EP3530544B1 - Deformationsvorrichtung mit aufkletterschutz für schienenfahrzeuge - Google Patents

Deformationsvorrichtung mit aufkletterschutz für schienenfahrzeuge Download PDF

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EP3530544B1
EP3530544B1 EP19158269.1A EP19158269A EP3530544B1 EP 3530544 B1 EP3530544 B1 EP 3530544B1 EP 19158269 A EP19158269 A EP 19158269A EP 3530544 B1 EP3530544 B1 EP 3530544B1
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EP
European Patent Office
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deformation
buffer element
buffer
protection device
collision
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Falk Schneider
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    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G11/00—Buffers
    • B61G11/18—Details

Definitions

  • the invention relates to a deformation system according to the preamble of claim 1 and a rail vehicle according to the preamble of claim 14.
  • Deformation devices such as crash buffers for rail vehicles are known which, in the event of a collision, are intended to absorb part of the kinetic energy, in particular to consume it, for example from the EP 1 305 199 B1 .
  • the sleeve buffer comprises elastic or partially elastic elements that are initially deformed in the event of an impact and then return to their previous shape and release at least part of the absorbed energy again.
  • there are parts in this crash buffer that can be plastically deformed, so that the kinetic energy in the crash is converted into deformation work and consumed in this way.
  • anti-climbing devices are known from the prior art, which are intended to prevent individual cars or car bodies from being pushed over one another in the event of a collision. This climbing usually causes a sometimes life-threatening situation for the occupants of the car or car bodies, especially since they can be compressed from above.
  • the anti-climb protection usually comprises a plate-like structure from horizontally running grooves and is usually attached to both sides of the coupling of the car. If wagons, especially of the same type, collide with one another, these anti-climbing structures also collide with one another, so that the grooves wedge together. An evasive movement of one of the carriages (climbing) upwards is thus made more difficult or prevented.
  • the PL 224 511 B1 discloses a deformation device with an anti-climbing device which is designed such that in the event of a collision that mechanically deforms the deformation device it engages around the buffer plate of the colliding opposing vehicle by means of four struts designed like grippers or tongs.
  • This movement of the struts encompassing the counter buffer in the manner of a gripper or tongs is brought about by a collision caused by the predetermined deformation of the structure carrying the struts of the anti-climbing device.
  • the EP 1 900 593 A2 discloses a rail vehicle with a crash buffer box which is designed as a housing-like sheet metal component. Their inner and outer walls have component weaknesses at locally defined points and bevels running in the longitudinal direction, such that the crash box is intended to deform during energy absorption through folding and compression processes.
  • the CN 106218660A discloses a tram vehicle with a bumper unit that is easily replaceable after a collision.
  • the bumper unit comprises a laterally bent metal bumper with anti-climbing teeth formed on the front, which can be mounted on a tram transversely to the front of the vehicle.
  • the bumper is attached by means of an elastically deformable double-chamber rubber buffer element with a vulcanized, U-shaped clamping plate and two predetermined inelastically deforming deformation tubes that carry it and which deform in a predetermined manner in two complementary receiving chambers
  • the supporting structure of the tram can be plugged in and easily exchanged after a collision.
  • the US 2009/0058109 A1 discloses a shock absorption system for the absorption or consumption of impact energy from a frontal or side collision with an obstacle, for a tram having a rounded, pointed front or rear area.
  • the shock absorption system comprises two separately designed shock absorber elements, each arranged horizontally around its own vertical axis, pivotable and pendulum inward from the side in the side area adjoining the front, as well as a third, centrally aligned between the two lateral shock absorber elements in the longitudinal direction of the tram arranged, if necessary plastically deforming deformation element.
  • shock absorber and deformation elements are hidden behind a lockable and openable front or rear panel of the vehicle for releasing / locking a central buffer coupling for coupling to another tram. They are intended in particular to counteract the effect and risk of non-axial, lateral collisions.
  • buffer modules for watercraft and rail vehicles with elastically and inelastically deformable energy absorption elements can either be mounted on the front side of the supporting structure of the vehicle by means of a flange, completely protruding from it, or, partially sunk, in this supporting structure or in a connecting element to the supporting structure of the vehicle that can be fastened directly to the front side of the supporting structure Cross tree to be included.
  • a connecting element between the elastically deformable and the inelastically deformable energy absorption element should be pressed against the elsatically deformable element in such a way that the inelastically deformable element is braced without play between the elastically deformable and a base plate of the buffer module.
  • the DE 201 17 536 U1 discloses anti-climbing protection for rail vehicles equipped with buffers.
  • This anti-climbing protection is designed in the form of horizontal ribs, above and below the buffer plate and, viewed from this, behind it in the deflection direction, however before its maximum immersion depth. They should enclose the buffer plate at the top and bottom in the event of a collision.
  • the AT 509 376 A1 discloses a crash module for a tram with at least one crash element for longitudinal energy absorption through plastic deformation in the event of collisions in the longitudinal direction of the vehicle, as well as separately designed reversible buffer elements for small impact energies arranged parallel to the crash element.
  • a transverse profile is connected to the crash module, in which the compressive and shear strength in the transverse direction is significantly greater than in the longitudinal direction.
  • the aim is to keep the energy-absorbing effect of the crash element practically unchanged in the case of collisions in the longitudinal direction of the vehicle, but in the case of oblique collisions with lateral force - as in accidents involving trams with motor vehicles - the lateral force is absorbed by the transverse profile and introduced into certain points of the car body.
  • the transverse profile supports the crash element in such a way that it can dissipate the collision energy through plastic deformation
  • its plate-shaped material is modified so that it has different strengths in different directions.
  • sheets with triangular reinforcements or profiles with recesses are examples of the transverse profile.
  • the object of the invention is to be able to provide a deformation system for rail vehicles that offers increased safety.
  • the deformation device according to the invention is to be attached to a support structure which is movably or fixedly attached to a rail vehicle in order to absorb the forces occurring in the event of a collision and to consume at least part of the energy.
  • the deformation device comprises a damping device with at least two buffer elements for reversible and / or irreversible absorption of compressive forces in the event of a crash, which are connected in series (in the direction of travel of the rail vehicle).
  • the anti-climbing device is fastened or supported on the damping device.
  • a climbing protection device is intended to reduce the risk of in the event of a collision of the rail vehicle with a collision object, with two cars colliding with one another as a rule, one of which is pushed over the other.
  • the anti-climbing device is supported locally, namely on the damping device, and the flow of force in the event of a collision is conducted into the damping device and then bundled in the direction of the support structure.
  • the anti-climbing protection is, for example, panels attached to the supporting structure, the anti-climbing protection does not come into effect in this case until the colliding carriage hits the supporting structure directly and a possible one Crash buffer has already been completely deformed; sometimes even conventional anti-climbing devices are known from the prior art, which are only arranged behind the cladding of the supporting structure.
  • the flow of force can thus be introduced in a targeted manner into a corresponding area of the support structure which, for example, is specifically stabilized for this purpose.
  • the invention makes it possible that less collateral damage occurs because the colliding carriages hook up with one another at an early stage in relation to vertically acting forces, while kinetic energy is already consumed at the same time, especially since the anti-climbing devices are supported on or attached to the damping device.
  • the anti-climbing device can basically have different shapes. It can run in an L-shape, for example, with one of the legs being oriented essentially parallel to the direction of travel and one of the legs establishing the connection to the damping device.
  • the angle enclosed by the two legs of the L-shape can preferably be greater than 90 °, so that the largest possible component of the force flow can be introduced into the damping device.
