WO2009040309A1 - Crash-modul für ein schienenfahrzeug - Google Patents

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WO2009040309A1
WO2009040309A1 PCT/EP2008/062531 EP2008062531W WO2009040309A1 WO 2009040309 A1 WO2009040309 A1 WO 2009040309A1 EP 2008062531 W EP2008062531 W EP 2008062531W WO 2009040309 A1 WO2009040309 A1 WO 2009040309A1
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WO
WIPO (PCT)
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crash
guide element
crash module
plate
baffle plate
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/062531
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English (en)
French (fr)
Inventor
Richard Graf
Robert Nedelik
Markus Seitzberger
Original Assignee
Siemens Transportation Systems Gmbh & Co. Kg
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Publication date
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Priority to US12/677,354 priority patent/US8225722B2/en
Priority to CN200880107997.3A priority patent/CN101801756B/zh
Priority to AU2008303621A priority patent/AU2008303621B2/en
Priority to CA2700063A priority patent/CA2700063C/en
Priority to UAA201003224A priority patent/UA103753C2/uk
Priority to EP08804465A priority patent/EP2188164A1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D15/00—Other railway vehicles, e.g. scaffold cars; Adaptations of vehicles for use on railways
    • B61D15/06—Buffer cars; Arrangements or construction of railway vehicles for protecting them in case of collisions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G11/00—Buffers
    • B61G11/16—Buffers absorbing shocks by permanent deformation of buffer element

Definitions

  • the invention relates to a crash module for a
  • Rail vehicle comprising at least one crash element, which is arranged between a frontal baffle plate and a rear connection plate.
  • crumple zones can be realized as large-scale crash areas or as crash elements with special geometry and either integrated into the load-bearing structure or placed on the front structure as free-standing crash modules.
  • free-standing elements it should be noted that, in such elements, transverse forces and bending moments, such as occur in the case of eccentric load introduction, can lead to global buckling with reduced energy consumption and, as a consequence, 'collision' of the collision partners.
  • No. 6,158,356 describes such a solution in which a front and a rear flat ring are arranged parallel to each other and perpendicular to the direction of travel in the front region of a rail vehicle.
  • the rings are connected at their upper side via a joint around which they rotate in a collision, on their underside they each have two tubular, mutually sliding damping units.
  • Collision partners suitable because they can not prevent twisting of the contact surfaces and it can therefore come to 'riding' of collision partners.
  • a crash module of the type mentioned above according to the invention that between the frontal baffle plate and the rear connection plate at least one plate-shaped guide element is provided for the at least one crash element, which is oriented substantially in the longitudinal direction of the rail vehicle.
  • This guide element is designed so that it does not appreciably affect the deformation behavior of the crash element when compressed in the longitudinal direction of the rail vehicle, possibly occurring transverse forces in
  • this guide element By this guide element, the resulting in a collision of two rail vehicles impact energy along the longitudinal direction of a rail vehicle in existing Crash elements are routed and a 'riots' or 'climbing up' the collision partners are avoided each other. According to the invention, this function also remains upright in the event of eccentric stress, for example when the collision partners hit each other with a vertical offset. It is therefore an effective guide mechanism for pressed along the longitudinal direction of a rail vehicle crash elements to maintain the functionality of the collapse behavior in eccentric stresses.
  • the invention is characterized by a simple and inexpensive construction with low installation volume and can be easily replaced if necessary. Due to the arbitrary dimensioning of the guide elements, there is none
  • Climbing protection devices are arranged. In addition to preventing the rotation of the contact surfaces, this is an essential measure to avoid the collision of two
  • anti-climb protection many different types are known, in the present case, for example, a series of horizontal ribs are used.
  • the guide element advantageously has a substantially rectangular shape and is further arranged vertically. By this arrangement, a deflection of the contact surfaces in the vertical direction can be prevented. In principle, it is also possible to arrange the guide element horizontally. Thus, effectively a support in the transverse direction can be realized, whereby in collisions with horizontal offset optimal energy introduction is ensured in the crash elements.
  • the guide element can be carried out in various ways, for example as a solid plate or in the form of a box profile. In any case, it is a prerequisite that the guide element can effectively absorb bending moments about the transverse axis of the vehicle and transverse forces in the vertical direction (in the case of a vertical arrangement of the guide element, corresponding conditions must be met in the case of a horizontal arrangement). It is therefore particularly advantageous if the guide element has a U-shaped cross section with a top flange and a bottom flange. This
  • Structure is characterized by the required qualities and high stability with low weight and low space consumption and manufacturing technology is very easy to produce, for example, from a piece of sheet metal by cutting and folding.
  • the guide element has at least one desired deformation point. If there is a collision, the guide element may deform along this sole deformation point and thus ensure that the
  • the desired deformation point is desirably oriented substantially vertically, i. It is advantageous if the guide element has a plurality of predetermined deformation points, for example at the points at which the guide element is fastened to the frontal baffle plate and the rear connection plate, and approximately in FIG the middle of the guide element.
  • Simpler embodiments with only one target deformation point can be realized if the guide element is not fixedly connected to the connection plates, but is clamped or ajar in the crash module, but in any case mounted so that the ends of the
  • Guide element are each movable. In a collision would then deform the guide element defined at the desired deformation point and "behave” at the respective ends, so that the function of the invention is ensured with minimal design effort.
  • the desired deformation point is a flow joint.
  • a flow joint is not a structurally executed joint as an independent component, but a line-shaped position of the guide element, which is characterized by a great mechanical deformability as far as possible and deforms plastically deformed in deformation.
  • Such a flow joint has the advantage that it can be realized with minimal effort and yet has the desired properties.
  • the flow joint is, for example, a kink in the guide element, at which the element begins to deform on load introduction, as occurs in a collision.
  • the bend forms a continuous hinge line
  • the flow joint comprises recesses in the upper flange and in the lower flange of the guide element, wherein the recesses are configured normal to the longitudinal direction of the rail vehicle. This ensures that the point of weakness for the deformation is in this area, and thus the
  • the desired deformation point may be a mechanical joint.
