NO334391B1 - Jernbanekjøretøy med en deformerbar førerkabin med tilegnet reprasjonsgrensesnitt - Google Patents

Abstract

Et jernbanekjøretøy (2) definerer en lengderetning og innbefatter: en sentral seksjon (10); en kjøretøykabin (12) som er kortere enn den sentrale seksjonen, hvilken kjøretøykabin (12) innbefatter en sammenfoldbar frontseksjon (16) som gjennomgår kontrollert kollaps i tilfelle en kollisjon; og minst en stiv seksjon (18) anordnet mellom frontseksjonen (16) og den sentrale seksjonen (10), hvilken frontseksjon (16) har en lavere motstand mot deformasjon enn den stive seksjonen (18); og minst et tilegnet reparasjonsgrensesnitt (14) forfjernbart å feste kjøretøykabinen (12) til den sentrale seksjonen (10).

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et jernbanekjøretøy med en deformerbar førerkabin.

Anneks A i "the Technical Specification for Interoperability (TSI) publisert I "the Official Journal of the European Communities" datert 12.09.2002, side 403 og videre, spesifisere tre ulike kollisjonsscenarier (Scenario 1: kollisjon mellom to identiske høyhastighetstogsett ved en relativ hastighet på 36 km/t; scenario 2: kollisjon mellom en høyhastighetstogs ett og et jernbanekjøretøy utstyrt med sidebuffere ved en hastighet på 36 km/t, hvilket jernbanekjøretøy er en fireakslet fraktvogn UIC 571-2 med en 80 tonns masse; scenario 3: kollisjon ved en hastighet på 110 km/t i et nivå som krysser med en 15 tonns lastebil (lorry) representert av en stiv masse som presenterer en vertikal overflate for sammenstøt). For scenariene TSI-2 og TSI-3 bedømmes partialdeformasjonen av frontdelen av førerkabinen å være akseptabel hvis en 750 mm overlevelses sone forblir intakt i bakparten av førerkabinen, og for scenariet TSI-1 forventes ingen signifikant rommelig deformasjon av kjøretøystrukturen og oppstå i scenariet TSI-1. Dette nødvendiggjør forbedring av energiabsorpsjonsevnen til kjøretøystrukturene, dvs. forkorting av kjøretøystrukturen samtidig som en spesifikk langsgående kraft holdes tilbake.

For absorpsjon av den resulterende kollisjonsenergien blir flertrinnsløsninger vanlig benyttet, som gjør det mulig for deformasjon å skride frem fra fronten til bakparten.

Som en regel blir ikke-strukturelle deformasjonselementer, dvs. elementer som ikke understøtter deler av karosseriet til kjøretøyet, slik som en sammenfoldbar kobling og/eller sammenfoldbare (collapsible) buffere i fronten av kjøretøyet inkludert energiabsorbator som tillater dynamisk plastisk deformasjon benyttet som et første trinn av disse løsningene, som sikrer, etter ulykker mellom liknende kjøretøy (med bufferutstyr) som involverer relativt små kollisjonskrefter, enkel utskiftbarhet, lave reparasjonskostnader og korte dødtider.

Utover det har det så langt ikke vært noe krav til effektivt vedlikehold, idet hovedobjektivet er kontroll av energiabsorpsjonen og passasjersikkerhet.

Skaden påført kjøretøyet og sonene hvor skaden oppstår har ikke blitt tatt i betraktning. I noen konstruksjoner er de beskrevne deformasjonssoner fullstendig anordnet i fronten av en relativt stiv, ikke-deformerbar førerkabin. I andre er deler av førerkabinen gjort deformerbar og også benyttet for energiabsorpsjon. Den første løsningen aksepterer at når frontdeformasjonselementene er oppbrukt, kan det være umiddelbar og tung strukturell skade på førerkabinen og motorrommet, som normalt ikke kan bli reparert på en kostnadseffektiv måte. Den andre løsningen tillater høyere energiabsorpsjon i et begrenset strukturelt rom, men bærer fremdeles faren for at deformasjonskraften da fortsetter til de neste strukturelle soner, dvs. førerkabinen og/eller motorrommet. Dette ville også normalt forhindre reparasjoner fra å være kostandseffektive.