  • the anti-climbing device can project beyond part of the damping device on the side facing away from the support structure. As soon as the anti-climbing device comes into contact with a part of the colliding car in the event of an impact (in particular with the anti-climbing device of the colliding car), the force acting in the direction of travel is introduced into the damping device, namely at the point where the anti-climbing device is on the damping device is supported or attached to it.
  • the anti-climbing device is fastened or supported over a certain area or at several points, it is particularly advantageous in one embodiment of the invention that the anti-climbing device is not fastened or supported directly on the vehicle-side end of the deformation device.
  • the anti-climbing device is not in direct contact with the support structure.
  • the force flow is always directed via the deformation device or the damping device in the direction of the support structure.
  • the damping device is designed to buffer part of the compressive force or, if possible, also the entire compressive force in the event of a collision. Depending on the force with which the impact occurs, it cannot always be prevented that the supporting structure of the rail vehicle is also deformed and thus damaged.
  • the anti-climbing device can be directly attached or supported primarily on the first or second buffer element, which then enables a longer parallel travel path when the anti-climbing device is further spaced from the support structure;
  • the anti-climbing device which is in contact with the colliding carriage, is carried along with the deformation of the damping device, in which energy is consumed.
  • a more stable guidance can be made possible if the anti-climbing device is fastened or supported closer to the support structure.
  • the anti-climbing device can be fastened or supported between the first and second buffer elements. This measure, in turn, not only optimizes the aforementioned advantages, since, on the one hand, energy is consumed via the damping device when the anti-climbing device is supported on it and, on the other hand, stable guidance is made possible.
  • the first and second buffer elements are constructed differently, the power flow that is transmitted via the anti-climbing device is introduced into only one of the two buffer elements in a targeted manner.
  • This buffer element, into which the force flow is introduced from the anti-climbing device can be designed, for example, for irreversible energy consumption, for example through plastic deformation.
  • the energy transmitted via the anti-climbing device can thus be at least partially used up at an early stage, that is to say, energy from a collision before a collision is even more targeted possible climbing process consumed.
  • the risk of climbing can also be reduced.
  • a closing plate or a cover can be provided for this purpose between the two buffer elements.
  • This cover or closing plate can take up the flow of force in a targeted manner and distribute it as evenly as possible to the buffer element located behind it in the direction of force, so that a deformation that is as controlled and uniform as possible can take place.
  • the pressure can be reduced by increasing the size of the surface of the cover or end plate. A higher stability can also be achieved. Above all, the power flow can be guided as parallel as possible to the direction of travel.
  • the buffer elements can be connected to one another or, if the anti-climbing device is attached between them, to one another via the anti-climbing device.
  • the anti-climbing device can, for example, be connected to or supported on an outer sleeve of a buffer element, so that the flow of force is introduced into the sleeve sooner.
  • further energy-absorbing elements or the like are also arranged within such a sleeve of a buffer element, it can be advantageous to initiate the flow of force here as well.
  • the sleeve is designed, for example, to absorb the energy through plastic deformation, the anti-climbing device can in principle also be supported on the sleeve so that the energy transmitted through it is consumed in this way.
  • an elastic structure can then be arranged, for example in order to elastically buffer the first buffer element, which is supported on the side facing away from the support structure.
  • these exemplary embodiments offer the possibility that, on the one hand, as much energy as possible is converted through plastic deformation in the event of a crash, but on the other hand also that the flow of force and also the freedom of movement of parts of the deformation device can be directed in a targeted manner so that the mechanical sequence in the event of a collision can at least in most cases be predicted as far as possible.
  • the anti-climbing device protrudes at least partially over one of the buffer elements, in particular the first buffer element, which is arranged on the side facing away from the support structure, this enables the colliding carriages to get caught as early as possible and the corresponding flow of forces to be passed on in a targeted manner as early as possible.
  • horizontally arranged ribs can in particular be provided.
  • a vertical component of a force effect is reduced as much as possible by a horizontal arrangement.
  • These structures for hooking are arranged in particular on a contact surface.
  • the connection or mechanical coupling to the damping device takes place via a support device. This can, for example, as described above, be L-shaped in order to absorb the force effect parallel to the direction of travel and to introduce the force flow into the damping device offset laterally to the contact surface.
  • the force is thus also over a wider effective area, which is provided by the damping device and anti-climbing device is formed together, added, so that overall the pressure in the event of a collision can also be reduced.
  • the buffer effect can also be improved in an advantageous manner.
  • the anti-climbing devices viewed in the direction of travel, are fastened or crashed parallel to one of the buffer elements, in particular the second buffer element.
  • a serial arrangement is also possible in this regard. The choice of which embodiment is to be used for this depends on whether the buffer effect of the second buffer element is to be used completely or, if necessary, only partially. If this buffer effect is to be used in full, a serial arrangement is usually recommended so that the flow of force can be introduced as completely as possible into the downstream buffer element via a buffer element. In the case of a parallel arrangement, the pressure is usually distributed over the elements arranged in this way.
  • the fastening or support on the damping device or on one of the buffer elements can advantageously take place in such a way that the force flow introduced is concentrated.
  • this introduction into the damping device also enables the flow of force to be guided in its direction as parallel as possible to the direction of travel. Across the Components acting in the direction of travel can, if necessary, be diverted or suppressed by this measure.
  • structures which act as torque supports in particular can advantageously be contained in the damping device.
  • the deformation devices are usually arranged on one side of the car on both sides of the coupling. According to the invention, the two deformation devices together form a deformation system. They are therefore connected in parallel in the direction of travel.
  • the deformation devices, which together form a deformation system are mechanically coupled to one another in order to represent an even more stable structure, in particular in order to be able to additionally form a type of torque support as a result.
  • buffer elements which correspond to one another and are arranged in parallel are also mechanically coupled to one another. For this it is already sufficient that these buffer elements are connected to one another.
  • a common end delimitation of the second buffer elements (arranged on the supporting structure side), which is provided between the first and the second buffer element, is used to couple the two deformation devices to one another.
  • This common end delimitation therefore connects the two deformation devices with one another.
  • this deformation system can also act as a torque support, the overall force flow being concentrated and distributed across both deformation devices parallel to the Direction of travel, is forwarded. This will make the The flow of force is passed on in a targeted manner and, as a rule, also more controllable, so that safety can be increased.
  • Figure 1 shows a deformation device 1 with a damping device 2, which in turn has two buffer elements 3, 4 connected in series.
  • the first buffer element 3 is spaced further apart from the second buffer element 4 from a support structure T. In the event of a crash, the first buffer element 3 therefore comes into contact first with the colliding car, more precisely: the punch 5 as part of the first buffer element 3 first comes into contact with the colliding car in the event of a crash.
  • the first buffer element 3 is designed as a sleeve buffer. It thus comprises two elements 5, 6, the sleeve 6 having a larger diameter than the punch 5, so that the punch 5 can be pushed into the sleeve 6.
  • the plunger 5 has crashed in relation to the sleeve 6 through an elastic element arranged inside, so that, in principle, a reversible (at least partially elastic) force absorption can take place.
  • An end delimitation 7 in the form of a plate is arranged between the first buffer element 3 and the second buffer element 4.
  • This can be designed, for example, with a predetermined breaking point, so that in the event that the force applied in a collision is too high, this predetermined breaking point is pierced when the elastic first buffer element 3 has already absorbed as much as possible, but not all of the energy of the impact, according to its design Has.
  • the tube of the second buffer element 4 therefore also has a larger diameter than the first buffer element 3.
  • the second buffer element 4 can in turn be connected to the supporting structure T.
  • the anti-climbing device 8 is supported between the first buffer element 3 and the second buffer element 4.