  • Such an embodiment is particularly advantageous if, in addition to the reversible guide element, also reversible crash Elements, such as Hydrostat buffer elements, gas hydraulic elements, or the like, are used. This would make the entire crash module reversible and could be used multiple times.
  • the desired deformation point is arranged on the guide element such that it divides the guide element into at least two element regions.
  • the element areas are only locally separated areas, but they are part of a unit (flow joint) or else areas that are physically separated (mechanical joint). Both variants are possible here and in each case not restrictive for the function of the crash module according to the invention.
  • the function according to the invention if only one desired deformation point, advantageously in the middle of the guide element, is formed.
  • the function can be improved if the guide member has three SoIl deformation points.
  • Deformation points can fold the guide element accordion-like and thus ensure that the impact energy of a collision in the longitudinal direction of the rail vehicle is introduced into the crash elements.
  • a desired deformation point is located at the connection between the at least two element regions of the guide element, a desired deformation point in the vicinity of the attachment point of the guide element is arranged on the frontal baffle plate and a further desired deformation point in
  • the crash module can be structurally simpler to execute if a desired deformation point is located directly at the attachment point of the guide element on the frontal baffle plate, another target deformation point is located directly at the attachment point of the guide element on the rear connection plate and another Soll Deformation point is located at the connection between the at least two element regions of the guide element.
  • At least one of the desired deformation points is designed as a flow joint and / or at least one of the desired deformation point is designed as a mechanical joint.
  • the guide element can be designed as flow joints, which would be a particularly easy to implement variant.
  • all desired deformation points may be formed as mechanical joints, and also
  • the joints at the attachment points of the guide element on the frontal baffle plate and the rear connection plate can be formed as flow joints, while the deformation point in the middle between the element areas as a mechanical joint can be trained. All other possible combinations are of course possible.
  • exactly two crash elements and exactly two guide elements are provided with a U-shaped cross-section, wherein the two crash elements are arranged side by side, that a gap between the crash elements is present, and the guide elements are arranged in this space and one guide element is arranged near a crash element and each guide member is connected to the frontal baffle plate and the rear terminal plate and further comprising the guide elements at the connection points on the frontal baffle plate and the connection plate and in the middle at a flow joint line a desired deformation point.
  • the at least one plate-shaped guide element with the frontal baffle plate and the rear connection plate is rigidly connected.
  • Such a connection can be made in various ways, for example by welding or riveting.
  • the at least one plate-shaped guide element is arranged in such a way in the crash module that it faces with one of the frontal baffle plate or one of the rear connection plate End Scheme abuts the frontal baffle plate or the rear connection plate and the end portions against the frontal baffle plate and the rear connection plate are displaceable or rotatable.
  • Such an arrangement can be achieved, for example, if the guide element is only inserted in the crash module, that is, for example, ajar or pinched.
  • the advantage is that, in principle, the guide element only has to have a desired deformation point on which it deforms in the event of collision or other introduction of force, while it can move freely with its end regions and similar to a joint.
  • FIG. 1 is a perspective view of a crash module according to the invention
  • FIG. 2 is an exploded view of the crash module of FIG. 1,
  • Fig. 3a is a plan view of an embodiment of a
  • 3b is a plan view of another embodiment of a guide element with three desired deformation points
  • 4 is a perspective view of a guide element with a mechanical joint
  • 4a is a perspective view of a crash module according to the invention with guide elements with mechanical joints
  • FIG. 5 is a perspective view of the crash modules of two rail vehicles shortly before a collision with a vertical offset, wherein the crash modules have no guide elements
  • FIG. 5a is a side view of the illustration in Fig. 5 from direction A,
  • FIG. 6 shows a perspective illustration of the crash modules of two rail vehicles according to FIG. 5 after a vertical offset collision
  • FIG. 6a is a side view of the illustration in Fig. 6 from direction B,
  • FIG. 7 shows a perspective illustration of the crash modules of two rail vehicles shortly before a vertical offset collision, wherein the crash modules have guide elements according to the invention
  • Fig. 8 is a perspective view of the crash modules of two rail vehicles of FIG. 7 after a collision with a vertical offset
  • FIG. 8a is a side view in Fig. 8 from direction C.
  • Fig. 1 shows a crash module 101 according to the invention, as used for example in rail vehicles.
  • a crash module 101 can be integrated, for example, in the stem of a rail vehicle or can be mounted free-standing on the front side of a rail vehicle.
  • the crash module 101 consists of two crash elements 102, which are arranged side by side.
  • the crash elements 102 consist of plastically deformable material, such as aluminum or steel profiles, foam materials such as aluminum foam, or from reversible shock-absorbing elements such as HydrostatpufferElementen, gas hydraulic elements or the like.
  • the crash module 101 comprises a frontal baffle plate 103 with Aufkletterstoffvortechniken 104 and a rear connection plate 105th
  • Fig. 1 shows only an exemplary embodiment, of course, other embodiments without limitation of the invention
  • the Aufkletterschutzvorraumen 104 are designed as horizontal ribs, which prevent the fact that in the collision of two rail vehicles, a rail vehicle rides on the other, thus causing serious damage.
  • five horizontal ribs are arranged in front of each of the two crash elements 102 in FIG. 1, of course, other embodiments are also possible here.
  • the rear connection plate 105 serves to support the crash module 101 in the event of a collision.
  • the rear connection plate 105 is usually connected to the rest of the rail vehicle.
  • the impact energy is conducted to the crash elements 102 and absorbed there by plastic deformation.
  • guide elements 106 are arranged laterally on the crash elements 102, which connect the frontal baffle plate 103 with the rear connection plate 105.
  • the connection of the guide elements 106 with the front baffle plate 103 and the rear connection plate 105 is effected for example by welding.
  • the guide elements can also only be clamped or ajar, ie not connected to the frontal baffle plate and the rear connection plate. In such a
  • brackets could be used which hold the guide members 106 in position but do not interfere with their function according to the invention (see bracket 114 in Fig. 4a).
