelementen aufgebauten selbsttragenden Fahrzeugkopfstruktur integriert werden, wobei die zweiten Strukturelemente derart lösbar oder unlösbar in den ersten Strukturelementen aufgenommen sind, dass eine Einheit gebildet wird, welche eine Doppelfunktion aufweist, nämlich einerseits eine Tragfunktion, die durch die ersten Strukturelemente bereitgestellt wird, und andererseits eine Energieverzehrfunktion, die durch die zweiten Strukturelemente bereitgestellt wird.
Wie bereits angedeutet, sind die Strukturelemente, welche die Fahrzeugkopfstruktur aufbauen, vollständig aus Faserverbundwerkstoff gebildet. Hierbei ist es denkbar, durch Verwendung unterschiedlicher Faserverbund-/Faserverbund-Sandwich- Strukturen für die einzelnen Bereiche der Fahrzeugkopfstruktur die in einem Crashfall anfallende und in die Fahrzeugkopfstruktur eingeleitete Stoßenergie gezielt abzubau- en, d.h. zu verzehren.
Dadurch, dass die die Fahrzeugkopfstruktur aufbauenden Strukturelemente nahezu vollständig aus Faserverbundwerkstoff gebildet sind, kann - im Vergleich zu einer in Metallbauweise ausgeführten Fahrzeugkopfstruktur - nicht nur das Gewicht der Fahr- zeugkopfstruktur erheblich reduziert werden. Darüber hinaus zeichnen sich die aus Faserverbundwerkstoff ausgebildeten Strukturelemente durch ihre spezifische Festigkeit aus, so dass die aus den ersten Strukturelementen aufgebaute im Wesentlichen verformungssteife selbsttragende Fahrzeugkopfstruktur selbst im Kollisionsfall nicht versagt, d.h. sich unkontrolliert verformt, wodurch der Überlebensraum des Fahrzeug- führers im Führerstand gewährleistet bleibt.
Da die zweiten Strukturelemente, welche zumindest teilweise die in einem Crashfall anfallende und in die Fahrzeugkopfstruktur eingeleitete Stoßenergie verzehren, ebenfalls aus Faserverbundwerkstoff bestehen, kann - im Vergleich zu herkömmlichen aus Metall gefertigten Verformungsrohren - eine wesentlich höhere gewichtsspezifische Energieabsorption erzielt werden. Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die zweiten Strukturelemente ausgelegt sind, nach deren Ansprechen die in die zweiten Strukturelemente eingeleitete Stoßenergie zumindest teilweise durch nicht-duktile Zerstörung des Faserverbundwerkstoffes der zweiten Strukturelemente abzubauen.
Da die mit den ersten Strukturelementen aufgebaute selbsttragende Struktur des Fahrzeugkopfes im Wesentlichen verformungssteif ausgebildet ist, wird auch bei einer Kollision des Schienenfahrzeuges (Crashfall) ein Überlebensraum in dem von der selbsttragenden Kopfstruktur aufgenommenen Führerstand beibehalten. In diesem Zusammenhang ist es bevorzugt, dass die ersten Strukturelemente derart ausgebildet und miteinander verbunden sind, dass der in einem Crashfall nicht bereits durch die zweiten Strukturelemente abgebaute Anteil der in den Fahrzeugkopf eingeleiteten Stoßenergie in eine mit dem Fahrzeugkopf verbundene Wagenstruktur des Schienenfahrzeuges übertragen wird. Dort kann die Stoßenergie durch die Stoßsicherungselemente der Wagenstruktur des Schienenfahrzeuges schließlich verzehrt werden.
Für den Fall des Überschreitens der konstruktiv ausgelegten maximalen Energieaufnahmemenge der zweiten Strukturelemente bei höheren Kollisionsgeschwindigkeiten (bzw. Kollisionsenergien) sind die ersten Strukturelemente konstruktiv so gestaltet, dass diese kontrolliert verformen und somit eine weitere Energieaufnahme ohne (unkontrolliertes) Kollabieren der Fahrzeugkopfstruktur erfolgen kann.
In einer bevorzugten Realisierung der erfindungsgemäßen Lösung weisen zur Ausbildung der im Wesentlichen verformungssteifen selbsttragenden Kopfstruktur die ersten Strukturelemente zwei jeweils an den Seiten der Fahrzeugkopfstruktur angeordnete A- Säulen sowie eine jeweils den oberen Bereich der beiden A-Säulen fest verbindende Dachstruktur auf, wobei die A-Säulen und die damit fest verbundene Dachstruktur ausgebildet sind, den in einem Crashfall nicht bereits von den zweiten Strukturelementen abgebauten Anteil der in den Fahrzeugkopf eingeleiteten Stoßenergie in die mit dem Fahrzeugkopf verbundene Wagenstruktur des Schienenfahrzeuges zu übertragen. Hierbei ist es ferner denkbar, dass die ersten Strukturelemente auch Seiten- streben aufweisen, welche jeweils mit dem unteren Bereich der beiden A-Säulen fest verbunden sind und zur Übertragung von Stoßkräften in die Wagenstruktur des Schienenfahrzeuges dienen.
Alternativ oder zusätzlich zu der zuvor genannten Ausführungsform, bei welcher Sei- tenstreben vorgesehen sind, welche zur Stoßkraftübertragung von den beiden A- Säulen in die Wagenstruktur des Schienenfahrzeuges dienen, ist es denkbar, die A- Säulen beispielsweise jeweils bogenförmig auszubilden, wobei ferner ein unteres Strukturelement vorgesehen ist, welches mit den oberen Endbereichen der A-Säulen fest verbunden und ausgelegt ist, dem im Crashfall nicht bereits durch die zweiten Energieverzehrelemente abgebauten Teil der in die A-Säulen eingeleiteten Stoßkraft in die mit dem Fahrzeugkopf verbundene Wagenstruktur des Schienenfahrzeuges zu übertragen. Durch die bogenförmige Ausgestaltung der A-Säulen kann dabei auf Seitenstreben verzichtet werden.
Da die Seitenstreben bzw. die A-Säulen im Crashfall extremen Belastungen ausgesetzt sind und insbesondere ein unkontrolliertes Verformen, d.h. Versagen dieser Struktur- elemente verhindert werden muss, ist es bevorzugt, wenn diese Strukturelemente aus einem aus Faserverbundwerkstoff gebildeten Hohlprofil bestehen, in welchem optional zur weiteren Erhöhung der Steifigkeit vorzugsweise ein Stützstoff, insbesondere ein Stützschaum aufgenommen ist.
Andererseits ist es im Hinblick auf die Dachstruktur bevorzugt, diese in Sandwich- Bauweise aus einem Faserverbundwerkstoff herzustellen. Selbstverständlich kommen hier aber auch andere Lösungen in Frage.
Um die beiden A-Säulen miteinander strukturell zu verbinden und somit die Steifigkeit der mit den ersten Strukturelementen ausgebildeten selbsttragenden Rahmenstruktur zu erhöhen, ist es bevorzugt, wenn die ersten Strukturelemente mindestens ein Brüstungselement aufweisen, welches zur strukturellen Verbindung der beiden A-Säulen den jeweils unteren Bereich der A-Säulen miteinander verbindet. Ferner ist es bevorzugt, wenn die ersten Strukturelemente eine verformungssteife Stirnwand aufweisen, welche ebenfalls aus Faserverbundwerkstoff gebildet und derart mit dem Brüstungselement verbunden ist, dass die verformungssteife Stirnwand zusammen mit dem Brüstungselement eine Stirnfläche der Fahrzeugkopfstruktur ausbilden, und somit den in der selbsttragenden Rahmenstruktur aufgenommenen Fahrzeugführerstand im Crashfall vor Intrusionen schützen. Daher wird eine Kollisions-Frontwand bereitge- stellt, welche zumindest einen Bereich der kupplungsseitigen Stirnfläche der Fahrzeugkopfstruktur bildet, wobei das Brüstungselement und/oder die Stirnwand ein wichtiges Bauteil zur Penetrationsvermeidung darstellen/darstellt. Somit kann wirksam verhindert werden, dass in einem Crashfall Bauteile in den mit der selbsttragenden Rahmenstruktur ausgebildeten Raum, in welchem der Fahrzeugführerstand aufge- nommen ist, eindringen können. Selbstverständlich sind aber auch andere Biegequerträgerstrukturen geeignet, um eine derartige Kollisions-Frontwand auszubilden. Vorzugsweise kann die die Kollisions-Frontwand ausbildende Stirnwand aus verschiedenen Faserverbund-/Faserverbund-Sandwich-Komponenten, insbesondere mit den Verstärkungsmaterialien Glas, Aramid, Dyneema und/oder Kohlefaser gefertigt werden. Insbesondere kommt hier eine Sandwich-Bauweise unter Verwendung von Faser- Verstärkungen in Frage. Aufgrund der konstruktiven Anordnung und Gestaltung der Strukturkomponente „Stirnwand" stellt die Stirnwand zusammen mit dem Brüstungselement ein entscheidendes strukturelles Verbindungselement zur Stabilisierung der gesamten selbsttragenden Struktur des Fahrzeugkopfes dar.
Wie bereits angedeutet, zeichnet sich die erfindungsgemäße Lösung unter anderem dadurch aus, dass in der mit den ersten Strukturelementen ausgebildeten selbsttragenden (starren) Rahmenstruktur des Schienenfahrzeugkopfes zweite Strukturelemente, d.h. Strukturelemente mit Energieverzehr, integriert sind. In einer bevorzugten Realisierung des erfindungsgemäßen Fahrzeugkopfes ist dabei vorgesehen, dass diese zweiten Strukturelemente mindestens ein aus Faserverbundwerkstoff gebildetes erstes Energieverzehrelement aufweisen, wobei dieses erste Energieverzehrelement ausgelegt ist, bei Überschreiten einer kritischen Stoßkraft anzusprechen und zumindest einen Teil der bei der Stoßkraftübertragung anfallenden und in das erste Energieverzehrelement eingeleiteten Stoßenergie durch nicht-duktile Zerstörung von zumindest einem Teil der Faserstruktur des ersten Energieverzehrelementes abzubauen. Dadurch, dass beim Energieverzehr der Faserverbundwerkstoff des Energieverzehrelementes nicht-duktil zerstört wird, erfolgt ein Energieverzehr durch Umwandlung der eingeleiteten Stoßenergie in Sprödbruchenergie, wobei zumindest ein Teil des Faserverbundwerkstoffes des Energieverzehrelementes zerfasert bzw. pulverisiert und so- mit das Energieverzehrelement zerstört wird.
Dieser Mechanismus des Zerfaserns und Pulverisierens zeichnet sich durch seinen hohen Ausnutzungsgrad beim Energieverzehr aus, wobei - im Vergleich zu beispielsweise einem in Metallbauweise ausgeführten Stauch- oder Verformungsrohr (Aufwei- tungs- oder Verengungsrohr) ein deutlich höherer gewichts- und bauraumspezifischer Energiebetrag verzehrt werden kann.
Für die Realisierung des aus Faserverbundwerkstoff gebildeten ersten Energieverzehrelementes kommen unterschiedliche Lösungen in Frage. Insbesondere ist es bei- spielsweise denkbar, als Energieverzehrelement eine Faserverbund- Sandwich-Struktur zu verwenden, die als Kernmaterial (Stützstoff) durch eine Wabenstruktur gebildet wird. Eine derartige idealerweise homogene Wabenstruktur mit kon- stantem Geometriequerschnitt zeigt während der Energieabsorption eine gleichmäßige Verformung des Werkstoffs mit geringen Verformungskraftamplituden bei gleichzeitig hohem Ausnutzungs- und Stauchungsgrad. Insbesondere kann mit einem derartigen Energieverzehrelement sichergestellt werden, dass beim Ansprechen dieses die zu verzehrende Energie nach einem vorab festlegbaren Ereignisablauf abgebaut wird. Selbstverständlich sind aber auch andere Ausführungsformen für das erste Energieverzehrelement denkbar.
Vorzugsweise ist an der Stirnseite des Brüstungselementes mindestens ein erstes Energieverzehrelement angeordnet, so dass die beim Energieverzehr auftretenden Verformungskräfte in das Brüstungselement eingeleitet werden. Dabei sollte das erste Energieverzehrelement an der Fahrzeugkontur bzw. den zur Verfügung stehenden Bauraum angepasst sein.
Wie bereits dargelegt, ist es denkbar, dass das erste Energieverzehrelement einen Faserverbund-Sandwichaufbau mit einem Wabenstrukurkern aufweist. Alternativ hierzu ist es selbstverständlich auch möglich, den Kern des ersten Energieverzehrelements aus einem Faserverbund-Rohrbündel auszubilden, wobei die Rohrmittelachsen des Rohrbündels in Fahrzeuglängsrichtung verlaufen.
Zusätzlich zu dem mindestens einen ersten Energieverzehrelement ist es bevorzugt, wenn die zweiten Strukturelemente mindestens ein ebenfalls aus Faserverbundwerkstoff gebildetes zweites Energieverzehrelement aufweisen, welches in struktureller Hinsicht identisch zu dem mindestens einen ersten Energieverzehrelement aufgebaut sein kann. Das mindestens eine zweite Energieverzehrelement sollte allerdings an den der Stirnseite des Fahrzeugkopfes zugewandten Flächen der A-Säulen angeordnet sein.
Durch diese spezielle Anordnung des ersten und zweiten Energieverzehrelementes werden unterschiedliche Kollisionsszenarios berücksichtigt, wobei insbesondere mit dem mindestens einen zweiten Energieverzehrelement, welches einer A-Säule zugeordnet ist, die bei einer Kollision mit einem relativ hohen Kollisionsgegner auftretenden und in den Schienenfahrzeugkopf eingeleiteten Stoßkräfte berücksichtigt werden.
Um andererseits den unteren Bereich des Schienenfahrzeugkopfes zu schützen, ist bei einer bevorzugten Realisierung der erfindungsgemäßen Lösung eine spezielle aus Faserverbundwerkstoff gebildete Unterbodenstruktur vorgesehen, welche mit den die selbsttragende Struktur des Schienenfahrzeugkopfes aufbauenden ersten Strukturelementen derart verbunden ist, dass der Boden des Fahrzeugkopfes gebildet wird.
