Anordnung zur Befestigung eines Bauteils zur Energieabsorption
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Befestigung eines Bauteils zur Energieabsorption an einem Schienen- oder Strassenfahrzeug, wobei das Bauteil am Fahrzeug über ein mit diesem verbundenes Zwischenelement zur Aufnahme von in der Fahrzeuglängsachse auf das Fahrzeug einwirkender Aufprallenergie festlegbar ist.
Beim Aufprall einer fahrenden auf eine stehende Zugskomposition sollen die Fahrgastzellen keinen hohen Beschleunigungen ausgesetzt sein und möglichst wenig de- formiert werden. Bei mittleren Aufprallgeschwindigkeiten in der Grössenordnung von bis etwa 60 km/h kann ein wesentlicher Teil der bei einem Zusammenstoss frei werdenden Energie durch eine spezielle Konstruktion eines die Kupplung mit dem Wagen verbindenden Zwischenelementes aufgenommen werden. Hierzu ist es bekannt, zur Aufnahme von in der Kupplungs- bzw. Fahrzeuglängsachse auf das Fahrzeug einwir- kender Aufprallenergie die Kupplung über Crash-Rohre oder zwischengeordnete Wabenpakete an einem Querträger abzustützen. Neben einer Kupplung gibt es weitere Bauteile, die zur Energieabsorption in der Fahrzeuglängsachse Verwendung finden, z.B. Puffer oder Anticlimber.
Der Nachteil der vorbekannten Lösungen zur Aufnahme von Aufprallenergie liegt darin, dass sie verhältnismässig viel Platz beanspruchen, der bei der heutigen Bauweise von Rollmaterial nur noch in beschränktem Ausmass zur Verfügung steht. Ein weiterer Nachteil wird darin gesehen, dass die heute bekannten Crash-Elemente nach einem Zusammenstoss im allgemeinen vollständig ersetzt werden müssen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Befestigung eines Bauteils der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfach eingestellt und nach einem Zusammenstoss mit geringem Aufwand repariert, d.h. mit wenig Austauschteilen wieder hergestellt werden kann. Zudem soll die Anordnung gegenüber herkömmlichen Lösungen nach dem Stand der Technik einen reduzierten Platzbedarf aufweisen.
Zur erfindungsgemässen Lösung der Aufgabe führt, dass das Zwischenelement aus zumindest zwei reibschlüssig miteinander verbundenen und nach Überwindung der
den Reibschluss bewirkenden Kräfte unter Energieaufnahme in der Fahrzeuglängsachse gegeneinander verschiebbaren Teiielementen besteht.
Die erfindungsgemässe Lösung, nämlich die Aufprallenergie über eine rutschbare Bauteilbefestigung mit hohem Reibungswiderstand aufzunehmen, führt zu einer Konstruktion, die bei einem Aufprall im wesentlichen nur im Reibungsbereich einem Ver- schleiss unterliegt und insbesondere nicht zu Deformationen führt, die einen Austausch des gesamten Zwischenelementes erforderlich machen.
Bei einer zweckmässigen Ausgestaltung der erfindungsgemässen Anordnung sind die
Teileiemente über eine Schraubverbindung zusammengehalten. Mit der Verwendung von Schrauben kann die Anordnung leicht eingestellt und nach einem Zusammenstoss ebenso einfach durch Austausch der Schrauben und der entsprechenden Gegenglieder wieder hergestellt werden.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Schraubverbindung sind in einem ersten Teilelement Bohrungen und in einem zweiten Teilelement in Fahrzeuglängsachse verlaufende hinterschnittene Nuten vorgesehen, wobei Schrauben die Bohrungen durchsetzen und durch Verschrauben mit in den Nuten gelagerten Gegengliedern eine Klemmverbindung bilden. Hierbei sind die Bohrungen vorzugsweise in wenigstens einer Reihe angeordnet, und die Gegenglieder sind als in den hinterschnittenen Nuten geführte Gewindeleisten ausgestaltet.
Bei einer besonders bevorzugten Anordnung umfasst das Zwischenelement ein am Fahrzeug befestigtes Aufnahmerohr mit einem in diesem reibschlüssig gehaltenen und nach Überwindung der Reibschlusskräfte in der Fahrzeuglängsachse geführt verschiebbaren Bauteilsupport zur Befestigung des Bauteils.