  • FIG. 2 shows an exploded view of the crash module 101 of FIG. 1 for a more detailed picture of the individual elements of the crash module 101.
  • the guide elements 106 are designed in the form of additional profiles which have a cross-section which can absorb high bending moments around the lateral axis.
  • the guide element 106 could be realized as a box profile or as a solid plate - however, in any case, the ability of the guide element 106 must be taken to absorb lateral forces and bending moments.
  • the guide element 106 is configured to be rectangular and substantially plate-shaped and oriented in the longitudinal direction of the rail vehicle. For vertical displacement between the colliding vehicles, a guidance of the impact energy in the longitudinal direction of the rail vehicle To ensure that it is necessary that the guide member 106 is arranged vertically.
  • the guide element 106 is configured as a U-shaped cross section with a web and a top flange 108a and a bottom flange 108b.
  • the guide elements 106 are attached to the frontal baffle plate 103 and to the terminal plate 105, for example by welding. At these fastening points and approximately in the middle, the guide element 106 has constructive desired deformation points, on which it preferably deforms upon introduction of energy, for example as a result of an impact on an obstacle.
  • FIG. 3 a shows a plan view of a variant of a guide element 106 in which three desired deformation points 111, 112, 113 are provided.
  • the deformation points are realized as flow joints, which of course represents only one of several possible embodiments.
  • the guide element is divided into thirds Dl, D2, D3.
  • the first deformation point 111 is arranged in the vicinity of the frontal baffle plate 103. However, it is not located directly at the attachment point of the guide member 106 on the plate, but slightly offset, in the first third Dl of the guide member 106. Thus, any difficulties that may occur at the attachment point, e.g. if this is realized as a weld, avoided.
  • the second deformation point 112 is located in the middle of the guide element 106, or in the second third D2.
  • the third deformation point 113 is arranged in the vicinity of the rear connection plate 105, but again not directly at the attachment point, but offset in the last third D3 of the guide element.
  • FIG. 3b shows a further variant in which the first deformation point 111 and the third deformation point 113 are arranged directly on the frontal baffle plate 103 and the rear connection plate 105, respectively.
  • the desired deformation points are designed as flow joints as mentioned, or as recesses and kinks in a U-shaped profile.
  • mechanical joints 109 instead of the flow joints, which allow a controlled deformation of the guide elements 106.
  • Fig. 4 shows by way of example a guide member 106 with a mechanical hinge 109, wherein the representation of the joint is only schematic and the real design may of course differ from this scheme.
  • the respective desired deformation points combined with flow joints and mechanical joints 109 can be designed as a flow joint, while the sole deformation points on the frontal impact plate 103 and the rear connection plate 105 are mechanical Joints 109 may be executed.
  • the mean desired deformation point is designed as a mechanical joint 109 and the deformation points are realized on the plates as flow joints. Any other combinations, such as mechanical joints 109 on the frontal baffle plate 103 and in the middle and a flow joint on the rear connection plate 105, or vice versa, are possible.
  • FIG. 4 a shows, by way of example, the combination of mechanical joints 109 with flow joints.
  • the illustrated crash module 101 has guide elements 106 which are mechanical in the middle Have joints 109, wherein at the attachment points on the frontal baffle plate 103 and the rear connection plate (not shown) are designed flow joints.
  • the sole deformation points at the fastening points can also be saved, for example when the guide element 106 is clamped in the crash module 101.
  • it can be fixed in position with clips 114.
  • FIG. 5 shows two rail vehicles shortly before the collision, the rail vehicles being represented by their crash modules 101 ', 110.
  • the crash modules 101 ', 110 have no guide elements 106 (see FIGS. 1 and 2).
  • the two crash modules 101 ', 110 meet each other with a small vertical offset, as can be seen from the side view from direction A in Fig. 5a.
  • FIG. 6 shows the crash modules 101 ', 110 after the collision: Due to the eccentric collision, the crash elements do not deform in the longitudinal direction of the rail vehicle, but tilting occurs - the frontal impact plates of the two crash modules 101' 110 twist and it is initiated a rally of the vehicles. This can also be clearly seen from FIG. 6a, which shows a side view of the crash modules 101 ', 110 from the direction B.
  • FIG. 7 shows the crash modules 101, 110 'shortly before the collision, with a horizontal offset again.
  • the situation thus corresponds to the situation shown in FIG. 5a.
  • Fig. 8 shows the crash modules 101, 110 'after the collision.
  • the impact energy of the collision is guided by means of the guide elements 106, 106 'predominantly in the longitudinal direction of the rail vehicle into the crash elements.
  • Fig. 8a shows the side view of the case shown in Fig. 8 from direction C, from which it is recognizable that there is no tilting of the crash elements and the impact energy is absorbed optimally in the crash elements.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Crash-Modul (101) für ein Schienenfahrzeug, bestehend aus zumindest einem Crashelement (102), einer frontalen Prallplatte (103) und einer hinteren Anschlussplatte (105),wobeizwischen der frontalen Prallplatte (103) und der hinteren Anschlussplatte (105) zumindest ein plattenförmiges Führungselement (106) vorgesehen ist, das im Wesentlichen in eine Längsrichtung des Schienenfahrzeugs orientiert ist.

Description

Beschreibung
Crash-Modul für ein Schienenfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Crash-Modul für ein
Schienenfahrzeug, bestehend aus zumindest einem Crashelement, das zwischen einer frontalen Prallplatte und einer hinteren Anschlussplatte angeordnet ist.