Denkbar hierbei ist es, dass die Unterbodenstruktur ein aus Faserverbundwerkstoff gebildetes oberes Flächenelement und ein hiervon beabstandetes ebenfalls aus Faserverbundwerkstoff gebildetes unteres Flächenelement aufweist, wobei ferner aus Faserverbundwerkstoff gebildete Streben bzw. Spannten vorgesehen sind, welche das obere und untere Flächenelement fest miteinander verbinden. Hierbei ist es bevorzugt, dass in dieser Unterbodenstruktur weitere Strukturelemente mit Energieverzehr (d.h. zweite Strukturelemente) integriert sind. Denkbar dabei ist es, dass die zweiten Strukturelemente mindestens ein aus Faserverbundwerkstoff gebildetes drittes Energieverzehrelement aufweisen, welches in der Unterbodenstruktur des Fahrzeugkopfes aufgenommen und ausgelegt ist, bei Überschreiten einer kritischen Stoßkraft anzusprechen und zumindest einen Teil der bei der Stoßkraftübertragung anfallenden und in das dritte Energieverzehrelement eingeleiteten Stoßenergie durch nicht-duktile Zerstörung von zumindest einem Teil der Faserstruktur des dritten Energieverzehrelementes abzubauen.
Wenn vorgesehen ist, dass der Fahrzeugkopf eine Mittelpufferkupplung aufweist, die über einen Lagerbock an der Unterbodenstruktur des Fahrzeugkopfes angelenkt ist, ist es bevorzugt, dass die zweiten Strukturelemente ferner mindestens ein aus Faserverbundwerkstoff gebildetes viertes Energieverzehrelement aufweisen, welches zusätzlich zu dem mindestens einen dritten Energieverzehrelement in der Unterbodenstruktur in Stoßrichtung hinter dem Lagerbock angeordnet und ausgelegt ist, bei Ü- berschreiten einer kritischen Stoßkraft anzusprechen und zumindest einen Teil der bei der Stoßkraftübertragung anfallenden und in das vierte Energieverzehrelement eingeleiteten Stoßenergie durch nicht-duktile Zerstörung von zumindest einem Teil der Faserstruktur des vierten Energieverzehrelementes abzubauen.
Das dritte und vierte Energieverzehrelement können in struktureller und funktioneller Hinsicht identisch oder zumindest ähnlich aufgebaut sein.
In einer bevorzugten Realisierung des dritten bzw. vierten Energieverzehrelementes ist vorgesehen, dass das dritte bzw. vierte Energieverzehrelement ein aus Faserver- bundwerkstoff gebildetes Führungsrohr, d.h. beispielsweise ein zylinderförmiges E- nergieverzehrbauteil, sowie ein als Kolben ausgebildetes Druckrohr aufweist, wobei das Druckrohr mit dem Führungsrohr derart zusammenwirkt, dass sich bei Überschrei- ten einer kritischen in das dritte bzw. vierte Energieverzehrelement eingeleiteten Stoßkraft das Druckrohr und das Führungsrohr unter gleichzeitigem Verzehr von zumindest einem Teil der in das dritte bzw. vierte Energieverzehrelement eingeleiteten Stoßenergie relativ zueinander aufeinander zu bewegen. Der eigentliche Energiever- zehr wird dadurch realisiert, dass das Führungsrohr mindestens einen Energieverzehrbereich aus Faserverbundwerkstoff aufweist, welcher bei der Bewegung des als Kolben ausgebildeten Druckrohres relativ zu dem Führungsrohr zumindest teilweise nicht-duktil zerfasert und pulverisiert wird.
Wie auch bei den anderen zu den zweiten Strukturelementen gehörenden Energieverzehrelementen (erstes und zweites Energieverzehrelement) wird somit zumindest ein Teil der eingeleiteten Stoßenergie dadurch abgebaut, dass der Energieverzehrbereich des Führungsrohres nicht plastisch derart verformt wird, wie es beispielsweise bei Verformungsrohren in Metallbauweise der Fall wäre, sondern zumindest teilweise in Einzelteile zerlegt wird. Mit anderen Worten, bei Ansprechen des dritten bzw. vierten Energieverzehrelementes wird die in das Energieverzehrelement eingeleitete Stoßenergie zum Zerfasern und Pulverisieren des Energieverzehrbereiches genutzt und somit zumindest teilweise abgebaut. Da das Zerfasern und Pulverisieren eines Werkstückes - im Vergleich zu einem üblichen (metallischen) plastischen Verformen - we- sentlich mehr Energie erfordert, eignet sich das dritte bzw. vierte Energieverzehrelement insbesondere auch zum Abbau von hohen Stoßenergien.
Andererseits zeichnet sich ein aus Faserverbundwerkstoff ausgebildetes Energieverzehrelement mit seinem hohen gewichtsspezifischen Energieabsorptionsvermögen - im Vergleich zu herkömmlichen aus Metall ausgebildeten Energieverzehrelementen (beispielsweise Verformungsrohren) - durch seine Leichtbauweise aus, so dass das Gesamtgewicht des Fahrzeugkopfes erheblich reduziert werden kann.
Unter dem hierin verwendeten Ausdruck „Zerfasern des aus Faserverbundwerkstoff gebildeten Energieverzehrbereiches" ist ein (gewollt herbeigeführtes) Versagen der Faserstruktur des Faserverbundwerkstoffes zu verstehen, aus welchem der Energieverzehrbereich gebildet ist. Ein Zerfasern des aus Faserverbundwerkstoff gebildeten Energieverzehrbereiches ist insbesondere nicht mit dem Auftreten lediglich eines (Spröd-)Bruches im Energieverzehrbereich zu vergleichen. Vielmehr wird beim Zerfa- sern der Faserverbundwerkstoff des Energieverzehrbereiches in möglichst viele kleine Einzelbruchteile (Fragmente) zerlegt, wobei idealerweise für das Ausschöpfen des gesamten Energieabsorptionsvermögens des Faserverbundmaterials die gesamte Menge des das Energieverzehrelement ausbildenden Faserverbundwerkstoffes pulverisiert wird.
Bei der bevorzugten Ausführungsform des dritten bzw. vierten Energieverzehrelemen- tes ist - wie bereits angedeutet - das Druckrohr als Kolben und zumindest der dem Druckrohr zugewandte Bereich des Führungsrohres als Zylinder ausgebildet, wobei das als Kolben ausgeführte Druckrohr mit dem Führungsrohr derart verbunden ist, dass bei Ansprechen des Energieverzehrelementes der Kolben (Druckrohr) in den Zylinder (Führungsrohr) hineinläuft und dabei den aus Faserverbundwerkstoff ausgebil- deten Energieverzehrbereich nicht-duktil zerfasert.
Im Einzelnen ist es denkbar, dass ein dem Führungsrohr zugewandter Bereich des Druckrohres von einem dem Druckrohr zugewandten Bereich des Führungsrohres derart teleskopartig aufgenommen ist, dass die Stirnseite des dem Führungsrohr zuge- wandten Bereiches des Druckrohres an einen Anschlag des aus Faserverbundwerkstoff gebildeten Energieverzehrbereiches anstößt. Durch diesen teleskopartigen Aufbau ist sichergestellt, dass die bei Ansprechen des Energieverzehrelementes auftretende Relativbewegung zwischen dem Druckrohr und dem Führungsrohr geführt ist und die Funktionalität und das Verformungsverhalten auch unter Querkräften sichergestellt wird.
Um zu erreichen, dass beim Ansprechen des dritten bzw. vierten Energieverzehrelementes die Stoßenergie nur durch den aus Faserverbundwerkstoff ausgebildeten E- nergieverzehrbereich abgebaut wird, sollte die Stirnseite des dem Führungsrohr zu- gewandten Bereiches des Druckrohres eine im Vergleich zu dem aus Faserverbundwerkstoff gebildeten Energieverzehrbereich höhere Festigkeit aufweisen. Dann nämlich ist sichergestellt, dass die beim Ansprechen des (dritten bzw. vierten) Energieverzehrelementes auftretende Bewegung des Druckrohres relativ zu dem Führungsrohr nur eine Zerstörung des Energieverzehrbereiches zur Folge hat, wobei die anderen Komponenten des Energieverzehrelementes nicht versagen. Auf diese Weise lässt sich ein vorab festlegbarer Ereignisablauf beim Energieverzehr realisieren.
In einer bevorzugten Ausführungsform des dritten bzw. vierten Energieverzehrelementes ist das Druckrohr als Hohlkörper ausgebildet, welcher an seiner dem Füh- rungsrohr zugewandten Stirnseite offen ist. Demnach sind die bei der Bewegung des Druckrohres relativ zu dem Führungsrohr entstehenden Bruchteile des aus Faserver- bundwerkstoff gebildeten Energieverzehrbereiches zumindest teilweise im Inneren des Hohlkörpers aufnehmbar.
Diese Ausführungsform des dritten bzw. vierten Energieverzehrelementes liefert somit eine nach außen hin vollständig gekapselte Lösung, wobei insbesondere sichergestellt ist, dass beim Ansprechen des Energieverzehrelementes keine Teile, wie etwa Bruchteile oder Faserteile des Energieverzehrbereiches, umherfliegen, in den Fahrzeugführerraum intrudieren können und möglicherweise Personen verletzen oder andere Bauteile des Fahrzeugkopfes beschädigen oder gar zerstören.
Wie bereits angedeutet, wird mit der bevorzugten Ausführungsform des dritten bzw. vierten Energieverzehrelementes ein Energieverzehr dadurch realisiert, dass beim Ansprechen des Energieverzehrelementes der aus Faserverbundwerkstoff gebildete E- nergieverzehrbereich nach einem vorab festgelegten Ereignisablauf zumindest teilwei- se nicht-duktil zerfasert wird. Dabei hängt vorzugsweise die Länge des Energieverzehrbereiches, welche bei einer Bewegung des Druckrohres relativ zu dem Führungsrohr nicht-duktil zerfasert wird, von der Wegstrecke der Relativbewegung zwischen dem Druckrohr und dem Führungsrohr ab.
In einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugkopfes ist ferner ein aus Faserverbundwerkstoff gebildeter Unterfahrschutz bzw. Bahnräumer vorgesehen. Denkbar hierbei ist es, dass dieser Unterfahrschutz an der Unterseite der Unterbodenstruktur des Schienenfahrzeugkopfes befestigt und ausgelegt ist, bei Überschreiten einer in den Unterfahrschutz eingeleiteten kritischen Stoßkraft durch kon- trollierte Verformung zumindest einen Teil der bei der Stoßkraftübertragung anfallenden Stoßenergie abzubauen.
Alternativ hierzu ist es denkbar, dass der Unterfahrschutz über Führungsschienen mit der Unterseite der Unterbodenstruktur derart verbunden ist, dass der Unterfahrschutz nach Überschreiten einer in den Unterfahrschutz eingeleiteten kritischen Stoßkraft relativ zu der Unterbodenstruktur in Fahrzeuglängsrichtung verschiebbar ist, wobei ferner mindestens ein aus Faserverbundwerkstoff gebildetes Energieverzehrelement vorgesehen ist, welches derart angeordnet und ausgelegt ist, dass bei einer Verschiebung des Unterfahrschutzes relativ zu der Unterbodenstruktur der Faserverbundwerk- Stoff des Energieverzehrelementes unter gleichzeitigem Abbau von zumindest einem Teil der bei der Stoßkraftübertragung in den Unterfahrschutz eingeleiteten Stoßenergie nicht-duktil zerstört wird. Zum Bereitstellen eines kollisionssicheren Schienenfahrzeugkopfes ist es ferner bevorzugt, eine Frontscheibe vorzusehen, die zumindest teilweise an der selbsttragenden Struktur des Fahrzeugkopfes befestigt ist, wobei diese Frontscheibe vorzugsweise ebenfalls eine Energieverzehrfunktion aufweist. Denkbar hierbei ist es, dass die Frontscheibe ein inneres und ein äußeres durchsichtiges (transparentes) Flächenelement aufweist, wobei diese Flächenelemente beabstandet voneinander angeordnet sind und zwischen ihnen einen Zwischenraum ausbilden. Dieser Zwischenraum kann mit einem Verbindungselement zwischen dem äußeren und inneren Flächenelement, beispiels- weise in Form von einem durchsichtigen (transparenten) Energieabsorptionsschaum aufgefüllt werden. Ebenso ist es denkbar, das Verbindungselement in einem Randbereich der Flächenelemente im Zwischenraum vorzusehen. In diesem Fall kann der Randbereich mit weniger durchsichtigem Energieabsorptionsschaum aufgefüllt werden.
Denkbar ist natürlich auch für diese Art der Frontscheiben-Energieabsorption, die Konstruktion mehrschichtig auszuführen, d. h. mehrere im definierten Abstand mit Verbindungselementen übereinander befestigte Flächenelemente anzuordnen.
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beispielhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugkopfes beschrieben.
Es zeigen :
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht auf eine erste Ausführungsform der Fahrzeugkopfstruktur des erfindungsgemäßen Fahrzeugkopfes;
Fig. 2 eine Seitenansicht auf die Fahrzeugkopfstruktur gemäß Fig. 1;
Fig. 3 eine Seitenansicht auf den Fahrzeugkopf gemäß der ersten Ausführungsform mit einer Struktur gemäß Fig. 1 und einem angedeuteten Außendesign;
Fig. 4 eine Seitenansicht auf eine A-Säule mit am unteren Bereich der A-Säule befestigter Seitenstrebe und am oberen Bereich der A-Säule befestigter
Dachstruktur; Fig. 5 eine perspektivische Ansicht auf die Seitenstrebe gemäß Fig. 4;
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht auf die bei der Fahrzeugkopfstruktur gemäß
Fig. 1 zum Einsatz kommende Dachstruktur;
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht auf das bei der Fahrzeugkopfstruktur gemäß Fig. 1 zum Einsatz kommende Brüstungselement mit daran befestigten ersten Energieverzehrelementen;
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht auf die bei der Fahrzeugkopfstruktur gemäß
Fig. 1 zum Einsatz kommende Unterbodenstruktur in einer teilgeschnitten Ansicht;
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht auf Komponenten der Unterbodenstruktur gemäß Fig. 8;
Fig. 10 eine Seitenansicht auf ein in der Unterbodenstruktur gemäß Fig. 8 zum
Einsatz kommendes drittes Energieverzehrelement in einer Schnittansicht;
Fig. 11 das in Fig. 10 gezeigte dritte Energieverzehrelement in einer Explosionsdarstellung;
Fig. 12 einen Ausschnitt aus dem dritten Energieverzehrelement gemäß Fig. 10;
Fig. 13 eine Seitenansicht auf das in der Unterbodenstruktur gemäß Fig. 8 zum