Et eksempel på et slikt kjøretøy finnes i EP0888946B1. Jernbanekjøretøy et her beskrevet har et hovedkjøretøylegeme, inkludert en sentral seksjon for å romme passasjerer, og en stålenderamme som er boltet på frontenden av den sentrale seksjonen. En prefabrikkert førerkabin med hurtigkoblinger for kontroller og kretser av kjøretøygrensesnittet er avpasset i stålenderammen. Rammen inkluderer støtabsorberende elementer, slik som buffere og koblinger, installert til fronten av rammen og jernbanekjøretøyet. Stålenederammen er innkapslet av en fjernbar kledning som er fluktende avpasset til den sentrale seksjonen. Imidlertid er stålenderammen stiv og ikke konstruert for en kontrollerbar kollaps i tilfelle en kollisjon hvor de støtabsorberende elementer er oppbrukt eller fullstendig kollapset. Spesielt, hvis de langsgående bjelker av rammen starter og bøyes i respons til frontsammenstøtet, vil høye ukontrollerte bøyebelastninger bli overført til reparasjonsgrensesnittet. Den overskridende støtenergien vil ikke være i stand til å bli absorbert av stålenderammen som øker faren for at støtenergien blir overført til den sentrale seksjonen. Dette vil øke sannsynligheten for lokale overbelastninger og brudd i førerkabinen og/eller den sentrale seksjonen som fører til en katastrofal strukturell kollaps. Videre, i et slikt sammenstøt ville kjøretøygrensesnittet mest sannsynlig bli skadd, som ville forhindre førerkabinen og/eller deler av førerkabinen, slik som kontrollpaneler, fra å bli erstattet på vellykket vis uten også å reparere kjøretøygrensesnittet og, mest sannsynlig, i verre scenarier, ikke være i stand til å berge de resterende skadde deler av den sentrale seksjonen.

Det ville være ønskelig å ha løsninger som tillater kontroll og begrensning av deformasjon, og som strukturelt tilveiebringer forhåndsdefinerte reparasjonsgrensesnitt, som også har gyldighet for de ovennevnte hendelser. I det tilfelle ville det være mulig, selv etter tunge kollisjoner, å reparere de skadde kjøretøyene til relativt lave kostnader og med lavt tidsforbruk.

Følgelig er det et behov for en fjernbar, deformerbar kjøretøykabin for et jernbanekjøretøy, hvilken kjøretøykabin absorberer energien fra et sammenstøt med en hindring ved kontrollert kollaps av kjøretøykabinen, og således beskytter den sentrale seksjonen slik at jernbanekjøretøyet kan bli reparert for gjenbruk.

Et kjøretøy som omfatter en kollisjonsabsorberende anordning er kjent fra US 5579699. Den kollisjonsabsorberende anordningen er anordnet ved den fremre enden av kjøretøyet. Frontrammeverket til jernbanekjøretøyets kropp omfatter et chassis som er laget av to sidebj eiker mellom hvilket en front dreiebjelke er anbrakt som hviler på en fremre boogie. Første og andre faste ringer utgjør et sikkerhetsbur. Sokkelbjelker og forsterkningselementer er festet til de faste ringene for å avstive sikkerhetsburet. Et første deformasjonsområde dom utgjør den fremre delen av rammeverket er laget av første og andre kollisjonsabsorpsjonsanordninger og en koblingsstang. Den første kollisjonsabsorpsjonsanordningen er anbrakt på respektive sider av sentralaksen til chassiset. Disse første kollisjonsabsorpsjonsanordningene er generelt trapesformet og hver er laget av et langsgående element som absorberer energien som genereres ved et sammenstøt i en gitt retning ved deformasjon, hvilket element er lager av tynne plater som har generelt trekantet tverrsnitt i et plan vinkelrett på retningen av sammenstøtet.