Das Aufnahmerohr ist vorzugsweise über Profilanschlüsse in den Fahrzeugboden integriert und mit diesem verschweisst.
Zur lösbaren Befestigung des Bauteils kann am Bauteilsupport eine Kopfplatte vorgesehen sein. Aus fertigungstechnischen Gründen kann es zudem vorteilhaft sein, den
Bauteilsupport in der Fahrzeuglängsachse geteilt auszubilden und die Verbindung der beiden Supportteile über die Kopfplatte vorzunehmen.
Die Teilelemente der erfindungsgemässen Anordnung sind, soweit fertigungstech- nisch möglich und sinnvoll, bevorzugt aus stranggepressten Profilen aus einer Aluminiumlegierung gefertigt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt schematisch in
Fig. 1 die Seitenansicht auf eine in einen Wagenboden integrierte Kupplungsaufnahme mit einem Führungsrohr;
Fig. 2 die Ansicht von unten auf die Anordnung von Fig. 1 ;
Fig. 3 eine Schrägsicht auf die Unterseite der Kupplungsaufnahme von Fig. 1 ;
Fig. 4 die innere Seitenansicht des linken Teils eines geteilten Kupplungssup- ports;
Fig. 5 die Draufsicht auf den Kupplungsupport von Fig. 4;
Fig. 6 eine Schrägsicht auf den Kupplungssupport von Fig. 4;
Fig. 7-9 die den Fig. 4 bis 6 entsprechenden Ansichten für den rechten Teil eines geteilten Kupplungssupports;
Fig. 10 einen Querschnitt durch eine Kupplungsaufnahme mit Führungsrohr;
Fig. 11 einen Querschnitt durch ein Führungsrohr mit eingesetztem Kupplungsupport in Blickrichtung auf die Innenseite der Kopfplatte.
Eine in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Kupplungsaufnahme 10 ist in einem in der Zeichnung nur andeutungsweise wiedergegebenen Wagenboden 12 eines nicht näher dargestellten Schienenfahrzeuges integriert. Die Kupplungsaufnahme 10 umfasst Längsprofiie 16, 18, die einends mit einem Querträger 20 verschweisst sind. Der Ein- bau der Kupplungsaufnahme 10 in den Wagenboden 12 als integrierendes Element erfolgt über Profilanschlüsse 21 , die entsprechenden Profilteilen des Wagenbodens gegenüberstehen und mit diesen verschweisst werden.
Zwischen die Längsprofile 16 ist ein von der Wagenbodenebene nach unten abra- gendes Führungsrohr 14 in der Kupplungs- bzw. Fahrzeuglängsachse x eingesetzt.
Das Führungsrohr 14 weist einen im wesentlichen rechteckförmigen Öffnungsquerschnitt auf und ist aus einzelnen Strangpressprofilen P zusammengesetzt, die über Schweissnähte S unter Bildung von Seitenwänden 22, Boden 24 und Deckwand 25 miteinander verbunden sind.
Der geschlossene Querschnitt des Führungsrohrs 14 beschränkt sich auf den Bereich des kupplungsseitigen Endes 26. Gegen das kupplungsferne Rohrende 28 verlaufen die Seitenwände 22 schräg nach oben und der Boden 24 ist durch eine Ausnehmung 30 gegen das kupplungsferne Ende 28 hin zu einem grossen Teil geöffnet. Durch die spezielle Ausgestaltung der Seitenwände 22 sowie durch die Ausnehmung 30 im Boden 24 wird die Innenseite des Führungsrohres 14 vom kupplungsfernen Ende 28 her weitgehend frei zugänglich gemacht.
Wie insbesondere aus Fig. 10 ersichtlich, sind an den Seitenwänden 22 sowie wie in der Deckwand 25 des Führungsrohrs 14 gegen das Rohrinnere abragende, in der
Kupplungslängsachse x verlaufende hinterschnittene Nuten 32, 34, 36 angeformt.