Im Falle eines Zusammenstoßes zweier Schienenfahrzeuge wird ein großer Teil der auftretenden Kollisionsenergie vorteilhafterweise in definiert verformbaren Knautschzonen in den Endbereichen der Schienenfahrzeuge durch plastische Deformation absorbiert. Die Knautschzonen können dabei als großflächige Crashbereiche oder als Crash-Elemente mit spezieller Geometrie realisiert werden und entweder in die tragende Struktur integriert oder als freistehende Crashmodule an der Frontstruktur aufgesetzt sein. Speziell bei freistehenden Elementen ist allerdings zu beachten, dass es in solchen Elementen durch Querkräfte und Biegemomente, wie sie bei exzentrischer Lasteinleitung auftreten, zu globalem Knicken mit verringertem Energieverzehr und in Folge zum , Aufreiten' der Kollisionspartner kommen kann.
Um diesen Problemen entgegenzuwirken, können beispielsweise Führungen zur Aufnahme von Querkräften und Biegemomenten vorgesehen werden. Die US 6,158,356 beschreibt eine solche Lösung, bei der im Frontbereich eines Schienenfahrzeugs ein vorderer und ein hinterer flacher Ring parallel zueinander und senkrecht zur Fahrtrichtung angeordnet sind. Die Ringe sind an ihrer Oberseite über ein Gelenk verbunden, um das sie bei einem Zusammenprall rotieren, an ihrer Unterseite weisen sie jeweils zwei rohrförmige, ineinander gleitende Dämpfungseinheiten auf. Nachteilig an dieser Lösung ist neben dem großen Platzbedarf und dem aufwändigen Design die Tatsache, dass nur ein verringerter Stauchweg zur Energiedissipation zur Verfügung steht. Als Konsequenz daraus kann das Schienenfahrzeug durch Weiterleitung von Aufprallenergie beschädigt werden.
Andere Lösungen nutzen das progressive plastische Beulverhalten von axial gestauchten Crash-Elementen zur Energiedissipation bei Kollisionen. Bei kleinen Querschnittsabmessungen und nicht vorhandener seitlicher Führung reagieren diese Elemente allerdings sensitiv auf exzentrische Lasteinleitungen. Solche Lösungen sind daher nicht für allzu großen Versatz zwischen den
Kollisionspartnern geeignet, da sie ein Verdrehen der Kontaktflächen nicht verhindern können und es daher zum , Aufreiten' der Kollisionspartner kommen kann.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, die auch bei nicht zentrischer Lasteinleitung auf einfache Weise die Energiedissipation in Crash-Elementen durch Stauchung in Längsrichtung eines Schienenfahrzeugs sicherstellt und effektiv das , Aufreiten' der Kollisionspartner verhindert.
Diese Aufgabe wird durch ein Crash-Modul der oben genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zwischen der frontalen Prallplatte und der hinteren Anschlussplatte zumindest ein plattenförmiges Führungselement für das zumindest eine Crashelement vorgesehen ist, das im Wesentlichen in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs orientiert ist. Dieses Führungselement ist so gestaltet, dass es bei Stauchung in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs das Deformationsverhalten des Crash-Elementes nicht nennenswert beeinflusst, allenfalls auftretende Querkräfte in
Vertikalrichtung und Biegemomente um die Querachse des Fahrzeugs aber maßgeblich abstützt.
Durch dieses Führungselement kann die bei einer Kollision zweier Schienenfahrzeuge entstehende Aufprallenergie entlang der Längsrichtung eines Schienenfahrzeugs in vorhandene Crash-Elemente geleitet werden und ein , Aufreiten' bzw. , Aufklettern' der Kollisionspartner aufeinander vermieden werden. Diese Funktion bleibt erfindungsgemäß auch aufrecht bei exzentrischer Beanspruchung, z.B. wenn die Kollisionspartner mit vertikalem Versatz aufeinander treffen. Es handelt sich also um einen effektiven Führungsmechanismus für entlang der Längsrichtung eines Schienenfahrzeugs gedrückte Crash-Elemente zur Aufrechterhaltung der Funktionalität des Kollapsverhaltens bei exzentrischen Beanspruchungen.
Weiters zeichnet sich die Erfindung durch eine einfache und billige Bauweise mit geringem Einbauvolumen aus und kann im Bedarfsfall einfach ausgetauscht werden. Durch die beliebige Dimensionierung der Führungselemente kommt es zu keiner
Verringerung der maximalen Stauchlänge der Crash-Elemente.
Beim erfindungsgemäßen Crash-Modul ist es von Vorteil, wenn auf der frontalen Prallplatte
Aufkletterschutzvorrichtungenangeordnet sind. Neben der Verhinderung der Verdrehung der Kontaktflächen ist das eine wesentliche Maßnahme, um bei der Kollision zweier
Schienenfahrzeuge das vertikale Abgleiten einer Fahrzeugfront auf der anderen zu verhindern, welches zum , Aufreiten' führt.
Es sind viele verschiedene Arten des Aufkletterschutzes bekannt, im vorliegenden Fall wird beispielsweise eine Reihe von horizontalen Rippen verwendet.
Das Führungselement hat vorteilhafterweise eine im Wesentlichen rechteckige Form und ist weiters vertikal angeordnet. Durch diese Anordnung lässt sich ein Ausweichen der Kontaktflächen in vertikaler Richtung verhindern. Grundsätzlich ist es auch möglich, das Führungselement horizontal anzuordnen. So kann effektiv eine Abstützung in Querrichtung realisiert werden, wodurch bei Kollisionen mit horizontalem Versatz eine optimale Energieeinleitung in die Crash-Elemente gewährleistet ist. Das Führungselement kann auf verschiedene Arten ausgeführt werden, beispielsweise als massive Platte oder in Form eines Kastenprofils. Voraussetzung ist jedenfalls, dass das Führungselement Biegemomente um die Querachse des Fahrzeugs und Querkräfte in Vertikalrichtung effektiv aufnehmen kann (Bei vertikaler Anordnung des Führungselements - bei horizontaler Anordnung müssen dementsprechende Voraussetzungen erfüllt sein) . Besonders vorteilhaft ist es daher, wenn das Führungselement einen u-förmigen Querschnitt mit einem Obergurt und einem Untergurt aufweist. Dieser
Aufbau zeichnet sich durch die geforderten Qualitäten und hohe Stabilität bei geringem Gewicht und geringem Platzverbrauch aus und ist fertigungstechnisch sehr einfach herstellbar, beispielsweise aus einem Blechstück durch Zuschneiden und Abkanten.