Einsatz kommende vierte Energieverzehrelement in einer teilgeschnittenen Ansicht;
Fig. 14 das in Fig. 13 dargestellte vierte Energieverzehrelement in einer Explosionsdarstellung;
Fig. 15 eine alternative Ausführungsform für das vierte Energieverzehrelement;
Fig. 16 eine perspektivische Ansicht auf eine Ausführungsform des bei der Fahrzeugkopfstruktur gemäß Fig. 1 zum Einsatz kommenden Unterfahrschutzes; Fig. 17 eine alternative Ausführungsform des Unterfahrschutzes;
Fig. 18 eine alternative Ausführungsform des Unterfahrschutzes; und
Fig. 19 eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fahrzeugkopfstruktur.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eine erste Ausführungsform der Fahrzeugkopfstruktur 100 beschrieben, die bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeugkopf einsetzbar ist.
Im Einzelnen ist in Fig. 1 die erste Ausführungsform der Fahrzeugkopfstruktur 100 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Fig. 2 zeigt die Fahrzeugkopfstruktur 100 ge- maß Fig. 1 in einer Seitenansicht. Eine Seitenansicht auf den Fahrzeugkopf gemäß der ersten Ausführungsform mit einer Fahrzeugkopfstruktur 100 gemäß Fig. 1 bzw. Fig. 2 und einem angedeuteten Außendesign 102 ist in Fig. 3 gezeigt.
Demnach handelt es sich bei der dargestellten Ausführungsform um eine Fahrzeug- kopfstruktur 100, welche ausgelegt ist, an der Stirnseite eines (nicht explizit dargestellten) Schienenfahrzeuges befestigt zu werden. Die Fahrzeugkopfstruktur 100 ist vollständig aus Strukturelementen aufgebaut, die nachfolgend unter Bezugnahme insbesondere der Figuren 4 bis 18 beschrieben werden. Diese Strukturelemente, aus welchen die Fahrzeugkopfstruktur 100 aufgebaut ist, sind durchweg aus Faserver- bundwerkstoff gebildet und können in Differential-, Integral- oder Mischbauweise ausgeführt werden. Unter Berücksichtigung der Festigkeits- und Fertigungsvorteile der Faserverbund-/Faserverbund-Sandwich-Strukturen mit Zielstellung des Leichtbaus wird eine weitestgehend integrale Bauweise des Schienenfahrzeugkopfes vorgesehen.
Faserverbundwerkstoffe sind aus in polymere Matrixsysteme eingebetteten Verstärkungsfasern aufgebaut. Während die Matrix die Fasern in einer vorbestimmten Position hält, Spannungen zwischen den Fasern überträgt und die Fasern vor äußeren Einflüssen schützt, kommt den Verstärkungsfasern die tragenden mechanischen Eigenschaften zu. Als Verstärkungsfasern sind insbesondere Glas-, Aramid- und Kohlen- stofffasern geeignet. Da Aramidfasern aufgrund ihrer Dehnbarkeit nur eine relativ niedrige Steifigkeit aufweisen, sind zur Ausbildung der jeweiligen Energieverzehrelemente der Fahrzeugkopfstruktur 100 insbesondere Glas- und Kohlenstofffasern bevor- zugt. Allerdings eignen sich Aramidfasern beispielsweise bei der Ausbildung der verformungssteifen Stirnwand 15, welche dazu dient, einen in der selbsttragenden Struktur des Fahrzeugkopfes aufgenommenen Fahrzeugführerstand 101 im Crashfall vor Intrusionen zu schützen.
Zur Konstruktion der jeweiligen Strukturelemente der Fahrzeugkopfstruktur 100 wird in bevorzugter Weise eine bestimmte Faserarchitektur bzw. ein bestimmter Lagenaufbau realisiert, um an den zu erwartenden Lastfall angepasste Eigenschaften der Strukturelemente zu erhalten. Insbesondere ist es bevorzugt, als Material für die Strukturelemente, welche die verformungssteife, selbsttragende Struktur des Fahrzeugkopfes 100 aufbauen, einen kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff einzusetzen, da ein derartiger Werkstoff sehr hohe spezifische Festigkeiten aufweist. Durch die materielle Festlegung des Lagen- und Sandwichaufbaus einschließlich des Materix- systems und des Fertigungsverfahrens werden nicht nur die Lasten in Stoßkraftrich- tung, die weitgehend der Fahrzeuglängsrichtung entspricht, aufgenommen, sondern auch alle im Betrieb und im Kollisionsfall räumlich angreifenden weiteren Lasten, d.h. Querkräfte und Momente.
Wie bereits eingangs angedeutet, zeichnet sich eine Fahrzeugkopfstruktur 100, wel- che nach den erfindungsgemäßen Lehren ausgebildet ist, dadurch aus, dass diese vollständig aus Strukturelementen aufgebaut ist, die aus Faserverbundwerkstoff gebildet sind, wobei die die Fahrzeugkopfstruktur 100 aufbauenden Strukturelemente einerseits Strukturelemente ohne Energieverzehr („erste Strukturelemente") und andererseits Strukturelemente mit Energieverzehr („zweite Strukturelemente") aufwei- sen. Die ersten Strukturelemente sind derart ausgebildet und direkt miteinander verbunden, dass zur Aufnahme eines Fahrzeugführerstandes 101 eine im Wesentlichen verformungssteife, selbsttragende Kopfstruktur ausgebildet wird.
Bei der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform der Fahrzeugkopfstruktur 100 gehören zu den ersten Strukturelementen, welche also die im Wesentlichen verformungssteife, selbsttragende Struktur der Fahrzeugkopfstruktur 100 ausbilden, insbesondere zwei jeweils seitlich der Fahrzeugkopfstruktur 100 angeordneten A-Säulen 10, 10' sowie eine jeweils den oberen Bereich der beiden A-Säulen 10, 10' fest verbindende Dachstruktur 11. Bei der Ausführungsform der Fahrzeugkopfstruktur 100 beispielsweise gemäß Fig. 1 gehören zu den ersten Strukturelementen ferner Seitenstreben 12, 12', welche jeweils mit dem unteren Bereich der beiden A-Säulen 10, 10' fest verbunden sind und zur Übertragung von Stoßkräften in die Wagenstruktur des Schienenfahrzeuges (nicht explizit dargestellt) dienen.
In Fig. 4 ist eine Seitenansicht auf eine A-Säule 10 dargestellt, welche mit einer Sei- tenstrebe 12 und einer Dachstruktur 11 verbunden ist, wobei diese Kombination aus A-Säule 10, Seitenstrebe 12 und Dachstruktur 11 bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der Fahrzeugkopfstruktur zum Einsatz kommt.
In Fig. 5 ist die Seitenstrebe 12 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt.
Zusätzlich zu den ersten Strukturelementen, welche die verformungssteife, selbsttragende Fahrzeugkopfstruktur 100 aufbauen, gehört bei der dargestellten Ausführungsform der Fahrzeugkopfstruktur 100 ferner ein Brüstungselement 14 sowie die bereits erwähnte verformungssteife Stirnwand 15. Das Brüstungselement 14, welches bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der Fahrzeugkopfstruktur 100 zum Einsatz kommt, ist in einer separaten Darstellung in Fig. 7 gezeigt.
Fig. 6 zeigt die Dachstruktur 11, welche bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 verwendet wird.
Die erfindungsgemäße Fahrzeugkopfstruktur 100 weist - wie bereits angedeutet - neben den ersten Strukturelementen auch noch zweite Strukturelemente auf, d.h. Strukturelemente mit Energieverzehr. Zu diesen zweiten Strukturelementen gehören einerseits aus Faserverbundwerkstoff gebildete erste Energieverzehrelemente 20, 20'. Da- bei ist vorgesehen, dass an der Stirnseite des Brüstungselementes 14 mindestens ein erstes Energieverzehrelement - in der Darstellung gemäß Fig. 1 und insbesondere gemäß Fig. 7 genau zwei erste Energieverzehrelemente 20, 20' - angeordnet sind.
Diese an der Stirnseite des Brüstungselementes 14 angeordneten ersten Energiever- zehrelemente 20, 20' sind aus Faserverbund-/Faserverbund-Sandwich-Werkstoff gebildet und ausgelegt, bei Überschreiten einer kritischen Stoßkraft anzusprechen und zumindest einen Teil der bei der Stoßkraftübertragung anfallenden und in das erste Energieverzehrelement 20, 20' eingeleiteten Stoßenergie durch nicht-duktile Zerstörung von zumindest einem Teil der Faserstruktur des ersten Energieverzehrelements 20, 20' abzubauen. Andererseits gehören zu den zweiten Strukturelementen ebenfalls aus Faserverbund- /Faserverbund-Sandwich-Werkstoff gebildete zweite Energieverzehrelemente 21, 21', die den beiden A-Säulen 10, 10' der tragenden Struktur des Fahrzeugkopfs 100 zugeordnet sind. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der Fahrzeugkopfstruktur 100 ist an jeder der Stirnseite der Fahrzeugkopfstruktur 100 zugewandten Fläche der A-Säulen 10, 10', jeweils ein zweites Energieverzehrelement 21, 21' angeordnet. Wie auch die ersten Energieverzehrelemente 20, 20' sind die zweiten Energieverzehrelemente 21, 21' aus Faserverbund-/Faserverbund-Sandwich-Werkstoff gebildet und ausgelegt, bei Überschreiten einer kritischen Stoßkraft anzusprechen und zumindest ei- nen Teil der bei der Stoßkraftübertragung anfallenden und in das zweite Energieverzehrelement 21, 21' eingeleiteten Stoßenergie durch nicht-duktile Zerstörung von zumindest einem Teil der Faserstruktur des zweiten Energieverzehrelements 21, 21' abzubauen.
Die ersten und zweiten Energieverzehrelemente 20, 20' bzw. 21, 21' sind mit den entsprechenden ersten Strukturelementen, d.h. dem Brüstungselement 14 und den A- Säulen 10, 10', vorzugsweise stoffschlüssig fest verbunden, insbesondere verklebt.
Die A-Säulen 10, 10' und die damit fest verbundene Dachstruktur 11 bilden zusammen mit den Seitenstreben 12, 12' und dem Brüstungselement 14 eine selbsttragende verformungssteife Kopfstruktur, welche sowohl betriebsfest als auch kollisionssicher ausgelegt ist, den im Crashfall nicht bereits von den zweiten Strukturelementen abgebauten Anteil der in den Fahrzeugkopfstruktur 100 eingeleiteten Stoßenergie durch die verformungssteife Fahrzeugkopfstruktur 100 kontrolliert abzubauen, um die auf den Führerstand und die mit dem Fahrzeugkopf verbundene Wagenkastenstruktur des Schienenfahrzeuges wirkenden Beschleunigungen und Kräfte zu begrenzen.
In einer bevorzugten Realisierung der erfindungsgemäßen Lösung bestehen die Seitenstreben 12, 12' und die A-Säulen 10, 10' aus einem aus Faserverbundwerkstoff ge- bildeten Hohlprofil, in welchem zur Erhöhung der Steifigkeit der Seitenstreben 12, 12' bzw. der A-Säulen 10, 10' ein Stützmaterial beispielsweise in Form eines Schaums eingefüllt ist. Andererseits empfiehlt es sich, die Dachstruktur 11 in Sandwich- Bauweise aus einem Faserverbundwerkstoff herzustellen.
Das Brüstungselement 14 dient in erster Linie zur strukturellen Verbindung der beiden A-Säulen 10, 10' so dass dieses Brüstungselement 14 den jeweils unteren Bereich der beiden A-Säulen 10, 10' miteinander verbindet. Die bereits erwähnte verformungsstei- fe Stirnwand 15 ist derart mit dem Brüstungselement 14 verbunden, dass eine Stirnfläche der Fahrzeugkopfstruktur 100 ausgebildet wird, um den in der selbsttragenden Struktur aufgenommenen Fahrzeugführerstand 101 im Crashfall vor Intrusionen zu schützen.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figuren 8 und 9 die Unterbodenstruktur 16 beschrieben, welche bei der in Fig. 1 dargestellten Fahrzeugkopfstruktur 100 vorgesehen ist.
Im Einzelnen ist die Unterbodenstruktur 16 aus Faserverbund-/Faserverbund-
Sandwich-Werkstoff ausgebildet und mit ersten Strukturelementen der Fahrzeugkopfstruktur 100 derart verbunden, dass der Boden des Führerstandes 101 bzw. der Boden der Fahrzeugkopfstruktur 100 gebildet wird.
Wie es insbesondere der Darstellung in Fig. 8 entnommen werden kann, weist die Unterbodenstruktur 16 ein aus Faserverbund-/Faserverbund-Sandwich-Werkstoff gebildetes oberes Flächenelement 16a und ein hiervon beabstandetes, ebenfalls aus Faserverbundwerkstoff gebildetes unteres Flächenelement 16b auf, wobei diese Flächenelemente 16a, 16b voneinander beabstandet sind. Ferner sind aus Faserver- bundwerkstoff gebildete Streben 16c vorgesehen, welche das obere und untere Flächenelement 16a, 16b fest miteinander verbinden.
In der Unterbodenstruktur 16 sind bei der dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fahrzeugkopfstruktur 100 zwei dritte Energieverzehrelemente 22, 22' aufgenommen, wobei diese dritten Energieverzehrelemente 22, 22' jeweils einen Crashpuffer darstellen.
Andererseits weist die Fahrzeugkopfstruktur 100 gemäß der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform eine Crashkupplung mit integrierten Energieverzehrelementen auf, welche im Wesentlichen aus einem vierten Energieverzehrelement 23, einem Lagerbock 31 sowie einer Mittelpufferkupplung 30 besteht. Wie in Fig. 9 gezeigt, ist das vierte Energieverzehrelement 23 in der Unterbodenstruktur 16 in Stoßrichtung hinter dem Lagerbock 31 angeordnet und dient zum Verzehr von zumindest einem Teil der über die Mittelpufferkupplung 30 in die Unterbodenstruktur 16 eingeleiteten irrever- siblen Stoßenergie. Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die Darstellungen in den Figuren 10 bis 12 der Aufbau und die Funktionsweise der bei der dargestellten Ausführungsform zum Einsatz kommenden dritten Energieverzehrelemente (Crashpuffer) näher beschrieben.
Der Darstellung in den Figuren 10 und 11 kann entnommen werden, dass das dritte Energieverzehrelement 22, 22' im Wesentlichen aus einem Führungsrohr 60 und einem Druckrohr 62 besteht. Im Einzelnen ist das Druckrohr 62 als Kolben und zumindest der dem Druckrohr 62 zugewandte Bereich des Führungsrohres 60 als Zylinder ausgebildet. Der dem Führungsrohr 60 zugewandte Bereich des als Kolben ausgebil- deten Druckrohres 62 ist teleskopartig von dem als Zylinder ausgebildeten Bereich des Führungsrohres 60 aufgenommen.