Et jernbanekjøretøy med en frontmodul som er laget av et komposittmateriale er kjent fra US 6431083. For dette er et sammenføyningsområde med høydetoleranse kompensasjonsmidler arrangert på underrammen og en sammenføyningskant med langsgående og sideveis toleransekompenserende midler arrangert på vognkroppmodulen. Frontmodulen har sammenføyningskanter som peker mot vognkroppmodulen og underrammen er tilveiebrakt med forsterkningsseksjoner som er integrert inn i fiber komposittmaterialet. Frontmodulen er festet til underrammen og i det minste ved frontmodulens sidevegger av vognkroppmodulen ved hjelp av festeanordninger som bygger opp en forspenningskraft slik at

skjæremotstandsforbindelser blir generert. Som et resultat er det mulig å kontrollere

størrelsesvariasjoner som resultat av produksjonsmetodene for å unngå udefinerte indre stress under sammenføyningen for å absorbere de forskjellige varmekspansjonene til en frontmodul av fiberkomposittmateriale og en vognkroppmodul uten å ødelegges, så vel som å produsere frontmodulen av fiberkomposittmateriale og forbindelsene til nevnte moduler til vognkroppmodulen og underrammen slik for å ikke bare være selvbærende men også lastdelende og lett å reparere.

I henhold til oppfinnelsen er det tilveiebrakt et jernbanekjøretøy som definerer en lengderetning og innbefattende: en sentral seksjon;

en kjøretøykabin som er kortere enn den sentrale seksjonen, hvilken kjøretøykabin innbefatter en sammenfoldbar (collapsible) frontseksjon som gjennomgår kontrollert kollaps i tilfelle en kollisjon; og minst en stiv seksjon anordnet mellom frontseksjonen og den sentrale seksjonen, hvilken frontseksjon

har en lavere motstand mot deformasjon enn den stive seksjonen;

minst en tilegnet reparasjonsgrensesnitt for fjernbart å feste kjøretøykabinen til

den sentrale seksjonen.

Det tilegnede reparasjonsgrensesnittet kan bli benyttet i understøttelse og utskiftning av en kjøretøykabin som absorberer sammenstøtet fra en kollisjon ved kontrollert deformasjon og allikevel bibeholder den intakte sentrale seksjonen til jernbanekjøretøyet. Det tilegnede reparasjonsgrensesnittet kan også bli benyttet for å fullføre tilvirkningen av et jernbanekjøretøy, slik som for plassering og innretning av kjøretøykabinen og tilknyttede deler, og for reparasjon, eller oppgradering av et jernbanekjøretøy som således reduserer blant annet kostnadene, men som ikke er begrenset vedlikehold og/eller flåteoperasjonskostnader.

Fortrinnsvis ligger det tilegnede reparasjonsgrensesnittet i et vertikalt plan vinkelrett på lengderetningen. Det er fordelaktig å posisjonere det tilegnede reparasjonsgrensesnittet i et plan vinkelrett på lengdeakselen siden det sikrer at en redusert langsgående belastning blir satt på den dedikerte reparasjonsgrensesnittet. Imidlertid kan reparasjonsgrensesnittet også være avskrådd eller gradert.

Fortrinnsvis innbefatter reparasjonsgrensesnittet en tykk metalltinnplate som strekker seg planet vinkelrett på lengderetningen. Denne metalltinnplaten kan strekke seg over hele tverrsnittet til kjøretøylegemet, med eller uten en åpning for å tillate adkomst fra kjøretøykabinen til den sentrale seksjonen.

Fortrinnsvis innbefatter den stive seksjon en forsterket ringstruktur som strekker seg i et plan vinkelrett på lengderetningen. Den forsterkede ringen er fortrinnsvis anordnet i en avstand i front av grensesnittplanet og stivt forbundet, via stive langsgående rammeelementer, med bakre stive rammeelementer som strekker seg i et ytterligere vertikalt tverrplan anordnet mellom ringen og det tilegnede reparasjonsgrensesnittet. Fortrinnsvis er de bakre stive rammeelementene stivt festet til det dedikerte reparasjonsgrensesnittet.

Fortrinnsvis er den stive seksjonen slik at den ikke deformeres i tilfelle en frontkollisjon mellom et jernbanekjøretøy og en fireakslet transportvogn UIC 5812 med et 80 tonns masse utstyrt med sidebuffere ved en hastighet på 36 km/t og/eller i tilfelle en kollisjon for jernbanekjøretøyet ved en hastighet på 110 km/t på et nivå som krysser en 15 tonns lastebil representert av en stiv masse som presenterer en vertikal overflate for sammenstøt.