  • This comprises a contact surface 9 with a horizontally running groove structure and a support device 10, which is L-shaped and transmits a force flow in such a way that it is introduced into the second buffer element 4 as parallel as possible to the direction of travel.
  • the Anti-climbing device 8 or the support device 10 are L-shaped, but the support device 10 encloses an angle of 27 ° with a perpendicular to the direction of travel R.
  • the anti-climbing device 8 protrudes over part of the 1st buffer element 3, specifically as far as the sleeve 6 extends in the direction of travel R. As a rule, in the event of a collision there will therefore be contact with the contact surface 9 of the anti-climbing device 8 when the punch 5 of the first buffer element 3 is fully (elastically) pressed into the sleeve 6 and the elastic element located therein has been fully pressed.
  • this embodiment makes it possible that in the event of a collision the force flow introduced via the anti-climbing device 8 is concentrated and passed on as parallel as possible to the direction of travel, but this force flow is also passed on to a buffer element, namely the second buffer element 4, so that irreversible energy consumption occurs a plastic deformation occurs. The risk of climbing can therefore be reduced by consuming additional energy. Overall, this enables a higher degree of safety, and in most cases the deformation in the event of a collision can be directed in a specific direction in a more targeted manner.
  • the deformation device 1 is fastened to the support structure T via the fastening device B.
  • a deformation system 11 is in Figure 2 shown.
  • the anti-climbing devices 8 are supported between the first and second buffer elements 3, 4.
  • the end plate 7 of the second buffer elements 4, which is also arranged in this area, is common to both buffer elements 4 and spans the space between the two deformation devices 1. In this way, the torque stiffness is increased so that transverse forces perpendicular to the direction of travel (R) can be better absorbed and buffered.
  • an anti-climbing device is provided in order to make it more difficult in the event of a collision that the rail vehicle or the collision object is lifted or the rail vehicle is pushed over the collision object or vice versa, the anti-climbing device being fastened or attached to the damping device. is supported.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vibration Dampers (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Deformationssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Schienenfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 14. Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche
  • Deformationsvorrichtungen wie z.B. Crashpuffer für Schienenfahrzeuge bekannt, die bei einer Kollision einen Teil der Bewegungsenergie aufnehmen, insbesondere verzehren sollen, z.B. aus der EP 1 305 199 B1 . Der Hülsenpuffer umfasst dabei elastische oder teilweise elastische Elemente, die bei einem Stoß sich zunächst verformen und anschließend in ihre vorherige Form zurückgehen und zumindest einen Teil der aufgenommenen Energie wieder abgeben. Zudem sind bei diesem Crashpuffer Teile vorhanden, die sich plastisch verformen können, sodass die Bewegungsenergie beim Crash in Verformungsarbeit umgesetzt und auf diese Weise verzehrt wird.
  • Ferner sind aus dem Stand der Technik sogenannte Aufkletterschutzvorrichtungen bekannt, mit denen verhindert werden soll, dass bei einer Kollision einzelne Wagen bzw. Wagenkästen übereinander geschoben werden. Dieses Aufklettern bedingt in der Regel eine mitunter lebensgefährliche Situation für die Insassen der Wagen bzw. Wagenkästen, zumal diese von oben zusammengedrückt werden können. Der Aufkletterschutz umfasst meist eine plattenartige Struktur aus horizontal verlaufenden Rillen und ist meist beidseitig der Kupplung des Wagens angebracht. Kollidieren Wagen, insbesondere gleichen Typs miteinander, stoßen auch diese Aufkletterschutz-Strukturen gegeneinander, sodass sich die Rillen miteinander verkeilen. Eine Ausweichbewegung eines der Wagen (Aufklettern) nach oben wird somit erschwert bzw. verhindert.
  • Die PL 224 511 B1 offenbart eine Deformationsvorrichtung mit einer Aufkletterschutzvorrichtung, die derart ausgebildet ist, dass sie im Falle eines die Deformationsvorrichtung mechanisch verformenden Zusammenstoßes den Pufferteller des kollidierenden Gegenfahrzeugs mittels vier greifer- bzw. zangenartig ausgebildeten Streben umgreift.
  • Diese den Gegenpuffer greifer- bzw. zangenartig umgreifende Bewegung der Streben wird dabei durch eine vom Zusammenstoß verursachte und von der vorgegebenen Verformung der die Streben der Aufkletterschutzvorrichtung tragenden Struktur bewirkt.
  • Die EP 1 900 593 A2 offenbart ein Schienenfahrzeug mit einer Crashpufferbox, die als gehäuseartiges Blechbauteil ausgebildet ist. Deren innere und äußere Wandungen weisen an örtlich definierten Stellen Bauteilschwächungen und in Längsrichtung verlaufende Abkantungen auf, derart, dass sich die Crashbox während der Energieaufnahme durch Falt- und Stauchungsvorgänge verformen soll.
  • Dadurch soll eine verbesserte Absorptionswirkung erzielt und bei einem Frontalaufprall eine Unversehrtheit des in der Fahrerkabine befindlichen Fahrers bewirkt werden.
  • Die CN 106218660A offenbart ein Tramfahrzeug mit einer nach einer Kollision einfach austauschbaren Stoßfängereinheit. Die Stoßfängereinheit umfasst eine quer zur Fahrzeugfront an eine Tram montierbare, im Querschnit "C"-förmige, seitlich abgebogene Stoßstange aus Metall mit frontseitig ausgebildeten Aufkletterschutz-Zähnen.
  • Die Stoßstange ist mittels einem sie in ihrer Längserstreckung im Inneren im Wesentlichen ausfüllenden und etwa doppelt so tief wie sie ausgebildeten, elastisch verformbaren Doppelkammer-Gummipufferelement mit aufvulkanisierter, U-förmiger Klemmplatte und zwei diese tragenden, sich vorgegeben unelastisch verformenden Deformationsrohren in zwei komplementäre Aufnahmekammern an der Tragstruktur der Tram ansteck- und nach einer Kollision komfortabel tauschbar.
  • Damit soll eine kompakte Stoßfängereinheit bereitgestellt werden, für eine Anbringung unter beengtem Montageplatz, bedingt durch einen schmalen Aufbau von Tramfahrzeugen und den in diesem Bereich angeordneten Kupplungselementen.
  • Die US 2009/0058109 A1 offenbart ein Stoßabsorptionssystem zur Absorption bzw. zum Verzehr von Aufprallenergie aus einer frontalen oder seitlichen Kollision mit einem Hindernis, für eine, einen abgerundet angespitzten Front- oder Heckbereich aufweisende Straßenbahn.
  • Das Stoßabsorptionssystem umfasst zwei separat ausgebildete, jeweils um eine eigene vertikale Achse horizontal, von der Seite nach innen verschwenk- und pendelbar im an die Front angrenzenden Seitenberich angeordnete Stoßabsorberelemente, sowie ein drittes, zentral zwischen den beiden seitlichen Stoßabsorberelementen in Längsrichtung der Tram ausgerichtet angeordnetes, sich bei Bedarf plastisch verformendes Deformationselement.
  • Alle diese Stoßabsorber- und Deformationselemente sind hinter einer verschließ- und öffnenbaren, front- oder heckseitigen Verkleidung des Fahrzeugs zur Freigabe/zum Verschließen einer zentralen Pufferkupplung zum Ankuppeln an eine andere Tram versteckt angeordnet. Mit Ihnen soll insbesondere der Wirkung und Gefahr von nicht axialen, seitlichen Kollisionen begegnet werden.