Das Führungsrohr 60 ist einstückig aus Faserverbundwerkstoff ausgebildet. Im Einzelnen weist das Führungsrohr 60 einen Energieverzehrbereich 61 sowie einen an den Energieverzehrbereich angrenzenden Führungsbereich auf.
Wie es insbesondere der Darstellung in Fig. 12 entnommen werden kann, ist am Übergang zwischen dem Energieverzehrbereich 61 und dem Führungsbereich eine Kante vorgesehen, welche einen Anschlag 63 ausbildet, an den das als Kolben ausge- bildete Druckrohr 62 anstößt. Im Einzelnen ist somit der Führungsrohr 60 als ein aus Faserverbundwerkstoff ausgebildeter rohrförmiger Körper ausgeführt, der im Inneren einen Absatz aufweist, welcher den Anschlag 63 ausbildet. Andererseits ist das als Kolben ausgebildete Druckrohr 62 als ein rohrförmiger Körper ausgeführt, der eine Innenfase 66 aufweist (vgl. Fig. 12). Selbstverständlich ist es ebenso denkbar, das hier exemplarisch dargestellte Führungsrohr 60 und das Druckrohr 62, jeweils mit einem Kreisringquerschnitt gezeigt, mit anderen Querschnittsgeometrien, beispielsweise mit ovalen, rechteckigen, quadratischen, drei- oder fünfeckigen Querschnittsgeometrien auszuführen.
Wie es der Darstellung in Fig. 12 entnommen werden kann, ist es grundsätzlich denkbar, dass die Stirnseite des dem Führungsrohr 60 zugewandten Bereiches des als Kolben ausgebildeten Druckrohres 62 an den Anschlag 63 des Energieverzehrbereiches
61 direkt anstößt. Alternativ hierzu ist es allerdings auch denkbar, dass an der Stirnseite des als Kolben ausgebildeten Druckrohres 62 ein Kegelring 64 vorgesehen ist, so dass dieser Kegelring 64 an den Anschlag 63 des Führungsrohres 60 anstößt (vgl. Fig. 10 und Fig. 11). Der Kegelring 64 sollte dabei fest mit der Stirnseite des Druckrohres
62 verbunden sein. Der Führungsbereich des Führungsrohres 60 ist bei der in Fig. 10 und Fig. 11 dargestellten Ausführungsform als Führungsrohr ausgebildet, dessen Innendurchmesser größer als der Außendurchmesser des als Kolben ausgebildeten Druckrohres 62 ist. Auf diese Weise kann der dem Führungsrohr 60 zugewandte Bereich des Druckrohres 62 teleskopartig von dem Führungsrohr 60 aufgenommen werden.
Wie es insbesondere der Darstellung in Fig. 10 entnommen werden kann, weist das insgesamt rohrförmig ausgebildete Führungsrohr 60 innerhalb des Energieverzehrbe- reiches 61 einen Innendurchmesser auf, welcher kleiner als der Außendurchmesser des Druckrohres 62 ist (vgl. hierzu auch die Darstellung in Fig. 12). Die beim Übergang zwischen dem Führungsbereich und dem Energieverzehrbereich 61 vorgesehene Kante 63 stellt somit einen Anschlag dar, an den das als Kolben ausgebildete Druckrohr 62 anstößt. Die konstruktive Gestaltung dieses Übergangsbereichs als Trigger- stelle für das Druckrohr 62 beeinflusst maßgeblich die Anfangskraftspitze und das Kraft-Verformungs-Verhalten des Faserverbund-Energieverzehrelements (Druckrohr 62).
Das in den Figuren 10 und 11 exemplarisch dargestellte dritte Energieverzehrelement 22, 22' ist dahingehend ausgelegt, dass in das Energieverzehrelement 22, 22', und insbesondere in das als Kolben ausgebildete Druckrohr 62 eingeleitete Stoßkräfte in die dem Führungsrohr 60 abgewandte Stirnseite des Druckrohres 62 eingeleitet werden. Hierzu ist es denkbar, an der dem Führungsrohr 60 abgewandten Stirnseite des Druckrohres 62 einen Aufkletterschutz 65 anzubringen.
Die für das Ansprechen des dritten Energieverzehrelementes 22, 22' kritische Stoßkraft wird durch die Materialeigenschaften und konstruktive Gesaltung, insbesondere im Übergangsbereich (Triggerbereich, Anschlag 63) festgelegt. Im Einzelnen wird die für das Ansprechen des dritten Energieverzehrelementes 22, 22' kritische Stoßkraft durch die Materialeigenschaften und konstruktive Gestaltung des Energieverzehrbereiches 61 bestimmt. Beim Ansprechen des dritten Energieverzehrelementes 22, 22' wird das Faserverbundmaterial der Innenwand des Energieverzehrbereiches 61 von dem sich relativ zu dem Führungsrohr 60 in Richtung des Energieverzehrbereiches 61 bewegenden Druckrohr 62 nicht-duktil zerfasert.
Wesentlich ist dabei, dass von dem sich in Richtung Energieverzehrbereich 61 bewegenden Druckrohr 62 nur das Material des Energieverzehrbereiches 61 nicht-duktil zerfasert wird, welches die Innenwand des Energieverzehrbereiches 61 bildet. Beim Energieverzehr schiebt sich somit das Druckrohr 62 weiter in das Führungsrohr 60 hinein und schabt dabei den Innenbereich des Energieverzehrbereiches 61 aus. Bei diesem Abschaben wird Material des Energieverzehrbereiches 61 zerfasert, wobei die Außenwand des Energieverzehrbereiches 61 jedoch nicht in Mitleidenschaft gezogen wird. Die verbleibende Außenwand des Energieverzehrbereiches 61 dient als Führungsfläche zum Führen der Bewegung des Druckrohres 62 gegenüber dem Führungsrohr 60.
Damit beim Ansprechen des dritten Energieverzehrelementes 22, 22' nur das Faserverbundmaterial des Energieverzehrbereiches 61, und nicht beispielsweise das Material des Druckrohres 62 zerfasert wird, sollte die Stirnseite des Druckrohres 62 eine im Vergleich zu dem Energieverzehrbereich 61 höhere Festigkeit aufweisen.
Wie es insbesondere der Darstellung in Fig. 12 entnommen werden kann, ist das als Kolben ausgeführte Druckrohr 62 als ein an seiner dem Führungsrohr 60 zugewandten Stirnseite offener Hohlkörper ausgebildet, wobei dieser Hohlkörper eine Innenfase 66 aufweist. Die bei der Bewegung des Druckrohres 62 relativ zu dem Führungsrohr 60 entstehenden Bruchteile des aus Faserverbundwerkstoff gebildeten Energieverzehrbe- reiches 61 werden dabei im Inneren des Hohlkörpers aufgenommen. Dies hat den Vorteil, dass bei dem Zerfasern des Energieverzehrbereiches 61 keine Bruchteile des Faserverbundwerkstoffes nach außen gelangen können.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Darstellungen in den Figuren 13 bis 15 mögliche Ausführungsformen für das vierte Energieverzehrelement 23 beschrieben, welches in der Unterbodenstruktur 16 der Fahrzeugkopfstruktur 100 vorgesehen ist.
Im Einzelnen dient das vierte Energieverzehrelement 23 zur Absorption der über die Mittelpufferkupplung 30 in die Unterbodenstruktur 16 eingeleiteten Stoßkräfte im Crashfall. Hierzu ist das vierte Energieverzehrelement 23 in Stoßrichtung hinter dem Lagerbock 31 angeordnet, über den die Mittelpufferkupplung 30 in horizontaler und vertikaler Richtung schwenkbar ist.
Das vierte Energieverzehrelement 23 weist ein vorzugsweise aus Faserverbundwerk- Stoff ausgebildetes Führungsrohr 60, ein Crashrohr 61 sowie ein Druckrohr 62 auf. Im Einzelnen sind bei der in Fig. 13 dargestellten Ausführungsform in dem der Mittelpufferkupplung 30 zugewandten Bereich des Führungsrohres 60 das Crashrohr 61 und in dem gegenüberliegenden Bereich das Druckrohr 62 teleskopartig aufgenommen. Zwischen dem Crashrohr 61 und dem Druckrohr 62 ist eine Verjüngung 64 beispielsweise in Gestalt eines Kegelringes angeordnet. Im Crashfall reißen die Verbindungselemente der Kupplung 30 von dem Lagerbock 31 ab. Die im Führungsrohr 60 geführte Kupp- lung drückt auf einen Fangteller 32. Der Fangteller 32 leitet die Stoßkraft in das
Druckrohr 62 ein, welches sich relativ zu dem Führungsrohr 60 in Richtung des Crashrohres 61 bewegt. Dabei drückt das Druckrohr 62 über die Verjüngung 64 auf das Crashrohr 61. Beim Erreichen der dafür ausgelegten Verformungskraft stülpen sich die Verjüngung 64 und das Druckrohr 62 über das Crashrohr 61, welches nicht-duktil zer- fasert und dabei die bei der Stoßkraftübertragung anfallende Stoßenergie zumindest teilweise absorbiert. Das umgeformte bzw. zerfaserte Material des Crashrohrs 61 verbleibt dabei im Druckrohr 62.
Wie auch bei dem unter Bezugnahme auf die Darstellungen in den Figuren 10 und 11 zuvor beschriebenen dritten Energieverzehrelement 22, 22' ist es bevorzugt, wenn sämtliche Bauteile des vierten Energieverzehrelementes 23 aus einem Faserverbundwerkstoff gebildet sind. Gegebenfalls kann jedoch die Verjüngung 64 aus einer Metallstruktur ausgebildet sein.
In Fig. 15 ist eine alternative Ausführungsform zu dem vierten Energieverzehrelement 23 dargestellt. Wie auch das Energieverzehrelement 23 gemäß den Figuren 13 und 14 besteht die in Fig. 14 dargestellte Ausführungsform aus einem Stütz- bzw. Druckrohr 62, einer Verjüngung 64, einem Führungsrohr 60 und einem Crashrohr 61, wobei allerdings diesmal das Crashrohr 61 in dem der Mittelpufferkupplung 30 zugewandten Bereich des Führungsrohres 60 vorgesehen ist. Im Crashfall reißt die Kupplung 30 von dem Lagerbock 31 ab und drückt auf den Fangteller 32, wobei der Fangteller 32 die Stoßkraft in das Crashrohr 61 einleitet, so dass das Crashrohr 61 in die Verjüngung 64 gedrückt wird. Beim Erreichen des Verformungskraftniveaus schiebt sich das Crashrohr 61 durch die Verjüngung 64 in das Druckrohr 62, welches auch gleichzeitig ein Teil des Führungsrohres 60 sein kann (vgl. Fig. 12). Der Energieverzehr findet wieder durch das Verjüngen des Crashrohres 60 statt. Das umgeformte bzw. zerfaserte Material des Crashrohres 60 verbleibt im Druckrohr 62.
In Fig. 16 ist in einer perspektivischen Ansicht ein aus Faserverbund/-Faserverbund- Sandwich-Werkstoff gebildeter Unterfahrschutz 24 dargestellt, welcher an der Unterseite der Unterbodenstruktur 16 der in Fig. 1 dargestellten Fahrzeugkopfstruktur 100 befestigt und ausgelegt ist, bei Überschreiten einer in den Unterfahrschutz 24 einge- leiteten kritischen Stoßkraft durch kontrollierte Verformung zumindest einen Teil der bei der Stoßkraftübertragung anfallenden Stoßenergie abzubauen.
In den Figuren 17 und 18 sind alternative Ausführungsformen des Unterfahrschutzes 24 dargestellt.
Im Einzelnen ist bei diesen Ausführungsformen jeweils der Unterfahrschutz 24 über ein Schienensystem 17 mit der Unterbodenstruktur 16 verbunden. Bei der in Fig. 17 dargestellten Ausführungsform besteht der Unterfahrschutz 24 aus Faserverbund- Werkstoff bzw. Faserverbund-Sandwich-Materialien und weist mehrere Energieverzehrelemente 25, 25', 26, 26' (zwei im vorderen und zwei im hinteren Bereich) auf. Die Energieverzehrelemente 25, 25' mit verschiedenen Verformungskraftniveaus absorbieren zuerst im vorderen Bereich Kollisionsenergie, danach wird der Unterfahrschutz 24 innerhalb der Schienen 17 auf die zweiten Energieverzehrelemente 26, 26' geschoben.
Bei der in Fig. 18 dargestellten Ausführungsform des Unterfahrschutzes 24 wird im Crashfall der Unterfahrschutz 24 entlang der Führungsschiene 17 auf Crashelemente 25, 25' geschoben.
In Fig. 19 sind Teile einer weiteren Ausführungsform der Fahrzeug köpf Struktur 100 in einer perspektivischen Darstellung gezeigt. Das Charakteristische dieser Ausführungsform ist insbesondere in den A-Säulen 10 zu sehen, wobei in Fig. 19 der Übersichtlichkeit halber nur eine der beiden A-Säulen gezeigt ist. Die A-Säulen 10 bei der in Fig. 19 dargestellten Ausführungsform weisen eine insgesamt gebogene Struktur auf, so dass die in die A-Säulen 10 eingeleiteten Kräfte direkt in das Untergestell 16 ohne zusätzliche Seitenstrebe übertragen werden können. Diese spezielle Variante lässt ein starkes reversibles Einfedern der A-Säulen 10 im Crashfall zu. Im hufeisenförmigen Untergestell 16 sind die Crashpuffer 22, 22' integriert, wobei der Kupplungsanschluss über ein integrales Stützrohr 23 erfolgt.
Die Erfindung ist nicht auf die in den Zeichnungen beispielhaft dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern ergibt sich aus einer Zusammenschau sämtlicher hierin offenbarter Merkmale. Bezugszeichenliste
10, 10' A-Säule
11 Dachstruktur (Dach B3) 12, 12' Seitenstrebe (Seitenstrebe Bl)
14 Brüstungselement (Brüstung B4)
15 Stirnwand (Stirnwand B5)
16 Unterbodenstruktur (untere Struktur B6)
16a oberes Flächenelement der Unterbodenstruktur 16b unteres Flächenelement der Unterbodenstruktur
16c Streben der Unterbodenstruktur
17 Führungsschiene des Unterfahrschutzes bzw. Bahnräumers
20, 20' erstes Energieverzehrelement (Energieverzehrelement BIO)
21, 21' zweites Energieverzehrelement (Energieverzehrelement B9) 22, 22' drittes Energieverzehrelement (Crashpuffer B7)
23 viertes Energieverzehrelement (Crashkupplung B8)
24 Bahnräumer (Bahnräumer BI l)
25, 25' fünftes Energieverzehrelement (gehört zum Bahnräumer)
26, 26' sechstes Energieverzehrelement (gehört zum Bahnräumer) 30 Mittelpufferkupplung
31 Lagerbock
32 Fangteller
60 Führungsrohr
61 Energieverzehrbereich/Crashrohr 62 Stützrohr
63 Kante/Anschlag
64 Verjüngung/Kegelring
65 Aufkletterschutz
66 Innenfase 100 Fahrzeug köpf/ Fahrzeug köpf Struktur
101 Fahrzeugführerstand
102 Verkleidung