Fortrinnsvis innbefatter kjøretøykabinen videre et førerinstrumentpanel anordnet i frontseksjonen for å føre jernbanekjøretøyet, og/eller et overlevelsesrom anordnet i den stive seksjonen eller direkte bak det dedikerte reparasjonsgrensesnittet. Det er videre fordelaktig at kjøretøykabinen har et overlevelsesrom som øker sikkerheten for de som befinner seg der ved et sammenstøt med frontseksjonen. Et slikt overlevelsesrom vil være laget av et stivt, rigid materiale for å beskytte de som befinner seg der fra hindringen, kjøretøydeler, og/eller kollisjonsrester.

I henhold til et annet aspekt ved oppfinnelsen er det tilveiebrakt en fremgangsmåte for modifisering av et jernbanekjøretøy innbefattende å installere kjøretøykabinen og den tilegnede reparasjonsgrensesnittet i henhold til en hvilken som helst av variasjonene beskrevet heri.

Fordelen ved å installere den uskiftbare kjøretøykabinen og den tilegnede reparasjonsgrensesnittet i et jernbanekjøretøy er at jernbanekjøretøy og deres hovedlegemer, eller sentralseksjoner, deri ville dra fordel av både den kontrollerte derformerbarheten til kjøretøykabinen og evnen til å skifte ut deformerte deler av kjøretøykabinen mens den resterende sentrale seksjonen av jernbanekjøretøyet benyttes på nytt eller berges. Det er utallige fremgangsmåter for installasjon av minst et tilegnet grensesnitt og kjøretøykabin i et jernbanekjøretøy. F.eks. kan, på tidspunktet for tilvirkningen variasjoner av det tilegnede reparasjonsgrensesnittet og kjøretøykabinen, som beskrevet heri, bli installert i et jernbanekjøretøy. Alternativt kan et eksisterende jernbanekjøretøy bli etterutstyrt med de ovennevnte komponenter som tilveiebringer en kostnadseffektiv løsning for aktuelle flåteoperatører.

Andre fordeler og trekk ved oppfinnelsen vil fremgå tydeligere av den etterfølgende beskrivelse av en spesifikk utførelses form av oppfinnelsen gitt bare som et ikke-begrensende eksempel med henvisning til de medfølgende tegninger der: • Figur la er et lengdesnittriss av et jernbanekjøretøy i henhold til den foreliggende oppfinnelse; og

• Figur lb er et delvis vertikalt lengdesnitt langs linjen II-II i figur la.

Med henvisning til figurene la og lb, viser disse figurene et jernbanekjøretøy betegnet med 2. Jernbanekjøretøyet innbefatter en kjøretøykabin 12 som er festet til en sentral seksjon 10 ved hjelp av et tilegnet reparasjonsgrensesnitt 14.

Jernbanekjøretøyet 2 i figurene la og lb inkluderer et chassis eller en kjøretøybunn 4 understøttet på en eller flere boggier (ikke vist). Kjøretøybunnet 4 understøtter en karosseristruktur inkludert hovedvegger 6 som strekker seg oppover mot taket 8, (bare en vegg er vist i lengdesnittet i figur 1 a), hvor veggene 6, taket 8 og kjøretøybunnen 4 blir betegnet som den sentrale seksjon 10 som definerer en lengderetning. Inkluderte i den sentrale seksjon 10 er minst et sentralgrensesnitt 13, som er tilknyttet, i et plan i det vesentlige vinkelrett med lengderetningen, til en ytre omkrets av minst en ende av rammeverket til karosseristrukturen og kjøretøybunnen 4. Det sentrale grensesnittet 13 tilveiebringer en monteringsplattform for montasje og understøttelse av den tilegnede reparasjonsgrensesnittet 14, så vel som å tilveiebringe et grensesnitt for elektriske og mekaniske koblinger som kan være tilkoblet for kontroll av jernbanekjøretøyet 2.

Den tilegnede reparasjonsgrensesnittet 14 innbefatter en tykk metalltinnplate som strekker seg gjennom hele det vertikale tverrsnittet av kjøretøyet og er tilveiebrakt med en sentral åpning for å tillate passasje mellom kjøretøykabinen og den sentrale seksjonen av kjøretøyet. Den tilegnede reparasjonsgrensesnittet 14 kan inkludere ledninger for elektriske og mekaniske koblinger for det påkrevde utstyr som kan bli benyttet for å operere jernbanekjøretøyet 2. Tynnmetallplaten sveiset til rammestrukturen av den sentrale seksjonen. Den tilveiebringer høy dimensjonell stabilitet og nøyaktighet slik at den på tilvirkningstrinnet, kan fungere som en integrert produksjons innretning, og som en dimensjonell referanse under reparasjoner. Tynnmetallplaten er koblet til rammen til kjøretøykabinen via permanente (f.eks. en sveiset) eller løstagbare (f.eks. naglede eller skrudde) forbindelser.