  • Die US 2009/0065462 A1 offenbart Puffer-Module für Wasser- und Schienenfahrzeuge mit elastisch und unelastisch verformbaren Energieabsorptionselementen. Diese Puffer-Module können mittels einem Flansch stirnseitig entweder an die Tragstruktur des Fahrzeugs montiert werden, komplett von dieser abstehend, oder, zum Teil versenkt, in dieser Tragstruktur oder in einem als Verbindungselement zur Tragstruktur des Fahrzeugs dienenden, direkt an der Stirnseite der Tragstruktur befestigbaren Querbaum aufgenommen werden.
  • Zur zuverlässigen Energieumwandlung bei einer starken Krafteinwirkung soll ein Verbindungselement zwischen dem elastisch verformbaren und dem unelastisch verformbaren Energieabsorptionselement so an das elsatisch verformbare gepresst sein, dass das unelastisch verformbare spielfrei zwischen dem elastisch verformbaren und einer Basisplatte des Puffermoduls verspannt ist.
  • Die DE 201 17 536 U1 offenbart einen Aufkletterschutz für mit Puffern ausgestattete Schienenfahrzeuge. Dieser Aufkletterschutz ist in der Form von horizontalen Rippen ausgebildet, oberhalb und unterhalb des Puffertellers und, von diesem aus betrachtet, in Einfederrichtung hinter ihm, aber vor seiner maximalen Eintauchtiefe. Sie sollen den Pufferteller im Kollisionsfall oben und unten umschließen.
  • Die AT 509 376 A1 offenbart ein Crashmodul für eine Tram mit wenigstens einem Crashelement zur longitudinalen Energieaufnahme durch plastische Verformung bei Zusammenstößen in Fahrzeuglängsrichtung, sowie separat ausgebildete und parallel zum Crashelement angeordnete, reversible Pufferelemente für kleine Aufprallenergien.
  • Mit dem Crashmodul ist ein Querprofil verbunden, bei dem die Druck- und Schubfestigkeit in Querrichtung wesentlich größer ist als in Längsrichtung. Damit soll die energieaufnehmende Wirkung des Crashelementes bei Zusammenstößen in Fahrzeuglängsrichtung praktisch unverändert bleiben, aber bei schrägen Zusammenstößen mit lateraler Krafteinwirkung -wie bei Unfällen von Straßenbahnen mit Kraftfahrzeugen- die laterale Kraft durch das Querprofil aufgenommen und in bestimmte Punkte des Wagenkastens eingeleitet werden.
  • Damit das Querprofil das Crashelement so stützt, dass dieses die Kollisionsenergie durch plastische Verformung dissipieren kann, ist sein plattenförmiges Material so modifiziert, dass es unterschiedliche Festigkeiten in verschiedene Richtungen aufweist. Beispielsweise ausgebildet in der Form eines Blechs mit vielfach trapezförmigem Querschnitt, Bleche mit aufgesetzten dreieckförmigen Verstärkungen oder Profile mit Ausnehmungen.
  • Damit soll das, durch eine schräge Kollision bedingte, erhöhte Risiko entschärft werden, welches bei Zusammenstößen eines Schienenfahrzeugs mit einem anderen Hindernis als einem weiteren Schienenfahrzeug besteht, wie insbesondere bei Straßenbahnen. Ein weiterer wesentlicher Vorteil sei, dass das betreffende Schienenfahrzeug nach schrägen Zusammenstößen (wenn die Aufprallenergie nicht zu groß war) in den meisten Fällen sehr schnell, einfach und preisgünstig repariert werden könne.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Deformationssystem für Schienenfahrzeuge bereitstellen zu können, das eine erhöhte Sicherheit bietet.
  • Die Aufgabe wird, ausgehend von einem Deformationssystem der eingangs genannten Art, durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 14 gelöst.
  • Durch die in den Unteransprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung möglich.
  • Die erfindungsgemäße Deformationsvorrichtung ist an einer Tragstruktur, welche beweglich oder fest an einem Schienenfahrzeug angebracht ist, zu befestigen, um im Fall eines Zusammenstoßes die dabei auftretenden Kräfte aufzunehmen und zumindest einen Teil der Energie zu verzehren. Dementsprechend umfasst die Deformationsvorrichtung eine Dämpfungseinrichtung mit wenigstens zwei Pufferelementen zur reversiblen und/oder irreversiblen Aufnahme von Druckkräften beim Crash, welche (in Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs) in Serie geschaltet sind. Um ein erhöhtes Maß an Sicherheit bieten zu können, ist die Aufkletterschutzvorrichtung an der Dämpfungseinrichtung befestigt bzw. abgestützt. Eine Aufkletterschutzvorrichtung soll die Gefahr verringern, dass bei einer Kollision des Schienenfahrzeugs mit einem Kollisionsobjekt, wobei in der Regel zwei Wagen miteinander kollidieren, eines davon über das andere geschoben wird.
  • Durch diese Maßnahme wird die Aufkletterschutzvorrichtung lokal abgestützt, nämlich an der Dämpfungseinrichtung, und der Kraftfluss wird beim Zusammenstoß in die Dämpfungseinrichtung und sodann gebündelt in Richtung Tragstruktur geleitet.
  • Handelt es sich, wie aus dem Stand der Technik bekannt, bei dem Aufkletterschutz zum Beispiel um an der Tragstruktur angebrachte Platten, so tritt die Wirkung des Aufkletterschutzes in diesem Fall erst dann in Kraft, wenn der kollidierende Wagen unmittelbar auf die Tragstruktur trifft und ein etwaiger Crashpuffer bereits vollständig deformiert wurde; mitunter sind sogar herkömmliche Aufkletterschutzvorrichtungen aus dem Stand der Technik bekannt, welche erst hinter der Verkleidung der Tragstruktur angeordnet sind. Im Unterschied zu diesen herkömmlichen Aufkletterschutzvorrichtungen aus dem Stand der Technik kann der Kraftfluss somit gemäß der Erfindung gezielt in einen entsprechenden Bereich der Tragstruktur eingeleitet werden, der beispielsweise zu diesem Zweck eigens stabilisiert ist.
  • Ein Aufklettern findet, wenn es nicht verhindert wird, meist dann statt, wenn die Tragstrukturen der kollidierenden Wagen unmittelbar aufeinander prallen. Ist die Aufkletterschutzvorrichtung jedoch an der Dämpfungseinrichtung, also in einem gewissen Abstand vor der Tragstruktur angeordnet, somit wird ermöglicht, dass die gegeneinander prallenden Aufkletterschutzvorrichtungen sich verkeilen und der kollidierende Wagen zunächst noch ein Stück mitgeführt wird, bevor überhaupt ein Aufklettern bei unmittelbarer Kollision der Tragstrukturen auftreten kann. In dieser Zeit wird also zusätzlich Energie auf diesem parallelen Mitfahrweg verzehrt.
  • Insgesamt wird erfindungsgemäß ermöglicht, dass weniger Kollateralschäden auftreten, weil die miteinander kollidierenden Wagen in Bezug auf vertikal wirkende Kräfte bereits frühzeitig miteinander verhaken, während gleichzeitig bereits Bewegungsenergie aufgebraucht wird, zumal die Aufkletterschutzvorrichtungen an der Dämpfungseinrichtung abgestützt bzw. daran befestigt sind.
  • Die Aufkletterschutzvorrichtung kann grundsätzlich verschiedene Formen aufweisen. Sie kann zum Beispiel L-förmig verlaufen, wobei einer der Schenkel im Wesentlichen parallel zur Fahrtrichtung ausgerichtet ist und einer der Schenkel die Verbindung zur Dämpfungseinrichtung herstellt. Der von den beiden Schenkeln der L-Form eingeschlossene Winkel kann vorzugsweise größer als 90° sein, damit eine möglichst große Komponente des Kraftflusses in die Dämpfungseinrichtung eingeleitet werden kann.