Claims

„Fahrzeugkopf zur Befestigung an der Stirnseite eines spurgebundenen Fahrzeuges, insbesondere Schienenfahrzeuges"Patentansprüche
1. Fahrzeugkopf mit einer Fahrzeugkopfstruktur (100) zur Befestigung an der Stirnseite eines spurgebundenen Fahrzeuges, insbesondere eines Schienenfahrzeuges, wobei die Fahrzeugkopfstruktur (100) vollständig aus Strukturelementen aufgebaut ist, die aus Faserverbund- bzw. Faserverbund-Sandwich- Werkstoff gebildet sind, wobei die die Fahrzeugkopfstruktur (100) aufbauenden
Strukturelemente erste Strukturelemente (10, 10', 11, 12, 12', 14, 15, 16) aufweisen, die derart ausgebildet und direkt miteinander verbunden sind, dass zur Aufnahme eines Fahrzeugführerstandes (101) eine im Wesentlichen verformungssteife, selbsttragende Kopfstruktur ausgebildet wird, und wobei die die Fahrzeugkopfstruktur (100) aufbauenden Strukturelemente zweite Strukturelemente (20, 20', 21, 21', 22, 22', 23, 24, 24') aufweisen, die derart mit den ersten Strukturelementen (10, 10', 11, 12, 12', 14, 15, 16) verbunden und ausgelegt sind, dass zumindest ein Teil der in einem Kollisionsfall des spurgebundenen Fahrzeugs aufgrund einer Stoßkraftübertragung anfallenden und in die Struktur (100) eingeleiteten Stoßenergie durch zumindest teilweise irreversible
Verformung oder zumindest teilweise Zerstörung der zweiten Strukturelemente (20, 20', 21, 21', 22, 22', 23, 24, 24') abgebaut wird.
2. Fahrzeugkopf nach Anspruch 1, wobei die ersten Strukturelemente (10, 10', 11, 12, 12', 14, 15, 16) derart ausgebildet und miteinander verbunden sind, dass der in einem Crashfall nicht bereits durch die zweiten Strukturelemente (20, 20', 21, 21', 22, 22', 23, 24, 24') abgebaute Teil der in den Fahrzeugkopf eingeleiteten Stoßenergie in eine mit dem Fahrzeugkopf verbundene Wagenkastenstruktur des Schienenfahrzeuges zumindest teilweise übertragbar ist.
3. Fahrzeugkopf nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zweiten Strukturelemente (20, 20', 21, 21', 22, 22', 23, 24, 24') ausgelegt sind, bei Überschreiten einer vorab festlegbaren kritischen Stoßkraft anzusprechen und zumindest teilweise die bei der Stoßkraftübertragung anfallende und in die zweiten Strukturelemente (20, 20', 21, 21', 22, 22', 23, 24, 24') eingeleitete Stoßenergie in destruktiver Weise in Sprödbruchenergie irreversibel umzuwandeln und somit abzubauen.
4. Fahrzeugkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fahrzeugkopfstruktur (100) vorzugsweise lösbar mit einer in Fahrt- richtung zeigenden Schnittstelle des Schienenfahrzeuges verbindbar ist.
5. Fahrzeugkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Ausbildung der im Wesentlichen verformungssteifen selbsttragenden Rahmenstruktur die ersten Strukturelemente (10, 10', 11, 12, 12', 14, 15, 16) zwei jeweils seitlich der Fahrzeugkopfstruktur (100) angeordnete A-Säulen (10,
10') sowie eine jeweils den oberen Bereich der beiden A-Säulen (10, 10') fest verbindende Dachstruktur (11) aufweisen, wobei die A-Säulen (10, 10') und die damit fest verbundene Dachstruktur (11) ausgebildet sind, den im Crashfall nicht bereits von den zweiten Strukturelementen (20, 20', 21, 21', 22, 22', 23, 24, 24') abgebauten Teil der in den Fahrzeugkopf eingeleiteten Stoßenergie in eine mit der Fahrzeugkopfstruktur (100) verbundene Wagenkastenstruktur des Schienenfahrzeuges zu übertragen.
6. Fahrzeugkopf nach Anspruch 5, wobei die ersten Strukturelemente (10, 10', 11, 12, 12', 14, 15, 16) ferner Seitenstreben (12, 12') aufweisen, welche jeweils mit dem unteren Bereich der beiden A-Säulen (10, 10') fest verbunden sind und zur Übertragung des im Crashfall nicht bereits durch die zweiten Strukturelemente (20, 20', 21, 21', 22, 22', 23, 24, 24') abgebauten Teils der Stoßenergie in die Wagenkastenstruktur des Schienenfahrzeuges dienen.
7. Fahrzeugkopf nach Anspruch 5 oder 6, wobei die A-Säulen (10, 10') jeweils bogenförmig ausgebildet sind, und wobei die ersten Strukturelemente (10, 10', 11, 12, 12', 14, 15, 16) ferner eine Unterbodenstruktur (16) aufweisen, welches mit den oberen Endbereichen der A- Säulen (10, 10') fest verbunden und ausgelegt ist, den im Crashfall nicht bereits durch die zweiten Strukturelemente (20, 20', 21, 21', 22, 22', 23, 24, 24') abgebauten Teil der in die A-Säulen (10, 10') eingeleiteten Stoßenergie in die mit dem Fahrzeugkopf verbundene Wagenkastenstruktur des Schienenfahrzeuges zu übertragen.
8. Fahrzeugkopf nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Seitenstreben (12, 12') und/oder die A-Säulen (10, 10') aus einem aus Faserverbundwerkstoff gebildeten Hohlprofil bestehen, in welchem zur Erhöhung der Steifigkeit der Seitenstreben (12, 12') bzw. der A-Säulen (10, 10') vorzugsweise ein Stützstoff, insbesondere Stützschaum aufgenommen ist.
9. Fahrzeugkopf nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei die Dachstruktur (11) in Sandwichbauweise aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt ist.
10. Fahrzeugkopf nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei die ersten Strukturelemente (10, 10', 11, 12, 12', 14, 15, 16) ein Brüstungselement (14) aufweisen, welches zur strukturellen Verbindung der beiden A-Säulen (10, 10') den jeweils unteren Bereich der beiden A-Säulen (10, 10') miteinander verbindet.
11. Fahrzeugkopf nach Anspruch 10, wobei die ersten Strukturelemente (10, 10', 11, 12, 12', 14, 15, 16) ferner eine verformungssteife Stirnwand (15) aufweisen, welche derart mit dem Brüstungselement (14) verbunden ist, dass eine Stirnfläche des Rahmens (100) ausgebildet wird, um den in der selbsttragenden Rahmenstruktur aufgenommenen Fahrzeugführerstand (101) im Crashfall vor Intrusionen zu schützen.
12. Fahrzeugkopf nach Anspruch 11, wobei die Stirnwand (14) aus verschiedenen Faserverbundkomponenten, insbesondere GFK, Aramid, Dyneema und/oder CFK, gefertigt ist.
13. Fahrzeugkopf nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die zweiten Strukturelemente (20, 20', 21, 21', 22, 22', 23, 24, 24') mindestens ein aus Faserverbund-/Faserverbund-Sandwich-Werkstoff gebildetes erstes Energieverzehrelement (20, 20') aufweisen, wobei das mindestens eine erste Energieverzehrelement (20, 20') ausgelegt ist, bei Überschreiten einer kritischen Stoßkraft anzusprechen und zumindest einen Teil der bei der Stoßkraftübertragung anfallenden und in das erste Energieverzehrelement (20, 20') eingeleiteten Stoßenergie durch nicht-duktile Zerstörung von zumindest einem Teil der Faserstruktur des ersten Energieverzehrelementes (20, 20') abzubau- en, und wobei an der Stirnseite des Brüstungselementes (14) das mindestens eine erste Energieverzehrelement (20, 20') angeordnet ist.
14. Fahrzeugkopf nach einem der Ansprüche 5 bis 13, wobei die zweiten Strukturelemente (20, 20', 21, 21', 22, 22', 23, 24, 24') min- destens ein aus Faserverbundwerkstoff gebildetes zweites Energieverzehrelement (21, 21') aufweisen, wobei das mindestens eine zweite Energieverzehrelement (21, 21') ausgelegt ist, bei Überschreiten einer kritischen Stoßkraft anzusprechen und zumindest einen Teil der bei der Stoßkraftübertragung anfallenden und in das zweite Energieverzehrelement (21, 21') eingeleiteten Stoß- energie durch nicht-duktile Zerstörung von zumindest einem Teil der Faserstruktur des zweiten Energieverzehrelementes (21, 21') abzubauen, und wobei an jeder der Stirnseite des Fahrzeugkopfes zugewandten Flächen der A-Säulen (10, 10') jeweils mindestens ein zweites Energieverzehrelement (21, 21') angeordnet ist.
15. Fahrzeugkopf nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Energieverzehrelemente (20, 20'; 21, 21') mit den ersten Strukturelementen (10, 10', 14) vorzugsweise stoffschlüssig fest verbunden, insbesondere verklebt sind.
16. Fahrzeugkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ferner eine aus Faserverbund-/Faserverbund-Sandwich-Werkstoff ausgebildete Unterbodenstruktur (16) vorgesehen ist, welche mit zumindest einem Teil der ersten Strukturelemente (10, 10', 11, 12, 12', 14, 15, 16) derart ver- bunden ist, dass der Boden des Fahrzeugführerstandes (101) gebildet wird.
17. Fahrzeugkopf nach Anspruch 16, wobei die Unterbodenstruktur (16) ein aus Faserverbundwerkstoff gebildetes oberes Flächenelement (16a) und ein hiervon beabstandetes, aus Faserverbundwerkstoff gebildetes unteres Flächenelement (16b) sowie aus Faserver- bundwerkstoff gebildete Streben (16c) aufweist, welche das obere und untere
Flächenelement (16a, 16b) fest miteinander verbinden.
18. Fahrzeugkopf nach Anspruch 16 oder 17, wobei die zweiten Strukturelemente (20, 20', 21, 21', 22, 22', 23, 24, 24') min- destens ein drittes Energieverzehrelement (22, 22') aufweisen, welches in der
Unterbodenstruktur (16) aufgenommen und ausgelegt ist, bei Überschreiten einer vorab festlegbaren kritischen Stoßkraft anzusprechen und zumindest einen Teil der bei der Stoßkraftübertragung anfallenden und in das dritte Energieverzehrelement (22, 22') eingeleiteten Stoßenergie durch nicht-duktile Zerstörung von zumindest einem Teil der Faserstruktur des dritten Energieverzehrelementes (22, 22') abzubauen.