Um die erfindungsgemäße Aufgabe bestmöglich durchzuführen, ist es von Vorteil, wenn das Führungselement zumindest eine Soll-Verformungsstelle aufweist. Wenn es zu einer Kollision kommt, kann sich das Führungselement entlang dieser SoIl- Verformungsstelle verformen und so sicherstellen, dass die
Aufprallenergie in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs in den Crash-Elementen absorbiert wird. Wenn das Führungselement vertikal angeordnet ist, ist die Soll-Verformungsstelle günstigerweise im Wesentlichen vertikal ausgerichtet, d.h. es handelt sich vorteilhaft um eine „Gelenksstelle" mit vertikaler Drehachse. Grundsätzlich ist es günstig, wenn das Führungselement mehrere Soll-Verformungsstellen aufweist, beispielsweise an den Stellen, an denen das Führungselement an der frontalen Prallplatte und der hinteren Anschlussplatte befestigt ist, sowie etwa in der Mitte des Führungselements.
Einfachere Ausführungsformen mit nur einer Soll- Verformungsstelle lassen sich realisieren, wenn das Führungselement nicht fix mit den Anschlussplatten verbunden wird, sondern in den Crash-Modul eingeklemmt oder angelehnt, auf jeden Fall aber so montiert wird, dass die Enden des
Führungselements jeweils beweglich sind. Bei einer Kollision würde sich dann das Führungselement an der Soll- Verformungsstelle definiert verformen und an den jeweiligen Enden „gelenksmäßig" verhalten, sodass die erfindungsgemäße Funktion mit minimalem konstruktiven Aufwand sichergestellt ist .
Vorteilhafterweise handelt es sich bei der Soll- Verformungsstelle um ein Fließgelenk. Bei einem Fließgelenk handelt es sich nicht um ein konstruktiv ausgeführtes Gelenk als eigenständigen Bauteil, sondern um eine linienförmige Stelle des Führungselements, die sich nach Möglichkeit durch eine große mechanische Verformungsfähigkeit auszeichnet und sich bei Deformation gelenksartig plastisch deformiert. Ein solches Fließgelenk hat den Vorteil, dass es mit minimalem Aufwand zu realisieren ist und dennoch die gewünschten Eigenschaften aufweist.
Im vorliegenden Fall handelt es sich bei dem Fließgelenk beispielsweise um einen Knick im Führungselement, an dem sich das Element bei Lasteinleitung, wie sie bei einer Kollision vorkommt, zu verformen beginnt. Der Knick bildet dabei eine Fließgelenklinie aus, weiters umfasst das Fließgelenk Ausnehmungen im Obergurt und im Untergurt des Führungselements, wobei die Ausnehmungen normal zur Längsrichtung des Schienenfahrzeugs ausgestaltet sind. Dadurch wird sichergestellt, dass sich die Schwachstelle für die Verformung in diesem Bereich befindet und damit das
Fließgelenk im Führungselement eindeutig positioniert ist.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann es sich bei der Soll-Verformungsstelle um ein mechanisches Gelenk handeln. Dies hat zum Vorteil, dass die Verformung reversibel ist und sich das Führungselement mit den Gelenken mehrfach verwenden lässt. Nach einer Kollision müssten also nur die Crash-Elemente des Crash-Moduls erneuert werden, die Führungselemente könnten aber weiter verwendet werden. Besonders vorteilhaft ist eine solche Ausführungsform, wenn neben dem reversiblen Führungselement auch reversible Crash- Elemente, wie z.B. Hydrostat-Puffer-Elemente, Gashydraulik- Elemente, oder Ähnliches, zum Einsatz kommen. Damit wäre der gesamte Crashmodul reversibel und könnte mehrfach verwendet werden .
Günstigerweise ist die Soll-Verformungsstelle derart auf dem Führungselement angeordnet, dass sie das Führungselement in zumindest zwei Elementbereiche unterteilt. Je nach Ausführung der Soll-Verformungsstelle handelt es sich bei den Elementbereichen dabei nur um lokal getrennte Bereiche, die aber Teil einer Einheit sind (Fließgelenk), oder aber um Bereiche, die auch physisch getrennt sind (mechanisches Gelenk) . Beide Varianten sind hier möglich und jeweils nicht einschränkend für die erfindungsgemäße Funktion des Crash- Moduls .
Wie schon beschrieben, reicht es für die erfindungsgemäße Funktion aus, wenn nur eine Soll-Verformungsstelle, vorteilhafterweise in der Mitte des Führungselements, ausgebildet ist. Allerdings lässt sich die Funktion verbessern, wenn das Führungselement drei SoIl- Verformungsstellen aufweist. Durch diese drei
Verformungsstellen kann sich das Führungselement ziehharmonikaartig zusammenfalten und so sicherstellen, dass die Aufprallenergie einer Kollision in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs in die Crash-Elemente eingeleitet wird.
Allgemein ist es günstig, wenn sich eine Soll- Verformungsstelle an der Verbindung zwischen den zumindest zwei Elementbereichen des Führungselements befindet, eine Soll-Verformungsstelle im Nahbereich der Befestigungsstelle des Führungselements an der frontalen Prallplatte angeordnet ist und sich eine weitere Soll-Verformungsstelle im
Nahbereich der Befestigungsstelle des Führungselements an der hinteren Anschlussplatte befindet, wobei sich der Nahbereich von der jeweiligen Befestigungsstelle bis zu der Stelle am Führungselement erstreckt, die ein Drittel der Gesamtlänge des Führungselements von der jeweiligen Befestigungsstelle entfernt ist. Diese Anordnung hat zum Vorteil, dass durch das Vorsehen von drei Soll-Verformungsstellen eine definierte Verformung des Führungselements möglich ist. Günstigerweise sind die Soll-Verformungsstellen an den jeweiligen Enden des Führungselements nicht an den Befestigungsstellen des Elements an der vorderen Prallplatte und der hinteren Anschlussplatte angeordnet, sondern etwas davon abgesetzt. Da die Befestigungsstellen potentiell problematisch sind - beispielsweise könnte es sich um Schweißnähte handeln, die bekanntermaßen spezielle Eigenschaften aufweisen - kann durch diese Abgesetztheit eine problemlose Funktion sichergestellt werden .