  • Je nach Ausführungsform kann die Aufkletterschutzvorrichtung einen Teil der Dämpfungseinrichtung an der von der Tragstruktur abgewandten Seite überragen. Sobald bei einem Aufprall die Aufkletterschutzvorrichtung mit einem Teil des kollidierenden Wagens in Berührung kommt (insbesondere mit der Aufkletterschutzvorrichtung des kollidierenden Wagens), wird die in Fahrtrichtung wirkende Kraft in die Dämpfungseinrichtung eingeleitet, und zwar an der Stelle, an welcher sich die Aufkletterschutzvorrichtung an der Dämpfungseinrichtung abstützt bzw. daran befestigt ist.
  • Gleichgültig, ob die Aufkletterschutzvorrichtung über eine bestimmte Fläche oder an mehreren Punkten befestigt bzw. abgestützt ist, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung insbesondere vorteilhaft, dass die Aufkletterschutzvorrichtung nicht unmittelbar am fahrzeugseitigen Ende der Deformationsvorrichtung befestigt bzw. abgestützt ist. In gleicher Weise ist bei einer derartigen Ausführungsform der Erfindung die Aufkletterschutzvorrichtung nicht unmittelbar mit der Tragstruktur in Kontakt. Auf diese Weise wird bei diesen Ausführungsformen der Erfindung der Kraftfluss stets über die Deformationsvorrichtung bzw. die Dämpfungseinrichtung in Richtung Tragstruktur geleitet. Die Dämpfungseinrichtung ist dazu ausgebildet, bei einem Zusammenstoß einen Teil der Druckkraft oder, wenn möglich, auch die vollständige Druckkraft zu puffern. Je nachdem, mit welcher Wucht der Aufprall erfolgt, kann grundsätzlich nicht immer verhindert werden, dass auch die Tragstruktur des Schienenfahrzeugs deformiert und somit beschädigt wird.
  • Dennoch zeichnet sich die Deformationsvorrichtung bei der vorliegenden Erfindung bzw. bei Ausführungsbeispielen der Erfindung, vor allem dadurch aus, dass:
    • zum einen ein Teil der Energie beim Crash durch die Deformationsvorrichtung aufgebraucht bzw. verzehrt werden kann, und
    • zum anderen der Kraftfluss möglichst definiert aufgenommen bzw. konzentriert über die Dämpfungseinrichtung weitergeleitet werden kann, sodass die Folgen des Crashs bzw. die mechanischen Wirkungen und die damit verbundenen Schäden am Fahrzeug möglichst vorhersehbar sind und möglichst gering ausfallen können.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Aufkletterschutzvorrichtung vor allem am ersten oder zweiten Pufferelement direkt angebracht oder abgestützt sein, wodurch dann ein längerer paralleler Mitfahrweg ermöglicht wird, wenn die Aufkletterschutzvorrichtung weiter von der Tragstruktur beabstandet ist; anders ausgedrückt, wird die Aufkletterschutzvorrichtung, die in Kontakt mit dem kollidierenden Wagen steht, noch bei der Deformation der Dämpfungseinrichtung, bei der Energie verzehrt wird, mitgeführt. Ferner kann eine stabilere Führung ermöglicht werden, wenn die Aufkletterschutzvorrichtung näher an der Tragstruktur befestigt oder abgestützt ist.
  • Darüber hinaus kann die Aufkletterschutzvorrichtung bei einer Ausführungsvariante zwischen dem ersten und zweiten Pufferelement befestigt bzw. abgestützt sein. Durch diese Maßnahme wiederum kann nicht nur eine Optimierung der zuvor genannten Vorteile erzielt werden, da einerseits Energie über die Dämpfungseinrichtung verzehrt wird, wenn sich die Aufkletterschutzvorrichtung an dieser abstützt und zum anderen eine stabile Führung ermöglicht wird. Vor allem dann, wenn erstes und zweites Pufferelement verschieden aufgebaut sind, wird gezielt der Kraftfluss, der über die Aufkletterschutzvorrichtung übertragen wird, nur in eines der beiden Pufferelement eingeleitet. Dieses Pufferelement, in welches der Kraftfluss von der Aufkletterschutzvorrichtung eingeleitet wird, kann zum Beispiel zum irreversiblen Energieverzehr, etwa durch plastische Verformung, ausgebildet sein. Wenn sich die Aufkletterschutzvorrichtung mit der des kollidierenden Wagens verhakt, kann die über die Aufkletterschutzvorrichtung übertragene Energie somit frühzeitig zumindest teilweise aufgebraucht werden, d.h. es wird noch gezielter Energie aus einem Zusammenstoß vor einem möglichen Aufklettervorgang verbraucht. Die Gefahr eines Aufkletterns kann also zusätzlich reduziert werden.
  • Ist bei einem Ausführungsbeispiel wiederum die Aufkletterschutzvorrichtung zwischen den beiden Pufferelementen angebracht oder abgestützt, so kann hierfür zwischen den beiden Pufferelementen eine Abschlussplatte bzw. eine Abdeckung vorgesehen sein. Diese Abdeckung oder Abschlussplatte kann den Kraftfluss gezielt aufnehmen und möglichst gleichmäßig verteilt an das in Kraftrichtung dahinter liegende Pufferelement weiterleiten, sodass eine möglichst kontrollierte, gleichmäßige Deformation stattfinden kann. Über die Größe der Fläche der Abdeckung oder Abschlussplatte kann der Druck verringert werden. Eine höhere Stabilität kann zusätzlich erreicht werden. Vor allem kann der Kraftfluss möglichst parallel zur Fahrtrichtung geführt werden.
  • Entsprechend können je nach Ausführungsvariante der Erfindung die Pufferelemente miteinander oder, wenn zwischen ihnen die Aufkletterschutzvorrichtung angebracht ist, über die Aufkletterschutzvorrichtung miteinander verbunden sein. Die Aufkletterschutzvorrichtung kann beispielsweise mit einer äußeren Hülse eines Pufferelements verbunden bzw. daran abgestützt sein, sodass der Kraftfluss eher in die Hülse eingeleitet wird. Sind innerhalb einer solchen Hülse eines Pufferelements aber auch weitere Energieverzehrelemente oder dergleichen angeordnet, so kann es vorteilhaft sein, den Kraftfluss auch hierin einzuleiten. Ist die Hülse beispielsweise dazu ausgebildet, die Energie durch plastische Verformung zu verzehren, kann grundsätzlich die Aufkletterschutzvorrichtung auch an der Hülse abgestützt sein, damit die durch sie übertragene Energie auf diese Weise verzehrt wird.
  • Im Inneren der Dämpfungseinrichtung kann sodann beispielsweise eine elastische Struktur angeordnet werden, um etwa das erste Pufferelement elastisch zu puffern, welches auf der der Tragstruktur abgewandten Seite abgestützt ist. Derartige Ausführungsvarianten der Erfindung lassen erkennen, wie vielfältig der Kraftfluss geleitet und welche Möglichkeiten geboten werden, Energie reversibel oder irreversibel aufzunehmen.