19. Fahrzeugkopf nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei ferner eine Mittelpufferkupplung (30) vorgesehen ist, welche über ein Lagerbock (31) an der Unterbodenstruktur (16) angelenkt ist, und wobei die zweiten Strukturelemente (20, 20', 21, 21', 22, 22', 23, 24, 24') mindestens ein viertes Energieverzehrelement (23) aufweisen, welches in der Unterbodenstruktur (16) in Stoßrichtung hinter dem Lagerbock (31) angeordnet und ausgelegt ist, bei Überschreiten einer vorab festlegbaren kritischen Stoßkraft an- zusprechen und zumindest einen Teil der bei der Stoßkraftübertragung anfallenden und in das vierte Energieverzehrelement (23) eingeleiteten Stoßenergie durch nicht-duktile Zerstörung von zumindest einem Teil der Faserstruktur des vierten Energieverzehrelementes (23) abzubauen.
20. Fahrzeugkopf nach Anspruch 18 oder 19, wobei das dritte und/oder vierte Energieverzehrelement (22, 22'; 23) jeweils ein aus Faserverbundwerkstoff gebildetes Führungsrohr (60) und ein als Kolben oder Stempel ausgebildetes Druckrohr (62) aufweisen/aufweist, wobei das Druckrohr (62) mit dem Führungsrohr (60) derart zusammenwirkt, dass sich bei Überschreiten einer kritischen, in das Energieverzehrelement (22, 22'; 23) eingeleiteten Stoßkraft das Druckrohr (62) und das Führungsrohr (60) relativ zueinander unter gleichzeitigem Verzehr von zumindest einem Teil der in das Energieverzehrelement (22, 22'; 23) eingeleiteten Stoßenergie aufeinander zu bewegen, wobei der Führungsrohr (60) mindestens einen Energieverzehrbereich (61) aus Faserverbundwerkstoff aufweist, welcher bei der Bewegung des Druckrohres (62) relativ zu dem Führungsrohr (60) zumindest teilweise nicht- duktil zerfasert wird.
21. Fahrzeugkopf nach Anspruch 20, wobei das Druckrohr (62) als ein an seiner dem Führungsrohr (60) zugewandten Stirnseite offener Hohlkörper ausgebildet ist derart, dass die bei der Bewe- gung des Druckrohres (62) relativ zu dem Führungsrohr (60) entstehenden
Bruchteile des aus Faserverbundwerkstoff gebildeten Energieverzehrbereiches (61) zumindest teilweise im Inneren des Druckrohres (62) aufnehmbar sind.
22. Fahrzeugkopf nach Anspruch 20 oder 21, wobei die bei einer Bewegung des Druckrohres (62) relativ zu dem Führungsrohr (60) nicht-duktil zerfaserte Länge des Energieverzehrbereiches (61) von der Wegstrecke der Relativbewegung zwischen dem Druckrohr (62) und dem Führungsrohr (60) abhängt.
23. Fahrzeugkopf nach einem der Ansprüche 20 bis 22, wobei der dem Führungsrohr (60) zugewandte Bereich des als Kolben oder Stempel ausgebildeten Druckrohres (62) von dem Führungsrohr (60) teleskopartig aufgenommen ist derart, dass die Stirnseite des dem Führungsrohr (60) zugewandten Bereiches des Druckrohres (62) an einen Anschlag (63) des Ener- gieverzehrbereiches (61) anstößt.
24. Fahrzeugkopf nach Anspruch 23, wobei zumindest die Stirnseite des Druckrohres (62) eine im Vergleich zu dem Energieverzehrbereich (61) höhere Festigkeit aufweist.
25. Fahrzeugkopf nach Anspruch 23 oder 24, wobei an der Stirnseite des Druckrohres (62) ein Kegelring (64) vorgesehen ist, der an den Anschlag (63) des Energieverzehrbereiches (61) anstößt.
26. Fahrzeugkopf nach einem der Ansprüche 23 bis 25, wobei der Führungsrohr (60) einen Innendurchmesser aufweist, der größer als der Außendurchmesser des Druckrohres (62) ist, so dass der dem Führungsrohr (60) zugewandte Bereich des Druckrohres (62) teleskopartig von dem Führungsrohr (60) aufnehmbar ist.
27. Fahrzeugkopf nach Anspruch 26, wobei das Führungsrohr (60) und der Energieverzehrbereich (61) einstückig aus Faserverbundwerkstoff gebildet sind.
28. Fahrzeugkopf nach Anspruch 26, wobei der aus Faserverbundwerkstoff gebildete Energieverzehrbereich (61) im Inneren des Führungsrohres (60) derart angeordnet ist, dass die Stirnseite des
Druckrohres (62) an eine dem Druckrohr (62) zugewandte Stirnseite des Energieverzehrbereiches (61) anstößt.
29. Fahrzeugkopf nach einem der Ansprüche 18 bis 28, wobei mindestens eine Führungsfläche vorgesehen ist zum Führen der Bewegung des Druckrohres (62) relativ zu dem Führungsrohr (60).
30. Fahrzeugkopf nach einem der Ansprüche 18 bis 29, wobei das Führungsrohr (60) vollständig aus Faserverbundwerkstoff gebildet ist.
31. Fahrzeugkopf nach einem der Ansprüche 18 bis 30, wobei das Druckrohr (62) vorzugsweise vollständig aus Faserverbundwerkstoff gebildet ist.
32. Fahrzeugkopf nach einem der Ansprüche 18 bis 31, wobei das Ansprechverhalten des Energieverzehrelementes (22, 22'; 23) und/oder der Betrag der mit dem Energieverzehrelement (22, 22'; 23) insgesamt verzehrbaren Stoßenergie durch geeignete Wahl der Wandstärke und/oder Festigkeit des Energieverzehrbereiches sowie die konstruktive Gestaltung des Anschlags (63) vorab einstellbar ist.
33. Fahrzeugkopf nach einem der Ansprüche 16 bis 32, wobei ein aus Faserverbund-/Faserverbund-Sandwich-Werkstoff gebildeter Un- terfahrschutz bzw. Bahnräumer (24) vorgesehen ist, welcher an der Unterseite der Unterbodenstruktur (16) befestigt und ausgelegt ist, bei Überschreiten einer in den Unterfahrschutz bzw. Bahnräumer (24) eingeleiteten kritischen Stoß- kraft durch kontrollierte Verformung zumindest einen Teil der bei der Stoßkraftübertragung anfallenden Stoßenergie abzubauen.
34. Fahrzeugkopf nach einem der Ansprüche 16 bis 32, wobei ein aus Faserverbund-/Faserverbund-Sandwich-Werkstoff gebildeter Unterfahrschutz bzw. Bahnräumer (24) vorgesehen ist, welcher über mindestens eine Führungsschiene (17) mit der Unterseite der Unterbodenstruktur (16) derart verbunden ist, dass der Unterfahrschutz bzw. Bahnräumer (24) nach Überschreiten einer in den Unterfahrschutz bzw. Bahnräumer (24) eingeleiteten kri- tischen Stoßkraft relativ zu der Unterbodenstruktur (16) in Fahrzeuglängsrichtung verschiebbar ist, wobei ferner aus Faserverbundwerkstoff gebildete Energieverzehrelemente (25, 25', 26) vorgesehen sind, die derart angeordnet und ausgelegt sind, dass bei einer Verschiebung des Unterfahrschutzes bzw. Bahnräumers (24) relativ zu der Unterbodenstruktur (16) der Faserverbundwerkstoff der Energieverzehrelemente (25, 25', 26) unter gleichzeitigem Abbau von zumindest einem Teil der bei der Stoßkraftübertragung in den Unterfahrschutz bzw. Bahnräumer (24) eingeleiteten Stoßenergie nicht-duktil zerstört wird.
35. Fahrzeugkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die ersten Strukturelemente (10, 10', 11, 12, 12', 14, 15, 16) vorzugsweise stoffschlüssig miteinander fest verbunden, insbesondere verklebt sind.
36. Fahrzeugkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Frontscheibe vorgesehen ist, die zumindest teilweise an der selbst- tragenden Struktur des Fahrzeugkopfes (100) befestigt ist, wobei die Frontscheibe mindestens ein inneres und mindestens ein äußeres durchsichtiges Flächenelement aufweist, die beabstandet voneinander unter Ausbildung eines Zwischenraumes angeordnet sind, wobei sich in dem Zwischenraum ein durchsichtiges Energieverzehrelement, insbesondere ein durchsichtiger Energieab- sorptionsschaum befindet und/oder wobei sich in einem Randbereich des mindestens einen äußeren und des mindestens einen inneren Flächenelementes in dem Zwischenraum ein weniger durchsichtiges Energieverzehrelement, insbesondere ein Energieabsorptionsschaum befindet.
37. Fahrzeugkopf nach Anspruch 36, wobei das mindestens eine äußere durchsichtige Flächenelement und/oder das mindestens eine innere durchsichtige Flächenelement eine Vielzahl von durchsichtigen Flächenelementen aufweist, die beabstandet voneinander unter Ausbildung einer Vielzahl von Zwischenräumen angeordnet sind, wobei sich in der Vielzahl von Zwischenräumen zumindest in einem Randbereich jeweils ein Verbindungselement, insbesondere ein durchsichtiger Energieabsorptionsschaum befindet.
38. Verwendung eines Fahrzeugkopfes nach einem der Ansprüche 1 bis 37 bei einem spurgeführten Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug.
39. Spurgeführtes Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug, welches einen an seiner Stirnseite befestigten Fahrzeugkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 37 aufweist.
EP09783059.0A 2008-09-15 2009-09-15 Fahrzeugkopf zur befestigung an der stirnseite eines spurgebundenen fahrzeuges, insbesondere eines schienenfahrzeuges Active EP2334533B1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL09783059T PL2334533T3 (pl) 2008-09-15 2009-09-15 Głowica pojazdu do mocowania na stronie czołowej pojazdu poruszającego się po torze, zwłaszcza pojazdu szynowego
EP09783059.0A EP2334533B1 (de) 2008-09-15 2009-09-15 Fahrzeugkopf zur befestigung an der stirnseite eines spurgebundenen fahrzeuges, insbesondere eines schienenfahrzeuges