Kjøretøykabinen 12 inkluderer en stiv seksjon 18 og en frontseksjon 16. Kjøretøykabinen 12 er understøttet av en kabinbunn 15 (av hvilken litt ikke er vist) og et kabintak 17 er understøttet av den stive seksjonen 18 og frontseksjonen 16.

Den stive seksjonen 18 er anordnet mellom reparasjonsgrensesnittet 14 og frontseksjonen 16, og innbefatter en støttering som strekker seg vinkelrett på lengdeaksen. Tverrsnittsstøtteringen må være resistent mot bøying og torsjon, og er fordelaktig dannet av et konstruksjonsrør. På hver side av kjøretøyet danner denne ringen også frontdørstolpen til en sideutgang 20 som kan bli benyttet både for entring av kabinen og som nødutgang. De bakre dørstolpene 21 er dannet av en forsterket rammeelement sveiset eller på annen måte stivt koblet til reparasjonsgrensesnittet 14. De bakre dørstolpene er stivt koblet til ringen via en stiv del av en langsgående bærebjelke 23 i kjøretøybunnen og et øvre rammeelement 40. Denne forbindelsen er også forsterket av en sentral bærebjelke (ikke vist) som strekker seg i det langsgående senterplanet for kjøretøyet. Et overlevelsesrom er anordnet i den stive seksjonen, slik at i et nødtilfelle kan føreren flykte fra frontseksjonen 16 hvor instrumentpanelt og førersetet befinner seg og søke tilflukt i overlevelsesrommet.

Frontseksjonen 16 innbefatter minst en deformerbar region som har en lavere motstand mot deformasjon enn den stive seksjonen 18. Frontseksjonen 16 innbefatter lastbærende rammeelementer 23,26, 30,32, 34 og 44. Disse rammeelementene kan være laget av, blant andre materialer men ikke begrenset til, stål, bløtt stål, fiberglass, aluminium, karbonfiber, laminater derav, eller et hvilket som helst annet slikt materiale, undersammenstilling eller komponent som er egnet for formålet med frontseksjonen 16. For å minimalisere bøyemomentet overført til ringen 19 og til grensesnittet, har de lastbærende rammeelementene 23, 26, 30, 32, 34 og 44 en forhåndsbestemt begrensning av sin bøyestyrke.

Bærebjelken 23 strekker seg langsgående mot fronten av frontseksjonen 16, og inkluderer minst en avlang seksjon 24 fjernet, som definerer en deformerbar bunnregion 24. Den deformerbare bunnregionen 24 tilveiebringer energiabsorpsjon gjennom langsgående krymping og/eller bukling.

Et bufferbjelke rammeelement 26 er koblet til frontenden av den støtabsorberende bærebjelken 23, og tilstøtende den deformerbare bunnregionen 24. Bufferbjelke rammeelementet 26 strekker seg i en avstand mellom sidene av kjøretøykabinen 12, og understøtter frontpartiet av frontseksjonen 16. På bufferbjelke rammeelementet 26 kan det også være understøttet undersammenstillinger inkludert, men ikke begrenset til, buffere, koblinger, kufangere, oksestenger, anti-klatreinnretninger eller andre ikke-strukturelle energiabsorberende elementer som ikke understøtter deler av karosseriet til kjøretøyet og tillater energiabsorpsjon via dynamisk plastisk deformasjon.

Oppe på og/eller tilstøtende bærebjelke rammeelementet 26 er det tilkoblet minst en nedre rammeelement 30 som skråner i en vinkel mot fronten av kjøretøykabinen 12, idet toppen av det nedre rammeelementet 30 er sentralt anordnet i en avstand mellom kabinbunnen 15 og kabintaket 17 av kjøretøykabinen 12. Det nedre rammeelementet 30 kan omlede støtenergi som kan treffe på toppen av det nedre rammeelementet 30, mot den støtabsorberende bærebjelken 23 og inn i den deformerbare bunnregionen via bufferbjelke rammeelementet 26.