  • Bei der Weiterbildung der Erfindung kann eines der Pufferelemente, insbesondere das zweite Pufferelement, welches eine irreversible Energieaufnahme ermöglicht, wie folgt ausgebildet sein:
    • Das Pufferelement weist eine Hohlstruktur auf, welche sich vorzugsweise dazu eignet, ein Deformationsgehäuse zur Aufnahme von Kräften durch eine plastische Verformung bereitzustellen. Die Hohlstruktur bietet grundsätzlich einen hohen Widerstand bei der Verformung, d.h. durch sie kann beim Crash besonders viel kinetische Energie in Verformungsarbeit umgewandelt werden. Sie besitzt also eine gute Pufferwirkung. Dadurch, dass die Struktur einen Hohlraum ausbildet, ist somit auch Platz für das bei der Verformung verdrängte Material vorhanden, sodass der Kraftfluss zum großen Teil auch zu einer Verformung eingesetzt werden und nicht einfach weitergegeben wird.
    • Eine Zusatzhohlstruktur in Form eines Rohres kann aber auch als Drehmomentstütze genutzt werden, da eine solche Struktur auch ein relativ hohes Biegemoment aufweist und somit in Querrichtung, senkrecht zur Fahrtrichtung, stabilisierend wirkt. Darüber hinaus bietet der Hohlraum in der Mitte auch die Möglichkeit, als Durchtauchraum zum gerichteten Leiten eines Pufferelements bzw. eines Teil eines Pufferelements beim Zusammenstoß zu wirken.
  • Insgesamt bieten diese Ausführungsbeispiele die Möglichkeit, dass zum einen möglichst viel Energie durch plastische Verformung beim Crash umgesetzt wird, zum anderen aber auch, dass der Kraftfluss und auch die Bewegungsfreiheit von Teilen der Deformationsvorrichtung gezielt geleitet werden können, damit im Falle eines Zusammenstoßes der mechanische Ablauf zumindest in den meisten Fällen möglichst vorhergesagt werden kann.
  • Überragt die Aufkletterschutzvorrichtung eines der Pufferelemente, insbesondere das erste Pufferelement, welches an der der Tragstruktur abgewandten Seite angeordnet ist, wenigstens teilweise, so wird ermöglicht, dass die miteinander kollidierenden Wagen möglichst früh verhaken und der entsprechende Kraftfluss möglichst frühzeitig zielgerichtet weitergeleitet werden kann.
  • Um das Verhaken der Aufkletterschutzvorrichtungen beim Crash zu ermöglichen, können insbesondere horizontal angeordnete Rippen vorgesehen sein. Durch eine horizontale Anordnung wird eine vertikale Komponente einer Kraftwirkung möglichst reduziert. Diese Strukturen zum Verhaken sind insbesondere an einer Kontaktfläche angeordnet. Die Verbindung bzw. mechanische Kopplung an die Dämpfungseinrichtung erfolgt über eine Abstützvorrichtung. Diese kann beispielsweise, wie oben beschrieben, L-förmig ausgebildet sein, um die Kraftwirkung parallel zur Fahrtrichtung aufzunehmen und den Kraftfluss in die seitlich zur Kontaktfläche versetzte Dämpfungseinrichtung einzuleiten. In vorteilhafter Weise wird somit im Falle eines Zusammenstoßes der kollidierenden Wagen die Kraft auch über eine breitere Wirkungsfläche, die durch Dämpfungseinrichtung und Aufkletterschutzvorrichtung gemeinsam gebildet wird, aufgenommen, sodass insgesamt auch der Druck beim Zusammenstoß reduziert werden kann.
  • Ist die Aufkletterschutzvorrichtung in Fahrtrichtung so angeordnet, dass bei einem Zusammenstoß das erste Pufferelement zunächst den Stoß aufnimmt, und danach erst zeitlich versetzt die Aufkletterschutzvorrichtung (etappenweises Aufnehmen der Kraft), so kann in vorteilhafter Weise die Pufferwirkung ebenfalls verbessert werden kann.
  • Grundsätzlich ist es denkbar, dass die Aufkletterschutzvorrichtungen in Fahrtrichtung gesehen parallel zu einem der Pufferelemente, insbesondere dem zweiten Pufferelement befestigt bzw. abgestürzt ist. Darüber hinaus ist diesbezüglich auch eine serielle Anordnung möglich. Die Wahl, welche Ausführungsform hierfür genutzt werden soll, hängt davon ab, ob die Pufferwirkung des zweiten Pufferelementes hierfür vollständig oder gegebenenfalls nur teilweise genutzt werden soll. Falls diese Pufferwirkung vollständig genutzt werden soll, empfiehlt sich in der Regel eine serielle Anordnung, sodass der Kraftfluss möglichst vollständig über ein Pufferelement in das nachgeschaltete Pufferelement eingeleitet werden kann. Bei einer parallelen Anordnung verteilt sich in der Regel der Druck auf die so angeordneten Elemente.
  • In vorteilhafter Weise kann bei einer Ausführungsform der Erfindung die Befestigung bzw. Abstützung an der Dämpfungseinrichtung bzw. an einem der Pufferelemente so erfolgen, dass der eingeleitete Kraftfluss konzentriert wird. Durch diese Einleitung in die Dämpfungseinrichtung wird aber auch ermöglicht, dass der Kraftfluss in seiner Richtung möglichst parallel zur Fahrtrichtung geleitet wird. Quer zur Fahrtrichtung wirkende Komponenten können durch diese Maßnahme gegebenenfalls umgeleitet oder unterdrückt werden. In vorteilhafter Weise können zu diesem Zweck insbesondere als Drehmomentstütze wirkende Strukturen in der Dämpfungseinrichtung enthalten sein.
  • Die Deformationsvorrichtungen sind in der Regel an einer Seite des Wagens beidseitig der Kupplung angeordnet. Die beiden Deformationsvorrichtungen bilden erfindungsgemäß zusammen ein Deformationssystem In Fahrtrichtung sind sie somit parallel geschaltet. Zusätzlich sind die gemeinsam ein Deformationssystem bildenden Deformationsvorrichtungen mechanisch miteinander verkoppelt, um eine noch stabilere Struktur darzustellen, insbesondere um hierdurch zusätzlich eine Art Drehmomentstütze ausbilden zu können. Ferner sind, wenn die beiden Deformationsvorrichtungen des Deformationssystems einander entsprechen, auch einander entsprechende, parallel angeordnete Pufferelemente miteinander mechanisch gekoppelt. Hierzu genügt es bereits, dass diese Pufferelemente miteinander verbunden werden. Erfindungsgemäß wird eine gemeinsame Abschlussbegrenzung der zweiten (tragstrukturseitig angeordneten) Pufferelemente, die jeweils zwischen dem ersten und dem zweiten Pufferelement vorgesehen ist, dazu verwendet, die beiden Deformationsvorrichtungen miteinander zu koppeln. Diese gemeinsame Abschlussbegrenzung verbindet also beide Deformationsvorrichtungen miteinander. Gerade dann, wenn bei einem Zusammenstoß auch seitliche, quer zur Fahrtrichtung wirkende Kraftkomponenten auftreten, kann dieses Deformationssystem zusätzlich als Drehmomentstütze wirken, wobei der insgesamt wirkende Kraftfluss konzentriert und, verteilt auf beide Deformationsvorrichtungen parallel zur Fahrtrichtung, weitergeleitet wird. Hierdurch wird der Kraftfluss zielgerichtet weitergeleitet und in der Regel auch kontrollierbarer, sodass die Sicherheit erhöht werden kann.
    • Ausführungsbeispiele
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachstehend unter Angabe weiterer Einzelheiten und Vorteile näher erläutert. Im Einzelnen zeigen:
    • Figur 1:
    eine Deformationsvorrichtung gemäß der Erfindung, sowie
    Figur 2:
    ein Deformationssystem gem. der Erfindung.