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP08164337 2008-09-15
EP09783059.0A EP2334533B1 (de) 2008-09-15 2009-09-15 Fahrzeugkopf zur befestigung an der stirnseite eines spurgebundenen fahrzeuges, insbesondere eines schienenfahrzeuges
PCT/EP2009/061979 WO2010029188A1 (de) 2008-09-15 2009-09-15 Fahrzeugkopf zur befestigung an der stirnseite eines spurgebundenen fahrzeuges, insbesondere eines schienenfahrzeuges

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP2334533A1 true EP2334533A1 (de) 2011-06-22
EP2334533B1 EP2334533B1 (de) 2014-06-18

Family

ID=40404903

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP09783059.0A Active EP2334533B1 (de) 2008-09-15 2009-09-15 Fahrzeugkopf zur befestigung an der stirnseite eines spurgebundenen fahrzeuges, insbesondere eines schienenfahrzeuges

Country Status (16)

Country Link
US (1) US8261672B2 (de)
EP (1) EP2334533B1 (de)
JP (2) JP2012502833A (de)
KR (1) KR101318790B1 (de)
CN (1) CN102216141B (de)
AU (1) AU2009290832B2 (de)
BR (1) BRPI0917647A2 (de)
CA (1) CA2735093C (de)
DK (1) DK2334533T3 (de)
ES (1) ES2499029T3 (de)
HK (1) HK1153437A1 (de)
HR (1) HRP20140670T1 (de)
PL (1) PL2334533T3 (de)
RU (1) RU2520632C2 (de)
UA (1) UA102260C2 (de)
WO (1) WO2010029188A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104512426A (zh) * 2014-12-29 2015-04-15 北京二七轨道交通装备有限责任公司 非金属整体司机室
EP3357785A4 (de) * 2015-09-30 2019-05-22 CRRC Qingdao Sifang Co., Ltd. Energieabsorptionsvorrichtung und schienenfahrzeug damit
CN112298257A (zh) * 2020-10-27 2021-02-02 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 头车前端碰撞吸能结构及轨道车辆
CN112298259A (zh) * 2020-10-27 2021-02-02 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 车体碰撞吸能结构及轨道车辆

Families Citing this family (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100797046B1 (ko) * 2006-09-05 2008-01-22 한국철도기술연구원 슬라이딩 방식 전두부 충격에너지 흡수장치
AT505870A1 (de) * 2007-09-20 2009-04-15 Siemens Transportation Systems Crash-modul fur ein schienenfahrzeug
WO2011142208A1 (ja) * 2010-05-10 2011-11-17 日本車輌製造株式会社 鉄道車両
DE102010023318A1 (de) * 2010-06-10 2011-12-15 Voith Patent Gmbh Vorrichtung zum Verschwenken einer oder mehrerer Bugklappen eines spurgeführten Fahrzeuges sowie Bugklappenmodul
JP5703638B2 (ja) * 2010-09-06 2015-04-22 東レ株式会社 車両車室用補助構造体
US8839722B2 (en) * 2010-09-20 2014-09-23 Bombardier Transportation Gmbh Lightweight compound cab structure for a rail vehicle
DE102011004800A1 (de) * 2011-02-25 2012-08-30 Siemens Aktiengesellschaft Wagenkasten mit einem Kopf-Formteil aus Kunststoff
ITTO20110359A1 (it) * 2011-04-22 2012-10-23 Ansaldobreda Spa Treno provvisto di interfacce collassabili tra le carrozze
KR20140053137A (ko) * 2011-08-17 2014-05-07 보이트 파텐트 게엠베하 트랙 유도형 차량의 하나 이상의 정면 플랩을 피봇하기 위한 장치
WO2013080367A1 (ja) * 2011-12-02 2013-06-06 日本車輌製造株式会社 鉄道車両
FR2988360A1 (fr) * 2012-03-20 2013-09-27 Alstom Transport Sa Structure d'extremite de vehicule ferroviaire, notamment de tramway
JP5977102B2 (ja) * 2012-07-06 2016-08-24 川崎重工業株式会社 鉄道車両の排障装置
JP6243596B2 (ja) * 2012-11-05 2017-12-06 川崎重工業株式会社 鉄道車両
RU2528511C1 (ru) * 2013-04-03 2014-09-20 Открытое акционерное общество "МЕТРОВАГОНМАШ" Рельсовое транспортное средство (варианты) и устройство для защиты при аварийном столкновении
RU2528529C1 (ru) * 2013-04-03 2014-09-20 Открытое акционерное общество "МЕТРОВАГОНМАШ" Рельсовое транспортное средство (варианты) и устройство для защиты при аварийном столкновении
WO2015011193A1 (de) 2013-07-24 2015-01-29 Voith Patent Gmbh Energieverzehrvorrichtung
JP6393458B2 (ja) * 2013-08-01 2018-09-19 川崎重工業株式会社 鉄道車両の先頭構造
CN104442857B (zh) * 2013-09-22 2017-10-03 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 一种轨道车辆司机室吸能结构
CN103625502B (zh) * 2013-10-18 2016-05-25 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 一种轨道车辆前端吸能装置
CN105992722B (zh) 2013-12-18 2018-05-25 川崎重工业株式会社 铁道车辆的碰撞能量吸收装置
CN103770798A (zh) * 2014-02-11 2014-05-07 唐山轨道客车有限责任公司 列车前端结构及列车
ES2807210T3 (es) * 2014-02-27 2021-02-22 Hitachi Rail S P A Dispositivo de absorción de energía, en particular para un vehículo ferroviario
DE102014216061A1 (de) * 2014-08-13 2016-02-18 Siemens Aktiengesellschaft Schienenfahrzeug mit im Bereich seiner Front angeordneter Kupplung
DE102014218450A1 (de) 2014-09-15 2016-03-17 Voith Patent Gmbh Fahrzeugkopf zur Befestigung an der Stirnseite eines spurgebundenen Fahrzeuges, insbesondere eines Schienenfahrzeuges
DE102014218413A1 (de) 2014-09-15 2016-03-17 Voith Patent Gmbh Fahrzeugkopf zur Befestigung an der Stirnseite eines spurgebundenen Fahrzeuges, insbesondere eines Schienenfahrzeuges
FR3032677B1 (fr) * 2015-02-17 2017-03-31 Alstom Transp Tech Dispositif d'absorption de choc pour un dispositif d'attelage de vehicule ferroviaire
JP6698283B2 (ja) * 2015-06-03 2020-05-27 川崎重工業株式会社 鉄道車両の車体
US20150332524A1 (en) * 2015-07-24 2015-11-19 Caterpillar Inc. System and method for monitoring machine
JP6308194B2 (ja) 2015-09-25 2018-04-11 トヨタ自動車株式会社 車両のエネルギ吸収構造
CN105151075B (zh) * 2015-09-30 2018-03-20 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 一种吸能装置及具有该吸能装置的轨道车辆
EP3168103B1 (de) * 2015-11-11 2020-06-24 Bombardier Transportation GmbH Fahrerhaus eines schienenfahrzeugs
CN105584058B (zh) * 2015-12-16 2017-12-19 上海晋飞复合材料科技有限公司 复合材料制作高铁设备舱底板的工艺
CN106347387B (zh) * 2016-10-09 2019-02-26 中车株洲电力机车有限公司 一种轨道车辆头车结构
DE102016221469A1 (de) 2016-11-02 2018-05-03 Voith Patent Gmbh Formteil aus Faserverbundwerkstoff
CN106672010A (zh) * 2016-11-22 2017-05-17 中车长春轨道客车股份有限公司 一种动车组头车被动安全防护装置
DE102017102566B4 (de) 2017-02-09 2019-07-11 CG Rail - Chinesisch-Deutsches Forschungs- und Entwicklungszentrum für Bahn- und Verkehrstechnik Dresden GmbH Verfahren zur Verbindung eines Verbindungsstückes mit einem U-förmigen Ringanker für ein Kopfmodul für Schienenfahrzeuge
DE102017102568A1 (de) 2017-02-09 2018-08-09 CG Rail - Chinesisch-Deutsches Forschungs- und Entwicklungszentrum für Bahn- und Verkehrstechnik Dresden GmbH Crash-System für Schienenfahrzeug
DE102017102567A1 (de) 2017-02-09 2018-08-09 CG Rail - Chinesisch-Deutsches Forschungs- und Entwicklungszentrum für Bahn- und Verkehrstechnik Dresden GmbH Kopfmodul für Schienenfahrzeug
DE102017102562A1 (de) 2017-02-09 2018-08-09 CG Rail - Chinesisch-Deutsches Forschungs- und Entwicklungszentrum für Bahn- und Verkehrstechnik Dresden GmbH Verbindungselement zur Anbindung eines Bauteils an eine Faserverbundstruktur
DE102017112619A1 (de) 2017-06-08 2018-12-13 Bombardier Transportation Gmbh Schienenfahrzeug mit Sicherheitsfahrerkabine
EP3415396B1 (de) * 2017-06-13 2020-03-25 Bombardier Transportation GmbH Mit einem set an nichtverformbaren hindernisräumungsrammen ausgestattete schienenfahrzeugkarosserie und schienenfahrzeug
EP3560787B1 (de) * 2018-04-27 2024-04-17 ALSTOM Holdings Schienenfahrzeug
CN110901678B (zh) * 2018-09-14 2021-07-27 中车唐山机车车辆有限公司 一种轨道车辆及其吸能装置
DE102018125759A1 (de) 2018-10-17 2020-04-23 Bombardier Transportation Gmbh Energieaufnahmevorrichtung und Schienenfahrzeug
RU195045U1 (ru) * 2019-01-21 2020-01-14 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Брянский государственный технический университет" Рельсовое транспортное средство, имеющее кабину машиниста, обеспеченную энергопоглощающей конструкцией, выполненной с возможностью воспринимать столкновение, происходящее выше рамы транспортного средства
DE102019001585A1 (de) 2019-03-08 2020-09-10 Ralph Funck Faserverbundstrebe
JP7216595B2 (ja) * 2019-03-29 2023-02-01 日本車輌製造株式会社 鉄道車両
CN111731338A (zh) * 2020-07-28 2020-10-02 华电重工股份有限公司 一种防撞保护装置、轨道车及同轨运行设备
CN112078620B (zh) * 2020-09-16 2021-09-17 中车株洲电力机车有限公司 一种轨道车辆前端结构
CN112298258B (zh) * 2020-10-27 2022-03-25 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 中间车端部碰撞吸能结构及轨道车辆
CN116534071B (zh) * 2023-07-07 2023-09-01 太原理工大学 一种高速轨道交通多级吸能防撞结构