En nedre deformerbar region 31 er anordnet i bunnen av det nedre rammeelementet 30. Den nedre deformerbare regionen 31 kan tilveiebringe en energiabsorpsjon med kompresjoner eller krymping og/eller virke som hengsel for bøying eller bukling grunnet en kollisjon med en hindring. Den nedre deformerbare regionen 31 fremmer deformasjon av det nedre rammeelementet 30 i en retning mot innsiden av kjøretøykabinen 12.

Et sentralt rammeelement 32, som strekker seg i tverrdimensjonen mellom sidene av kjøretøykabinen 12, er tilkoblet tilstøtende toppen av det nedre rammeelementet 30. Videre er det minst et øvre rammeelement 34 tilstøtende toppen av det nedre rammeelement 30 i det vesentlige nær den tilstøtende regionen av det øvre rammeelementet 34 og det nedre rammeelementet 30 er en sentral deformerbar region 36.1 dette tilfellet er den sentrale deformerbare regionen 36 anordnet over tilkoblingen av det sentrale rammeelementet 32 og den det nedre rammeelementet 30.

Plasseringen av det sentrale rammeelementet 32 og det nedre rammeelementet 30 hjelper til i deformasjonen og avbøyingen av den sentrale deformerbare regionen 36, i tilfelle en kollisjon, mot innsiden av kjøretøykabinen 12. Som det kan sees i figur la, er den sentrale deformerbare regionen 36 laget av to i det vesentlige motsatte ikke-kryssende halvsirkulære fjernede seksjoner, dette gir rotasjonsdeformasjonsegenskaper til de nedre og øvre rammeelementer 30 og 34. Det øvre rammeelementet 34 kan bestå av et materiale med en høy stivhet, dette forhindrer en hindring fra fullstendig å trenge inn i kjøretøykabinen 12 ved en kollisjon.

Minst en øvre deformerbar region 38 er anordnet enten tilstøtende toppen av det øvre rammeelementet 38 eller i toppen av det øvre rammeelementet 38. Et første takrammeelement 40 er tilstøtende koblet til enten det øvre rammeelementet 34, eller det øver svake regionen 38. Minst en første deformerbar takregion 42 er anordnet nær enden av det første takrammeelementet 40 som er tilstøtende det øvre rammeelementet 34 eller den øvre deformerbare region 38. Det første takrammeelementet 40 strekker seg mot bakparten av kjøretøykabinen 12 over den stive seksjonen 18 som ender i det tilegnede kjøretøygrensesnittet 14. Tilstøtende og over det første takrammeelementet 40 er det et andre takrammeelement 44 med minst en andre deformerbar takregion 46 anordnet innenfor det. Den andre deformerbare takregionen 46 er tilstøtende den første deformerbare takregionen 42.

Den første deformerbare takregionen 40 inkluderer minst to i lengderetning adskilte hull som fungerer som en hengsel for å tilveiebringe energiabsorpsjon ved rotasjon gjennom en rotasjonsakse anordnet mellom de to hullene. Videre kan hullene virke som en langsgående energiabsorpsjonsmekanisme, i form av en krympe- eller buklingseffekt. Den andre deformerbare takregionen 46 innbefatter halvsirkulære korrugeringer i topp-og bunnkantene av det andre takrammeelementet 44. Den andre deformerbare takregionen 46 utfører energiabsorpsjon ved langsgående krymping eller bukling for ytterligere å minimalisere overføringen av støtenergi til bakparten av kjøretøykabinen 12.

I tilfelle et sammenstøt med en hindring i fronten av kjøretøykabinen 12 av jernbanekjøretøyet 2 gitt i figur la vil frontseksjonen 16 kontrollerbart kollapse for å absorbere den kinetiske energien fra sammenstøtet. I en midtfrontkollisjon med en flatoverflatet hindring deformerer ikke den sentrale, øvre deformerbare regionen, respektivt 31, 36, 38 siden hindringen har flatoverflate og ikke trenger inn i kjøretøykabinen 12. De deformerbare bunn- tak og andre takregioner, respektivt 24, 42 og 46, vil absorbere den kinetiske energien fra sammenstøtet generelt i lengderetningen ved krymping eller bukling i lengderetningen.