Der Crash-Modul lässt sich konstruktiv einfacher ausführen, wenn sich eine Soll-Verformungsstelle direkt bei der Befestigungsstelle des Führungselements an der frontalen Prallplatte befindet, eine weitere Soll-Verformungsstelle direkt bei der Befestigungsstelle des Führungselements an der hinteren Anschlussplatte angeordnet ist und sich eine weitere Soll-Verformungsstelle an der Verbindung zwischen den zumindest zwei Elementbereichen des Führungselements befindet .
Vorteilhafterweise ist zumindest eine der Soll- Verformungsstellen als Fließgelenk ausgebildet und/oder zumindest eine der Soll-Verformungsstelle als mechanisches Gelenk ausgebildet. Damit sind verschiedene Ausführungen des Führungselementes denkbar: Einerseits können alle Soll- Verformungsstellen als Fließgelenke ausgebildet sein, was eine besonders einfach zu realisierende Variante wäre. Andererseits können alle Soll-Verformungsstellen als mechanische Gelenke ausgebildet sein, wobei auch
Kombinationen aus den verschiedenen Gelenkstypen möglich sind: Beispielsweise können die Gelenke an den Befestigungsstellen des Führungselements an der frontalen Prallplatte und der hinteren Anschlussplatte als Fließgelenke ausgebildet sein, während die Verformungsstelle in der Mitte zwischen den Elementbereichen als mechanisches Gelenk ausgebildet sein kann. Auch alle weiteren denkbaren Kombinationen sind selbstredend möglich.
Dabei sei natürlich auch noch einmal die Variante erwähnt, dass es sich nur bei der Soll-Verformungsstelle in der Mitte zwischen den Elementbereichen des Führungselements um ein Fließgelenk oder ein mechanisches Gelenk - grundsätzlich um eine dezidierte Gelenksstelle - die natürlich auch anders realisiert sein kann - handelt, während die Endbereiche des Führungselements durch Einzwicken, Anlehnen, Klemmen oder Ähnliches an ihrer Position gehalten werden, „drehbar" sind und so Verformungen des Führungselements im erfindungsgemäßen Sinne mitmachen.
In einer besonders vorteilhaften Ausführung sind genau zwei Crashelemente und genau zwei Führungselemente mit u-förmigem Querschnitt vorgesehen, wobei die zwei Crashelemente so nebeneinander angeordnet sind, dass ein Zwischenraum zwischen den Crashelementen vorhanden ist, und die Führungselemente in diesem Zwischenraum angeordnet sind und je ein Führungselement nahe einem Crashelement angeordnet ist und jedes Führungselement mit der frontalen Prallplatte und der hinteren Anschlussplatte verbunden ist und weiters die Führungselemente an den Anschlussstellen an der frontalen Prallplatte und der Anschlussplatte sowie in der Mitte an einer Fließgelenkslinie eine Soll-Verformungsstelle aufweisen.
Wie schon oben beschrieben kann das zumindest eine plattenförmige Führungselement mit der frontalen Prallplatte und der hinteren Anschlussplatte starr verbunden ist. Eine solche Verbindung kann auf verschiedene Arten, beispielsweise durch verschweißen oder vernieten erfolgen.
In einer weiteren Ausführungsform kann das zumindest eine plattenförmige Führungselement derart im dem Crash-Modul angeordnet ist, dass es mit einem der frontalen Prallplatte bzw. einem der hinteren Anschlussplatte zugewandten Endbereich an der frontalen Prallplatte bzw. der hinteren Anschlussplatte anliegt und die Endbereiche gegen die frontale Prallplatte bzw. die hintere Anschlussplatte verschiebbar bzw. drehbar sind. Eine solche Anordnung kann beispielsweise erreicht werden, wenn das Führungselement in den Crash-Modul nur eingelegt, also beispielsweise angelehnt oder eingezwickt ist. Der Vorteil liegt darin, dass prinzipiell das Führungselement nur eine Soll- Verformungsstelle aufweisen muss, an der es sich bei Kollision oder sonstiger Krafteinleitung verformt, während es sich mit seinen Endbereichen frei und gelenksähnlich bewegen kann .
Dabei ist es günstig, wenn die derart freien Endbereiche des
Führungselements mit Befestigungsmitteln an der frontalen Prallplatte bzw. der hinteren Anschlussplatte befestigt sind.
Dadurch kann verhindert werden, dass das Führungselement bei
Erschütterungen verrutscht und nicht mehr ordnungsgemäß angeordnet ist.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert. In dieser zeigt schematisch:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Crash-Moduls,
Fig. 2 eine Explosionsdarstellung des Crash-Moduls aus Fig. 1,
Fig. 3a eine Draufsicht einer Ausführung eines
Führungselementes mit drei Soll-Verformungsstellen,
Fig. 3b eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform eines Führungselements mit drei Soll-Verformungsstellen,
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines Führungselements mit einem mechanischen Gelenk, Fig. 4a eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Crash-Moduls mit Führungselementen mit mechanischen Gelenken,
Fig. 5 eine perspektivische Darstellung der Crash-Module zweier Schienenfahrzeuge kurz vor einer Kollision mit vertikalem Versatz, wobei die Crash-Module keine Führungselemente aufweisen,
Fig. 5a eine Seitenansicht der Darstellung in Fig. 5 aus Richtung A,
Fig. 6 eine perspektivische Darstellung der Crash-Module zweier Schienenfahrzeuge gemäß Fig. 5 nach einer Kollision mit vertikalem Versatz,
Fig. 6a eine Seitenansicht der Darstellung in Fig. 6 aus Richtung B,
Fig. 7 eine perspektivische Darstellung der Crash-Module zweier Schienenfahrzeuge kurz vor einer Kollision mit vertikalem Versatz, wobei die Crash-Module erfindungsgemäße Führungselemente aufweisen,
Fig. 8 eine perspektivische Darstellung der Crash-Module zweier Schienenfahrzeuge gemäß Fig. 7 nach einer Kollision mit vertikalem Versatz, und
Fig. 8a eine Seitenansicht Darstellung in Fig. 8 aus Richtung C.
Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Crash-Modul 101, wie er beispielsweise bei Schienenfahrzeugen zum Einsatz kommt. Ein solcher Crash-Modul 101 kann beispielsweise in den Vorbau eines Schienenfahrzeugs integriert werden oder aber freistehend an der Frontseite eines Schienenfahrzeugs montiert werden. Der Crash-Modul 101 besteht aus zwei Crash-Elementen 102, die nebeneinander angeordnet sind. Die Crash-Elemente 102 bestehen dabei aus plastisch deformierbarem Material, beispielsweise Aluminium- oder Stahlprofilen, Schaummaterialien wie z.B. Aluschaum, oder auch aus reversiblen Stoßverzehrelementen wie HydrostatpufferElementen, Gashydraulik-Elementen oder Ähnlichem. Weiters umfasst der Crash-Modul 101 eine frontale Prallplatte 103 mit Aufkletterschutzvorrichtungen 104 und eine hintere Anschlussplatte 105.
Die frontale Prallplatte 103 dient zur Einleitung der Last bei einer Kollision. Fig. 1 zeigt dabei nur eine exemplarische Ausgestaltung, natürlich sind auch andere Ausführungen ohne Einschränkung der erfindungsgemäßen
Funktion des Crash-Moduls 101 denkbar. Beispielsweise kann auch eine Prallplatte ohne Aufkletterschutzvorrichtungen verwendet werden.
Die Aufkletterschutzvorrichtungen 104 sind als horizontale Rippen ausgeführt, die verhindern, dass bei der Kollision zweier Schienenfahrzeuge ein Schienenfahrzeug auf das andere aufreitet und so gravierende Zerstörungen verursacht. Beispielhaft sind in Fig. 1 je fünf horizontale Rippen vor jedem der beiden Crash-Elemente 102 angeordnet, natürlich sind auch hier andere Ausführungen möglich.
Die hintere Anschlussplatte 105 dient zur Abstützung des Crash-Moduls 101 bei einer Kollision. Die hintere Anschlussplatte 105 ist üblicherweise mit dem Rest des Schienenfahrzeugs verbunden.
Bei einer frontalen, zentralen Kollision wird die Aufprallenergie auf die Crash-Elemente 102 geleitet und dort durch plastische Deformation absorbiert. Allerdings kommt es bei exzentrischer Lasteinleitung - wenn also beispielsweise zwei Schienenfahrzeuge mit vertikalem Versatz kollidieren - zur Entstehung von Querkräften und Biegemomenten. Um diese zusätzlich auftretenden Kräfte zu bewältigen, werden seitlich an den Crash-Elementen 102 Führungselemente 106 angeordnet, welche die frontale Prallplatte 103 mit der hinteren Anschlussplatte 105 verbinden. Die Verbindung der Führungselemente 106 mit der vorderen Prallplatte 103 und der hinteren Anschlussplatte 105 erfolgt dabei beispielsweise durch Verschweißen. In einer Variante des Crash-Moduls können die Führungselemente aber auch nur eingeklemmt oder angelehnt sein, also nicht mit der frontalen Prallplatte und der hinteren Anschlussplatte verbunden sein. In einem solchen
Fall ist es von Vorteil, wenn die Führungselemente irgendwie in ihrer Position fixiert werden. Beispielsweise könnten Klammern verwendet werden, die die Führungselemente 106 in Position halten, aber nicht in ihrer erfindungsgemäßen Funktion behindern (siehe Klammer 114 in Fig. 4a) .
Der Vollständigkeit halber sei hier erwähnt, dass die Ausgestaltung der hinteren Anschlussplatte 105 im vorliegenden Ausführungsbeispiel ebenfalls nur beispielhaft und eine von vielen möglichen Ausgestaltungen ist.
Fig. 2 gibt in einer Explosionsdarstellung des Crash-Moduls 101 aus Fig. 1 ein genaueres Bild der einzelnen Elemente des Crash-Moduls 101. Besonders hervorzuheben sind hier die Führungselemente 106: Sie sind in Form von Zusatzprofilen ausgestaltet, die einen Querschnitt besitzen, der um die Lateralachse hohe Biegemomente aufnehmen kann. Grundsätzlich sind hier verschiedene Ausführungen möglich: Beispielsweise könnte das Führungselement 106 als Kastenprofil oder als massive Platte realisiert werden - allerdings muss jedenfalls die Fähigkeit des Führungselements 106 gewahrt sein, Querkräfte und Biegemomente aufzunehmen. Grundsätzlich wird das Führungselement 106 rechteckig und im Wesentlichen plattenförmig ausgestaltet und in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs orientiert sein. Um bei vertikalem Versatz zwischen den kollierenden Fahrzeugen eine Führung der Aufprallenergie in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs gewährleisten zu können, ist es erforderlich, dass das Führungselement 106 vertikal angeordnet ist.
Denkbar ist allerdings auch eine Variante, in der das Führungselement horizontal angeordnet ist und derart bei Kollisionen mit horizontalem Versatz eine ordnungsgemäße Einleitung der Aufprallenergie in die Crash-Elemente sicherstellt .
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Führungselement 106 als u-förmiger Querschnitt mit einem Steg und einem Obergurt 108a und einem Untergurt 108b ausgestaltet. Die Führungselemente 106 sind an der frontalen Prallplatte 103 und an der Anschlussplatte 105 befestigt, beispielsweise durch Verschweißen. An diesen Befestigungsstellen sowie etwa in der Mitte weist das Führungselement 106 konstruktive Soll- Verformungsstellen auf, an denen es sich bei Einleitung von Energie, beispielsweise durch einen Aufprall auf einem Hindernis, bevorzugt verformt.