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4119359C2 (de) * 1990-06-23 1997-03-13 Gkn Glaenzer Spicer Antriebswelle
JP2607728Y2 (ja) * 1991-08-30 2002-07-08 東急車輛製造株式会社 鉄道車両用構体
FR2681569B1 (fr) * 1991-09-20 1994-03-25 Gec Alsthom Sa Cabine de conduite pour vehicule ferroviaire.
FR2712950B1 (fr) * 1993-11-25 1995-12-29 Gec Alsthom Transport Sa Dispositifs et procédé d'amortissement de choc, ossature et véhicule comportant de tels dispositifs d'amortissement de choc.
JPH07232640A (ja) * 1993-12-28 1995-09-05 Hitachi Ltd 鉄道車両用窓構造
FR2715904A1 (fr) 1994-02-08 1995-08-11 Sardou Max Structure de véhicule, notamment de locomotive de train.
JP3456596B2 (ja) * 1994-02-08 2003-10-14 東レ株式会社 エネルギー吸収部材
JP3578284B2 (ja) * 1994-10-07 2004-10-20 東レ株式会社 プロペラシャフト
FR2747633B1 (fr) 1996-04-19 2003-01-31 Alstom Ddf Vehicule ferroviaire a cabine de conduite comportant une structure absorbeuse d'energie a deformation progressive
DE19649526C2 (de) 1996-11-29 1999-03-04 Talbot Gmbh & Co Kg Fahrzeugkopf eines Eisenbahnfahrzeugs mit einer Führerkabine
DE19720329C1 (de) * 1997-05-15 1998-11-05 Abb Daimler Benz Transp Schienenfahrzeug mit Stoßverzehrelementeinrichtung
DE19725905A1 (de) * 1997-06-13 1998-12-17 Abb Daimler Benz Transp Schienenfahrzeug mit einem Kopfmodul aus einem Faserverbundwerkstoff
JP2942218B2 (ja) * 1997-06-30 1999-08-30 川崎重工業株式会社 高速先頭車両の連結器カバー
FR2765543B1 (fr) * 1997-07-02 2005-01-07 Alstom Ddf Vehicule ferroviaire comportant au moins un module d'extremite interchangeable
JP3073178B2 (ja) * 1997-07-11 2000-08-07 川崎重工業株式会社 高速車両のピラー構造
JP3108052B2 (ja) * 1998-01-13 2000-11-13 川崎重工業株式会社 鉄道車両の組立方法および鉄道車両
US6308809B1 (en) * 1999-05-07 2001-10-30 Safety By Design Company Crash attenuation system
FR2818224B1 (fr) * 2000-12-18 2003-01-24 Alstom Vehicule ferroviaire a cabine de conduite comportant une structure absorbeuse d'energie adaptee a une collision au dessus du chassis du vehicule
JP3512753B2 (ja) * 2001-04-20 2004-03-31 川崎重工業株式会社 鉄道車両の衝突エネルギ吸収構造
US6793274B2 (en) 2001-11-14 2004-09-21 L&L Products, Inc. Automotive rail/frame energy management system
FR2840274B1 (fr) * 2002-05-31 2004-07-23 Alstom Dispositif contre l'intrusion d'une vitre dans une cabine de vehicule ferroviaire lors d'un choc
JP3805722B2 (ja) * 2002-06-10 2006-08-09 本田技研工業株式会社 車両のウインドシールド
JP3848227B2 (ja) * 2002-09-02 2006-11-22 株式会社日立製作所 軌条車両
WO2004026656A1 (en) * 2002-09-20 2004-04-01 Jupiter Plast A/S A coach body for a rail vehicle and method for producing the coach body
JP4161843B2 (ja) * 2003-07-29 2008-10-08 日産自動車株式会社 エネルギ吸収構造およびエネルギ吸収方法
US20050186415A1 (en) * 2003-11-21 2005-08-25 Mccormick Chris E. Protective laminate for windshields
SE526663C2 (sv) * 2004-02-04 2005-10-18 Dellner Couplers Ab Draginrättning för tågkoppel samt deformationsrör härför
GB2411630A (en) 2004-03-01 2005-09-07 Bombardier Transp Gmbh Vehicle cabin frame with yieldable regions
GB2411631A (en) 2004-03-01 2005-09-07 Bombardier Transp Gmbh Shock absorbing girder for supporting a railway vehicle body
GB2411632A (en) 2004-03-01 2005-09-07 Bombardier Transp Gmbh Rail vehicle cabin with yieldable parts
GB2411633A (en) 2004-03-01 2005-09-07 Bombardier Transp Gmbh Railway vehicle with cabin having a collapsible front section
RU56301U1 (ru) * 2006-03-23 2006-09-10 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Циркон-Сервис" Кузов пассажирского вагона
CN201009895Y (zh) * 2007-03-13 2008-01-23 成都飞机工业（集团）有限责任公司 用于高速轨道车辆的防撞装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2010029188A1 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104512426A (zh) * 2014-12-29 2015-04-15 北京二七轨道交通装备有限责任公司 非金属整体司机室
EP3357785A4 (de) * 2015-09-30 2019-05-22 CRRC Qingdao Sifang Co., Ltd. Energieabsorptionsvorrichtung und schienenfahrzeug damit
CN112298257A (zh) * 2020-10-27 2021-02-02 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 头车前端碰撞吸能结构及轨道车辆
CN112298259A (zh) * 2020-10-27 2021-02-02 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 车体碰撞吸能结构及轨道车辆

Also Published As

Publication number Publication date
PL2334533T3 (pl) 2014-11-28
BRPI0917647A2 (pt) 2015-11-17
EP2334533B1 (de) 2014-06-18
US20100064931A1 (en) 2010-03-18
CN102216141A (zh) 2011-10-12
HRP20140670T1 (hr) 2014-09-26
UA102260C2 (ru) 2013-06-25
RU2011113972A (ru) 2012-10-20
CA2735093A1 (en) 2010-03-18
KR101318790B1 (ko) 2013-10-29
WO2010029188A1 (de) 2010-03-18
ES2499029T3 (es) 2014-09-26
DK2334533T3 (da) 2014-09-01
RU2520632C2 (ru) 2014-06-27
AU2009290832A1 (en) 2010-03-18
CN102216141B (zh) 2014-06-25
JP2012502833A (ja) 2012-02-02
CA2735093C (en) 2014-07-08
HK1153437A1 (en) 2012-03-30
JP2014088177A (ja) 2014-05-15
US8261672B2 (en) 2012-09-11
KR20110065517A (ko) 2011-06-15
JP5623620B2 (ja) 2014-11-12
AU2009290832B2 (en) 2012-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2334533B1 (de) Fahrzeugkopf zur befestigung an der stirnseite eines spurgebundenen fahrzeuges, insbesondere eines schienenfahrzeuges
EP2534025B1 (de) Crashmodul für ein schienenfahrzeug
DE60317110T2 (de) Aufprallenergieabsorbierende Vorrichtung
EP2694347B1 (de) Schienenfahrzeug mit angesetzter verformungszone
EP2558360B1 (de) Luftfahrzeugrumpf mit einer integrierten energieaufnehmenden verformungsstruktur und luftfahrzeug mit einem derartigen rumpf
EP2594452B1 (de) Kupplungsanordnung für die Stirnseite eines spurgeführten Fahrzeuges
DE3928869A1 (de) Sicherheitseinrichtung
DE202006014402U1 (de) Schienenfahrzeug mit Crashausrüstung
DE602005004131T2 (de) Verformbarer rahmen für eine fahrzeugkabine
DE102008015960B4 (de) Fahrzeug mit mindestens einer Energieabsorptionsvorrichtung zur Absorption von Aufprallenergie
DE102009015155A1 (de) Kraftfahrzeug, mit einer Aufbauten tragenden rahmenförmigen Bodenstruktur
EP1535816B1 (de) Mittelpufferkupplung für Schienenfahrzeuge
EP3580117B1 (de) Kollisionsschutzsystem für nutzfahrzeuge
EP2918473B1 (de) Fahrzeugkopf für ein spurgebundenes fahrzeug, insbesondere schienenfahrzeug mit einer verstärkten rahmenstruktur für die frontscheibe sowie frontscheibe für den fahrzeugkopf
AT510958B1 (de) Anordnung zur umlenkung einer durch das versagen einer überlastsicherung im zuge eines zusammenstosses abgetrennten mittelpufferkupplung eines schienenfahrzeugs
EP1582428A1 (de) Wagenkasten eines Schienenfahrzeuges mit einer Vorrichtung zur gezielten Absorption von Kollisionsenergie
DE102010001231B4 (de) Struktureinrichtung für ein Fahrzeug
EP1310416A1 (de) Kollisionsschutzeinrichtung für Schienenfahrzeuge
EP3837148B1 (de) Gelenkanordnung zum gelenkigen verbinden von zwei benachbarten wagenkästen eines spurgeführten fahrzeuges
DE102009020896A1 (de) Flugkörper
EP3580107B1 (de) Crash-system für schienenfahrzeug
DE3632578A1 (de) Pufferstoss-energieverzehreinrichtung
DE102009047040B4 (de) Zelle, welche Impakt-gefährdet oder Crash-gefährdet ist, und Fahrzeug
EP3670286B1 (de) Reisezugwagen und schienenfahrzeug
EP3560787B1 (de) Schienenfahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20110302

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL BA RS

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: DE

Ref document number: 1153437

Country of ref document: HK

17Q First examination report despatched

Effective date: 20120301

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20140108

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK SM TR

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: HR

Ref legal event code: TUEP

Ref document number: P20140670

Country of ref document: HR

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: REF

Ref document number: 673154

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20140715

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 502009009546

Country of ref document: DE

Effective date: 20140731

Ref country code: CH

Ref legal event code: NV

Representative=s name: FELBER AND PARTNER AG PATENTANWAELTE, CH

REG Reference to a national code

Ref country code: HR

Ref legal event code: ODRP

Ref document number: P20140670

Country of ref document: HR

Payment date: 20140829

Year of fee payment: 6

REG Reference to a national code

Ref country code: DK

Ref legal event code: T3

Effective date: 20140826

REG Reference to a national code

Ref country code: RO

Ref legal event code: EPE

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: T3

REG Reference to a national code

Ref country code: SE

Ref legal event code: TRGR

REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: GR

Ref document number: 1153437

Country of ref document: HK

Ref country code: ES

Ref legal event code: FG2A

Ref document number: 2499029

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: T3

Effective date: 20140926

Ref country code: HR

Ref legal event code: T1PR

Ref document number: P20140670

Country of ref document: HR

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20140618

Ref country code: CY

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20140618

Ref country code: LT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20140618

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GR

Payment date: 20140919

Year of fee payment: 6

Ref country code: CZ

Payment date: 20140911

Year of fee payment: 6

Ref country code: IE

Payment date: 20140918

Year of fee payment: 6

Ref country code: DK

Payment date: 20140919

Year of fee payment: 6

Ref country code: NO

Payment date: 20140912

Year of fee payment: 6

REG Reference to a national code

Ref country code: NO

Ref legal event code: T2

Effective date: 20140618

REG Reference to a national code

Ref country code: LT

Ref legal event code: MG4D

REG Reference to a national code

Ref country code: GR

Ref legal event code: EP

Ref document number: 20140401890

Country of ref document: GR

Effective date: 20141017

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LV

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20140618

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: HR

Payment date: 20140829

Year of fee payment: 6

REG Reference to a national code

Ref country code: PL

Ref legal event code: T3

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: EE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20140618

Ref country code: PT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20141020

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SK

Payment date: 20140911

Year of fee payment: 6

Ref country code: RO

Payment date: 20140829

Year of fee payment: 6

REG Reference to a national code

Ref country code: SK

Ref legal event code: T3

Ref document number: E 17355

Country of ref document: SK

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20141018

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R026

Ref document number: 502009009546

Country of ref document: DE

PLBI Opposition filed

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009260

26 Opposition filed

Opponent name: BOMBARDIER TRANSPORTATION GMBH

Effective date: 20150316

PLAX Notice of opposition and request to file observation + time limit sent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNOBS2

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20140915

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20140618

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Payment date: 20140919

Year of fee payment: 6

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R026

Ref document number: 502009009546

Country of ref document: DE

Effective date: 20150316

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20140618

PLAF Information modified related to communication of a notice of opposition and request to file observations + time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSCOBS2

REG Reference to a national code

Ref country code: HU

Ref legal event code: AG4A

Ref document number: E023588

Country of ref document: HU

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: HU

Payment date: 20140925

Year of fee payment: 6

PLBB Reply of patent proprietor to notice(s) of opposition received

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNOBS3

REG Reference to a national code

Ref country code: HR

Ref legal event code: PBON

Ref document number: P20140670

Country of ref document: HR

Effective date: 20150915

REG Reference to a national code

Ref country code: NO

Ref legal event code: MMEP

Ref country code: DK

Ref legal event code: EBP

Effective date: 20150930

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CZ

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20150915

Ref country code: SM

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20140618

REG Reference to a national code

Ref country code: SK

Ref legal event code: MM4A

Ref document number: E 17355

Country of ref document: SK

Effective date: 20150915

REG Reference to a national code

Ref country code: GR

Ref legal event code: ML

Ref document number: 20140401890

Country of ref document: GR

Effective date: 20160405

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: MM4A

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BG

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20140618

Ref country code: MT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20140618

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20150930

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20160405

Ref country code: IE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20150915

Ref country code: HR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20150915

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: HU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20150916

Ref country code: RO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20150915

Ref country code: SK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20150915

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 8

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20150930

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PCAR

Free format text: NEW ADDRESS: DUFOURSTRASSE 116, 8008 ZUERICH (CH)

Ref country code: DE

Ref legal event code: R100

Ref document number: 502009009546

Country of ref document: DE

PLCK Communication despatched that opposition was rejected

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNREJ1

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20150930

PLBN Opposition rejected

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009273

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: OPPOSITION REJECTED

27O Opposition rejected

Effective date: 20170315

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 9

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20140618

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 10

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: TR

Payment date: 20190909

Year of fee payment: 11

Ref country code: FR

Payment date: 20190927

Year of fee payment: 11

Ref country code: NL

Payment date: 20190918

Year of fee payment: 11

Ref country code: SE

Payment date: 20190918

Year of fee payment: 11

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Payment date: 20190919

Year of fee payment: 11

Ref country code: GB

Payment date: 20190925

Year of fee payment: 11

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Payment date: 20190919

Year of fee payment: 11

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Payment date: 20191022

Year of fee payment: 11

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: MM

Effective date: 20201001

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: MM01

Ref document number: 673154

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20200915

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20200915

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20201001

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20200930

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20200930

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20200915

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20200915

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20200930

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20200916

REG Reference to a national code

Ref country code: SE

Ref legal event code: EUG

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Payment date: 20210922

Year of fee payment: 13

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: PL

Payment date: 20210906

Year of fee payment: 13

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FD2A

Effective date: 20220118

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20200916

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: TR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20200915

P01 Opt-out of the competence of the unified patent court (upc) registered

Effective date: 20230613

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20220915

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: PL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20220915

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20230920

Year of fee payment: 15