Das Führungsrohr 14 dient der Aufnahme eines im vorliegenden Beispiel zweiteilig ausgestalteten Kuppiungssupports, an dem später die Wagenkupplung festgelegt wird. Ein in den Fig. 4 bis 6 dargestellter linker Supportteil 38 weist eine Seitenwand
42, eine Deckwand 44 sowie einen Boden 46 auf. Entsprechend der Gestaltung von Seitenwand 22 und Boden 24 des Führungsrohrs 14 verläuft auch die Seitenwand 42 des Kupplungssupports gegen das kupplungsferne Ende 54 schräg nach oben und der Boden 46 weist eine Ausnehmung 48 auf, die etwa der Ausnehmung 30 im Boden
24 des Führungsrohrs 14 entspricht. Zur Verstärkung der Seitenwand 42 ist ein in der Kupplungslängsachse x verlaufender Verstärkungssteg 50 vorgesehen.
Am kupplungsseitigen Ende 52 des linken Supportteils 38 ist eine Kopfplatte 56 an- geschweisst, an deren Rückseite Gewindeeinlagen 58 mittels Schrauben 60 festgelegt sind. Durch diese Gewindeeinlagen 58 werden Gewinde 62 zum Aufschrauben einer in der Zeichnung nicht dargestellten Wagenkupplung bereitgestellt.
In der Seitenwand 42 und in der Deckwand 44 sind Bohrungen 64 angeordnet; diese bilden in der Kupplungslängsachse x verlaufende Reihen 66, 68, 70.
In den Fig. 7 bis 9 ist ein rechter Supportteil 40 dargestellt. Die Supportteiie 38 und 40 sind spiegelbildlich zueinander ausgestaltet und ergänzen sich zum eigentlichen Kupplungssupport. Zur Vereinfachung sind gleiche Details der beiden Supportteile 38, 40 mit gleichen Bezugsziffern versehen.
In Fig. 11 ist der aus den Supportteiien 38, 40 bestehende Kupplungssupport in das Führungsrohr 14 eingebaut. Hierbei stehen die in der Seitenwand 42 und der Deckwand 44 der beiden Supportteile 38, 40 angeordneten Reihen 66, 68, 70 von Bohrun- gen 64 je einer der an den Seitenwänden 22 bzw. an der Deckwand 25 angeformten hinterschnittenen Nuten 32, 34, 36 gegenüber. In die Bohrungen 64 eingesetzte Schrauben 74 sind mit in die Nuten 32, 34, 36 eingesetzten Gewindeleisten 72 verschraubt. Es versteht sich von selbst, dass die in den Gewindeleisten 72 angeordneten Gewinde gleiche Abstände wie die Bohrungen 64 innerhalb der Reihen 66, 68, 70. Anstelle von Gewindeleisten können beispielsweise auch einzelne Nutensteine als Klemmplättchen eingesetzt werden.
Die Verschraubung der Supportteile 38, 40 mit dem Führungsrohr 14 ist durch die besondere Ausgestaltung der Seitenwände 22, 42 und der Ausnehmungen 30, 48 im Boden 24 bzw. 46 durch den freien Zugang vom kupplungsfernen Ende 28 bzw. 54 her problemlos durchführbar.
Bei einem Aufprall in Richtung der Kupplungslängsachse x tritt nach Überschreiten der durch die Anzugsmomente der Schrauben 74 in den Gewindeleisten 72 definier-
ten Reibschlusskräfte eine Verschiebung des Kupplungssupports 38, 40 im Führungsrohr 14 in Kupplungsiängsachse x ein. Zur Reparatur bzw. Wiederherstellung der Kupplungsaufnahme genügt im allgemeinen ein Ersatz der Schrauben 74 und der Gewindeleisten 72, so dass der Kupplungsupport schnell und einfach wieder neu ein- gestellt werden kann.
Es ist aus der Beschreibung und der Zeichnung ohne weiteres verständlich, dass anstelle des im vorstehenden Ausführungsbeispiel gezeigten Kupplungssupport zur Festlegung einer Wagenkupplung auch ein Support zur Festlegung eines anderen Bauteils zur Energieabsorption in Fahrzeuglängsrichtung vorgesehen sein kann.