I en kollisjon med en profilert hindring som treffer i en høyde som er sentral mellom kabinbunnen 15 og kabintaket 17 samvirker de deformerbare regioner 31, 36, 38,24,42 og 46 for å avpasses til profilene til hindringen og absorbere den kinetiske energien fra sammenstøtet. Bunn- og takrammeelementene 23, 40 og 44 gjennomgår typisk en rotasjon- og/eller bøyedeformasjon, slik at elementer roterer innover til kjøretøykabinen 12 om de deformerbare regioner 24,42 og 46. Samtidig, når hindringen treffer sentralt, mest sannsynlig mot det øvre rammeelementet 34, avbøyes den sentrale deformerbare regionen 36 og gjennomgår en rotasjons- og/eller bøyedeformasjon om den sentrale deformerbare regionen 36. Hindringen skyver den sentrale deformerbare regionen 36 ytterligere inn i kjøretøykabinen 12. Imidlertid forhindrer de øvre rammeelementene 34 hindringen fra faktisk å trenge inn i og/eller punktere kjøretøykabinen 12. Dette er når hele overflatearealet av kjøretøykabinen 12 begynner å dramatisk absorbere den kinetiske energien fra sammenstøtet, og til slutt stopper fremoverbevegelsen til hindringen.

Samtidig gjennomgår de deformerbare nedre, øvre, første og andre takregioner, 31, 38, 42, 46 og 24 respektivt, ytterligere rotasjonsdeformasjon og absorberer energien fra sammenstøtet så mye som mulig. Den resterende støteenergien blir også overført ved kompresjon til de nedre og øvre deformerbare regioner 31 og 38 mot bunnen, og takrammeelementene 23 og 40, 44. Denne resterende støtenergien blir absorbert i de deformerbare bunn- og takregioner 24, 42 og 46 ved hjelp av lengdekompresjon av disse deformerbare regioner. Den kinetiske energien fra sammenstøtet blir effektivt overført vekk fra de som befinner seg i kjøretøykabinen 12.

Frontseksjonen 16 vil avpasses til formen av hindringen og absorbere så mye kinetisk energi som mulig ved deformasjon av den sentrale deformerbare region 36 og de andre deformerbare regioner, 31, 38,42,46 og 24.

Under sammenstøtet blir de som befinner seg i kjøretøykabinen 12 skjøvet tilbake, av den deformerende frontseksjonen 16, inn i overlevelsesrommet anordnet i den stive seksjonen 18. Alternativt kan de som befinner seg der bli skjøvet mot overlevelsesrommet ved hjelp av førerkonsollen som kan være i frontseksjonen 16 til kjøretøykabinen 12, eller de kan søke tilflukt i overlevelsesseksjonen.

Videre beskytter, under sammenstøtet, den stive seksjonen 18 den tilegnede reparasjonsgrensesnittet 14 fra hindringen og/eller delene av kjøretøykabinen 12 som kan skade den tilegnede reparasjonsgrensesnittet 14 og forhindre overføring av bøyemoment til det tilegnede reparasjonsgrensesnittet 14.

Etter en kollisjon med en hindring, gitt at det sentrale grensesnittet og den sentrale seksjon 10 er intakte, kan den deformerte kjøretøykabinen 12 bli skiftet ut. Dette blir utført ved å frakoble den deformerte kjøretøykabinen 12 fra tynnmetallplaten til den tilegnede reparasjonsgrensesnittet 14. Erstatningskjøretøykabinen 12 vil bli sveiset eller på annen måte festet til platen slik at den sentrale seksjonen 10 av jernbanekjørtøyet 2 kan bli gjenbrukt, som gir forbedrede besparelser med hensyn til vedlikehold og operasjonskostnader.

I mindre sammenstøt kunne, i stedet for å skifte ut hele kjøretøykabinen 12, kjøretøykabinen 12 ha en eller flere ytterligere tilegnede reparasjonsgrensesnitt og/eller en eller flere ytterligere sammenfoldbare regioner, som kan bli benyttet for bare å skifte ut disse skadde delene av kjøretøykabinen 12. F.eks. kan en tilegnet reparasjonsgrensesnitt, og/eller et sentralt grensesnitt for å passe sammen med det tilegnede reparasjonsgrensesnittet, være anordnet mellom den stive seksjonen 18 og frontseksjonen 16 av kjøretøykabinen 12. Dette vil sikre at bare frontseksjonen 16 blir skiftet ut for kollisjoner som ikke skader seksjonen av kjøretøykabinen 12 som inkluderer den stive seksjonen 18.