  • Figur 1 zeigt eine Deformationsvorrichtung 1 mit einer Dämpfungseinrichtung 2, die wiederum zwei hintereinandergeschaltete Pufferelemente 3, 4 aufweist. Das erste Pufferelement 3 ist gegenüber dem zweiten Pufferelement 4 weiter von einer Tragstruktur T beabstandet. Das erste Pufferelement 3 kommt also bei einem Crash zuerst mit dem kollidierenden Wagen in Kontakt, präziser: Der Stempel 5 als Teil des ersten Pufferelements 3 kommt bei eine Crash zuersten mit dem kollidierenden Wagen in Kontakt. Im vorliegenden Fall ist das erste Pufferelement 3 als Hülsenpuffer ausgebildet. Es umfasst somit zwei Elemente 5, 6, wobei die Hülse 6 einen größeren Durchmesser als der Stempel 5 aufweist, sodass der Stempel 5 in die Hülse 6 eingeschoben werden kann. Der Stempel 5 ist gegenüber der Hülse 6 durch ein im Inneren angeordnetes elastisches Element abgestürzt, sodass grundsätzlich eine reversible (zumindest teilweise elastische) Kraftaufnahme erfolgen kann.
  • Das zweite, nachgeschaltete Pufferelement 4 besitzt eine plastisch verformbaren Struktur, d.h. das zweite Pufferelement 4 dient zur irreversiblen Energieaufnahme. Es kann beispielsweise als Rohr ausgebildet sein oder ein Rohr aufweisen, sodass in vorteilhafter Weise hierdurch 2 Zusatzfunktionen erfüllt werden können:
    • Zum einen dient das zweite Pufferelement 4 demzufolge als Drehmomentstütze, da ein Rohr ein vergleichsweise großes Biegemoment besitzt.
    • Zum anderen dient der Hohlraum, den das Rohr ausbildet, als Durchtauchraum zum Durchtauchen des ersten Pufferelements 3 bzw. eines Teils des ersten Pufferelements 3.
  • Zwischen dem ersten Pufferelement 3 und dem zweiten Pufferelement 4 ist eine Abschlussbegrenzung 7 in Form einer Platte angeordnet. Diese kann beispielsweise mit einer Sollbruchstelle ausgebildet sein, damit in dem Fall, wenn die Krafteinwirkung bei einem Zusammenstoß zu hoch ist, diese Sollbruchstelle durchstoßen wird, wenn das elastische erste Pufferelement 3 bereits gemäß seiner Ausführung möglichst viel, aber nicht die gesamte Energie des Stoßes aufgenommen hat. Das Rohr des zweiten Pufferelements 4 besitzt deshalb auch einen größeren Durchmesser das erste Pufferelement 3.
  • Das zweite Pufferelement 4 kann wiederum mit der Tragstruktur T verbunden werden. Zwischen dem ersten Pufferelement 3 und dem zweiten Pufferelement 4 ist die Aufkletterschutzvorrichtung 8 abgestützt. Diese umfasst eine Kontaktfläche 9 mit einer horizontal verlaufenden Rillenstruktur und eine Abstützvorrichtung 10, welche L-förmig ausgebildet ist und einen Kraftfluss derart weiterleitet, dass dieser möglichst parallel zur Fahrtrichtung in das zweite Pufferelement 4 eingeleitet wird. Die Aufkletterschutzvorrichtung 8 bzw. die Abstützvorrichtung 10 sind L-förmig ausgebildet, wobei jedoch die Abstützvorrichtung 10 einen Winkel von 27° mit einer Senkrechten zur Fahrtrichtung R einschließt.
  • Die Aufkletterschutzvorrichtung 8 überragt einen Teil des 1. Pufferelements 3, und zwar soweit, wie in Fahrtrichtung R die Hülse 6 reicht. In der Regel wird es bei einem Zusammenstoß daher zu einem Kontakt mit der Kontaktfläche 9 der Aufkletterschutzvorrichtung 8 kommen, wenn der Stempel 5 des ersten Pufferelements 3 vollständig (elastisch) in die Hülse 6 eingedrückt ist und das darin befindliche elastische Element vollständig eingedrückt hat.
  • In vorteilhafter Weise ermöglicht dieses Ausführungsbeispiel, dass bei einem Zusammenstoß der über die Aufkletterschutzvorrichtung 8 eingeleitete Kraftfluss konzentriert und möglichst parallel zur Fahrtrichtung weitergeleitet wird, dieser Kraftfluss darüber hinaus aber auch an ein Pufferelement, nämlich das zweite Pufferelement 4 weitergegeben wird, sodass ein irreversibler Energieverzehr durch eine plastische Verformung zustande kommt. Die Gefahr eines Aufkletterns kann also durch einen zusätzlichen Energieverzehr verringert werden. Insgesamt wird dadurch ein höheres Maß an Sicherheit ermöglicht, und in den meisten Fällen kann die Deformation beim Zusammenstoß gezielter in eine bestimmte Richtung gelenkt werden.
  • Die Deformationsvorrichtung 1 ist über die Befestigungsvorrichtung B am der Tragstruktur T befestigt.
  • Ein Deformationssystem 11 ist in Figur 2 gezeigt. Auch hier sind bei den beiden, in Fahrtrichtung R parallel zueinander angeordneten Deformationsvorrichtungen 1 jeweils zwei Pufferelemente 3, 4 in Serie geschaltet. Die Aufkletterschutzvorrichtungen 8 sind zwischen erstem und zweitem Pufferelement 3, 4 abgestützt. Die ebenfalls in diesem Bereich angeordnete Abschlussplatte 7 der zweiten Pufferelemente 4 ist beiden Pufferelementen 4 gemeinsam und überspannt den Zwischenraum zwischen den beiden Deformationsvorrichtungen 1. Auf diese Weise wird die Drehmomentsteifigkeit erhöht, sodass Querkräfte senkrecht zur Fahrtrichtung (R) besser aufgefangen und gepuffert werden können.
  • Allen Ausführungsbeispielen und Weiterbildungen der Erfindung ist gemeinsam, dass eine Aufkletterschutzvorrichtung vorgesehen ist, um beim Zusammenstoß zu erschweren, dass das Schienenfahrzeug bzw. das Kollisionsobjekt angehoben bzw. das Schienenfahrzeug über das Kollisionsobjekt oder umgekehrt geschoben wird, wobei die Aufkletterschutzvorrichtung an der Dämpfungseinrichtung befestigt bzw. abgestützt ist.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    Deformationsvorrichtung
    2
    Dämpfungseinrichtung
    3
    erstes Pufferelement
    4
    zweites Pufferelement
    5
    Stempel
    6
    Hülse
    7
    Abschlussbegrenzung
    8
    Aufkletterschutzvorrichtung
    9
    Kontaktfläche
    10
    Abstützvorrichtung
    11
    Deformationssystem
    B
    Befestigungsvorrichtung
    R
    Fahrtrichtung
    T
    Tragstruktur

Claims (14)

  1. Deformationssystem (11) mit wenigstens zwei Deformationsvorrichtungen (1) für bewegliche oder feste Tragstrukturen (T) von Schienenfahrzeugen, zum Aufnehmen von Kräften im Falle eines Zusammenstoßes mit einem Kollisionsobjekt, insbesondere mit einem weiteren Schienenfahrzeug, umfassend je eine Dämpfungseinrichtung (2) für Stöße mit:
    - einem ersten und einem zweiten Pufferelement (3, 4) zur Aufnahme von Druckkräften beim Zusammenstoß,
    - wobei das erste und das zweite Pufferelement (3, 4) der jeweiligen Deformationsvorrichtung (1) in Fahrtrichtung (R) des Schienenfahrzeugs hintereinander geschaltet sind,
    - wobei das erste und/oder das zweite Pufferelement (3,4):
    ∘ einen Puffer zur reversiblen Aufnahme von Energie, insbesondere wenigstens ein Aufnahmeelement zur wenigstens teilweisen, insbesondere vollständig elastischen Verformung, und/oder
    ∘ ein Energieverzehrelement zur irreversiblen Aufnahme von Energie, umfasst / umfassen, wobei vorzugsweise das erste Pufferelement(3) einen Puffer zur reversiblen Aufnahme von Energie und das zweite Pufferelement (4) ein Energieverzehrelement zur irreversiblen Aufnahme von Energie aufweist,
    - wobei die Deformationsvorrichtungen (1) fahrzeugseitig an der Tragstruktur (T) befestigbar sind, wobei jeweils für eine Deformationsvorrichtung (1) eine Aufkletterschutzvorrichtung (8) vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, beim Zusammenstoß zu erschweren, dass das Schienenfahrzeug und/oder das Kollisionsobjekt angehoben und/oder das Schienenfahrzeug über das Kollisionsobjekt oder umgekehrt geschoben wird, wobei die Aufkletterschutzvorrichtungen (8) an den Dämpfungseinrichtungen (2) befestigt und/oder abgestützt sind, und wobei die Deformationsvorrichtungen (1) parallel zur Fahrtrichtung (R) geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, dass
    die zweiten Pufferelemente (4) der Deformationsvorrichtung (1) miteinander verbunden sind, und an der der Tragstruktur (T) abgewandten Seite eine gemeinsame Abschlussbegrenzung (7) aufweisen, welche den Zwischenraum zwischen den beiden Deformationsvorrichtungen (1) überspannt.