Dette konseptet kan bli forfulgt slik at enda mindre deler av kjøretøykabinen 12 er utskiftbare etter deformasjon.

F.eks. kan frontseksjonen 16 ha ytterligere tilegnede reparasjonsgrensesnitt og/eller overensstemmende sentrale grensesnitt, festet til deler av frontseksjonen 16 som kan bli skadd slik at bare en del blir reparert og/eller skiftet ut i en kollisjon.

I den foreliggende beskrivelse skal henvisninger til "jernbanekjørtøy" ikke forstås som begrensende til en spesiell type skinnetransport, men skal forstås å omfatte typer jernbanekjørtøy, inkludert men ikke begrenset til skinnekjøretøy, tog, passasjervogner, lastevogner, lokomotiver, sporvogner, styrte kjøretøy og transporter, o.l. Betegnelsen "jernbanekjørtøy" blir benyttet heri til å referere til denne generiske gruppe gjenstander, med mindre annet er spesifisert.

Claims (9)

1. Jernbanekjøretøy (2) som definerer en lengderetning, og som innbefatter: - en sentral seksjon (10); - en kjøretøykabin (12) som er kortere enn den sentrale seksjonen, hvilken kjøretøykabin (12) innbefatter en sammenfoldbar (collapsible) frontseksjon (16) som gjennomgår kontrollert kollaps i tilfelle en kollisjon; og minst en stiv seksjon (18) anbrakt mellom frontseksjonen (16) og den sentrale seksjon (10), hvilken frontseksjon (16) har en lavere motstand mot deformasjon enn den stive seksjonen (18)karakterisert vedå innbefatte: - minst et tilegnet reparasjonsgrensesnitt (14) for fjernbart å feste kjøretøykabinen (12) til den sentrale seksjonen (10); hvori det tilegnede reparasjonsgrensesnittet (14) ligger i en geometrisk grensesnittplan vinkelrett på lengderetningen og innbefatter en tykk metalltinnplate som strekker seg i grensesnittplanet vinkelrett på lengderetningen

2. Jernbanekjøretøy (2) i henhold til krav 1,karakterisertved at den stive seksjonen (18) innbefatter en forsterket ringstruktur som strekker seg i et vertikalt plan vinkelrett på lengderetningen.

3. Jernbanekjøretøy (2) i henhold til krav 2,karakterisertv e d at ringen er stivt koblet, via stive langsgående rammeelementer, til bakre stive rammeelementer som strekker seg i et ytterligere vertikalt tverrplan anordnet mellom ringen og det tilegnede reparasjonsgrensesnittet (14).

4. Jernbanekjøretøy (2) i henhold til krav 3,karakterisertved at de bakre stive rammeelementene er stivt festet til det tilegnede reparasjonsgrensesnittet (14).

5. Jernbanekjøretøy (2) i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat den stive seksjonen (18) er slik at den ikke deformeres i tilfelle en frontkollisjon mellom jernbanekjøretøyet og en fireaksels transportvogn UIC 571-2 med en 80 tonns masse utstyrt med sidebuffere ved en hastighet på 36 km/t.

6. Jernbanekjøretøy (2) i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat den stive seksjonen (18) er slik at den ikke derformeres i tilfelle en kollisjon for jernbanekjøretøyet i en hastighet på 110 km/t i en planovergang med en 15 tonns lastebil representert av en stiv masse i form av en vertikal overflate for sammenstøt.

7. Jernbanekjøretøy (2) i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat kjøretøykabinen (12) videre innbefatter et førerinstrumentpanel anordnet i frontseksjonen (16) for å føre jernbanekjøretøyet (2).

8. Jernbanekjøretøy (2) i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat kjøretøykabinen (12) videre innbefatter et overlevelsesrom anordnet i den stive seksjonen (18).

9. Fremgangsmåte for tilvirkning av eller modifisering av et jernbanekjøretøy (2),karakterisert vedå innbefatte installasjon av kjøreteøykabinen (12) og det tilegnede reparasjonsgrensesnittet (14) i henhold til et hvilket som helst av kravene 1 til 8.