  2. Deformationssystem (11) mit wenigstens zwei Deformationsvorrichtungen (1) nach Anspruch 1, dadurch, dass die Abschlussbegrenzung (7) als eine Abdeckung und/oder eine Abschlussplatte ausgebildet ist.
  3. Deformationssystem (11) mit wenigstens zwei Deformationsvorrichtungen (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufkletterschutzvorrichtung (8) nicht unmittelbar am fahrzeugseitigen Ende der Deformationsvorrichtung (1) befestigt und/oder abgestützt ist und/oder dass die Aufkletterschutzvorrichtung (8) derart an der Dämpfungseinrichtung (2) befestigt und/oder abgestützt ist, dass bei einer Befestigung an der Tragstruktur (T) die Aufkletterschutzvorrichtung (8) nicht unmittelbar mit der Tragstruktur (T) in Kontakt kommt.
  4. Deformationssystem (11) mit wenigstens zwei Deformationsvorrichtungen (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufkletterschutzvorrichtung (8):
    - am ersten Pufferelement und/oder am zweiten Pufferelement befestigt und/oder abgestützt ist und/oder
    - zwischen ersten und zweiten Pufferelement (3, 4) befestigt und/oder abgestützt ist.
  5. Deformationssystem (11) mit wenigstens zwei Deformationsvorrichtungen (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Pufferelement (4) eine Abschlussbegrenzung, insbesondere eine Abdeckung und/oder eine Abschlussplatte (7) aufweist, an der die Aufkletterschutzvorrichtung (8) befestigt und/oder woran die Aufkletterschutzvorrichtung (8) abgestützt ist, wobei vorzugsweise die Abschlussbegrenzung an der der Tragstruktur (T) abgewandten Seite angeordnet ist.
  6. Deformationssystem (11) mit wenigstens zwei Deformationsvorrichtungen (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Pufferelemente (3) am zweiten Pufferelement (4) und/oder an der Aufkletterschutzvorrichtung (8) befestigt ist.
  7. Deformationssystem (11) mit wenigstens zwei Deformationsvorrichtungen (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder zweite Pufferelement (4):
    - eine Hohlstruktur aufweist/aufweisen, insbesondere als Deformationsgehäuse zur Aufnahme von Kräften durch plastische Verformung ausgebildet ist und/oder
    - eine Zusatzhohlstruktur, insbesondere ein Rohr, als Drehmomentstütze und/oder als Durchtauchraum zum gerichteten Leiten eines der Pufferelemente, insbesondere des ersten Pufferelements (3) und/oder eines Teils des ersten Pufferelements (3) beim Zusammenstoß aufweist.
  8. Deformationssystem (11) mit wenigstens zwei Deformationsvorrichtungen (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das zweite Pufferelement (3, 4) dazu ausgebildet ist / sind, bis zu einer bestimmten Kraft und/oder bis zu einem bestimmten Impuls beim Zusammenstoß das Aufnahmeelement oder wenigstens eines der Aufnahmeelemente elastisch zu verformen und bei höherer Krafteinwirkung und/oder bei einem höheren Impuls das Aufnahmeelement oder wenigstens eines der Aufnahmeelemente plastisch zu verformen.
  9. Deformationssystem (11) mit wenigstens zwei Deformationsvorrichtungen (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufkletterschutzvorrichtung (8) wenigstens eine horizontal angeordnete Rippe aufweist, um ein Verkeilen mit einer Struktur, insbesondere einer Aufkletterschutzvorrichtung des Kollisionsobjekts zu ermöglichen und somit das Anheben des Schienenfahrzeugs und/oder des Kollisionsobjekts zu erschweren.
  10. Deformationssystem (11) mit wenigstens zwei Deformationsvorrichtungen (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufkletterschutzvorrichtung (8) wenigstens eines der Pufferelemente, insbesondere das erste Pufferelement (3) in Fahrtrichtung (R) wenigstens teilweise überragt.
  11. Deformationssystem (11) mit wenigstens zwei Deformationsvorrichtungen (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufkletterschutzvorrichtung (8) eine Kontaktfläche (9) zur Aufnahme des Kontakts mit dem Kollisionsobjekt beim Zusammenstoß und eine Abstützvorrichtung (10) aufweist, wobei die Abstützvorrichtung (10) mit dem zweiten Pufferelement (4) verbunden ist, insbesondere am zweiten Pufferelement (4) befestigt und/oder am zweiten Pufferelement (4) abgestützt ist, und wobei die Kontaktfläche (9) wenigstens eine horizontal angeorndete Rippe aufweist, um ein Verkeilen mit einer Struktur, insbesondere einer Aufkletterschutzvorrichtung des Kollisionsobjekts zu ermöglichen und somit das Anheben des Schienenfahrzeugs und/oder des Kollsionsobjekts zu erschweren.
  12. Deformationssystem (11) mit wenigstens zwei Deformationsvorrichtungen (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Pufferelement (3) und die Aufkletterschutzvorrichtung (8) parallel und/oder in Serie in Fahrtrichtung (R) am zweiten Pufferelement (4) befestigt und/oder abgestützt sind.
  13. Deformationssystem (11) mit wenigstens zwei Deformationsvorrichtungen (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Pufferelement (3) und die Aufkletterschutzvorrichtung (8) derart am zweiten Pufferelement (4) befestigt und/oder abgestützt sind, dass beim Zusammenstoß, insbesondere beim Zusammenstoß parallel zur Fahrtrichtung (R), der in das erste Pufferelement (3) und die Aufkletterschutzvorrichtung (8) eingeleitete Kraftfluss in das zweite Pufferelement (4), insbesondere parallel zur Fahrtrichtung (R) geleitet und insbesondere konzentriert wird.
  14. Schienenfahrzeug mit einem Deformationssystem (11) mit wenigstens zwei Deformationsvorrichtungen (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Deformationssystem (11) unmittelbar an einer Tragstruktur (T), insbesondere am Chassis des Schienenfahrzeugs und/oder an einer Pufferbohle des Schienenfahrzeugs angebracht ist.
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