Diese Soll-Verformungsstellen sind als Ausnehmungen im Profil sowie als Knick bzw. Fließgelenkslinien 107 realisiert. In Fig. 2 sind deutlich die dreieckigen Ausnehmungen im Obergurt 108a und im Untergurt 108b des Führungselements 106 sowie der Knick entlang der Fließgelenkslinie 107 erkennbar. Aus Fig. 1 geht hervor, dass Obergurt 108a und Untergurt 108b an den Anschlussstellen an die frontale Prallplatte 103 und die hintere Anschlussplatte 105 ebenfalls Ausnehmungen aufweisen. Im Falle einer Kollision werden an den SoIl- Verformungsstellen plastische Fließgelenke ausgebildet. Diese Fließgelenke bilden aus der Sicht von oben betrachtet ein Dreieck, das an jedem Eckpunkt ein drehbares Gelenk besitzt und so bei einer Verkürzung einer Seite keine bzw. keine nennenswerten Zwangskräfte hervorruft. Somit kommt es bei zentrischer Lasteinleitung zu keinem wesentlich höheren
Kraftaufwand, um die Crashelemente 102 zu knautschen, die so die Aufprallenergie absorbieren. Bei nicht zentrischer Lasteinleitung entstehen neben der Normalkraft in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs auch Biegemomente und Querkräfte, die von den deformierbaren Crash-Elementen 102 nur schlecht absorbiert werden können. Es besteht sogar die Gefahr des globalen Knickens der Crash- Elemente 102, wodurch sie die Aufprallenergie nicht effizient absorbieren können. Durch die Anordnung der Führungselemente 106 mit ihren Soll-Verformungsstellen wird das Verdrehen/Ausweichen der Gesamtanordnung verhindert.
Grundsätzlich können die Soll-Verformungsstellen verschieden angeordnet sein. Fig. 3a zeigt in einer Draufsicht eine Variante eines Führungselements 106, in der drei Soll- Verformungsstellen 111, 112, 113 vorgesehen sind. Die Verformungsstellen sind dabei als Fließgelenke realisiert, was aber natürlich nur eine von mehreren möglichen Ausführungsformen darstellt. Zum besseren Verständnis ist das Führungselement in Drittel Dl, D2, D3 unterteilt.
Die erste Verformungsstelle 111 ist im Nahbereich der frontalen Prallplatte 103 angeordnet. Allerdings befindet sie sich nicht direkt an der Befestigungsstelle des Führungselements 106 an der Platte, sondern etwas abgesetzt, im ersten Drittel Dl des Führungselements 106. Damit werden eventuellen Schwierigkeiten, die an der Befestigungsstelle auftreten können, z.B. wenn diese als Schweißstelle realisiert wird, vermieden. Die zweite Verformungsstelle 112 befindet sich in der Mitte des Führungselements 106, bzw. im zweiten Drittel D2. Die dritte Verformungsstelle 113 ist im Nahbereich der hinteren Anschlussplatte 105 angeordnet, aber wieder nicht direkt an der Befestigungsstelle, sondern abgesetzt im letzten Drittel D3 des Führungselements.
Fig. 3b zeigt eine weitere Variante, bei der die erste Verformungsstelle 111 und die dritte Verformungsstelle 113 direkt an der frontalen Prallplatte 103 bzw. der hinteren Anschlussplatte 105 angeordnet sind. Grundsätzlich kann es auch ausreichen, wenn nur die zweite Verformungsstelle 112 im mittleren Bereich des Führungselements 106 vorgesehen ist, während die erste 111 und die dritte Verformungsstelle 113 eingespart werden können, wenn beispielsweise das Führungselement 106 nicht an der frontalen Prallplatte 103 und der hinteren Anschlussplatte 105 befestigt ist, sondern in den Crash-Modul nur eingeklemmt oder angelehnt ist.
Im vorliegenden Fall sind die Soll-Verformungsstellen wie erwähnt als Fließgelenke ausgestaltet, bzw. als Ausnehmungen und Knicke in einem u-förmigen Profil. Grundsätzlich ist es auch möglich, anstatt der Fließgelenke mechanische Gelenke 109 vorzusehen, die ein kontrolliertes Verformen der Führungselemente 106 erlauben. Fig. 4 zeigt beispielhaft ein Führungselement 106 mit einem mechanischen Gelenk 109, wobei die Darstellung des Gelenks nur schematisch ist und die reale Ausgestaltung natürlich von diesem Schema differieren kann.
Grundsätzlich ist es möglich, die jeweiligen Soll- Verformungsstellen kombiniert mit Fließgelenken und mechanischen Gelenken 109 zu realisieren. Beispielsweise kann im in den Fign. 1 und 2 dargestellten Fall durchaus die Soll- Verformungsstelle in der Mitte der Führungselemente 106 (in Fig. 2 an der Stelle der Fließgelenkslinie 107) als Fließgelenk ausgeführt sein, während die SoIl- Verformungsstellen an der frontalen Prallplatte 103 und der hinteren Anschlussplatte 105 als mechanische Gelenke 109 ausgeführt sein können. Natürlich ist auch der Fall möglich, an dem die mittlere Soll-Verformungsstelle als mechanisches Gelenk 109 ausgeführt ist und die Verformungsstellen an den Platten als Fließgelenke realisiert sind. Auch beliebige andere Kombinationen, beispielsweise mechanische Gelenke 109 an der frontalen Prallplatte 103 und in der Mitte und ein Fließgelenk an der hinteren Anschlussplatte 105, oder umgekehrt, sind möglich.
Fig. 4a zeigt beispielhaft die Kombination von mechanischen Gelenken 109 mit Fließgelenken: Der dargestellte Crash-Modul 101 zeigt Führungselemente 106, die in der Mitte mechanische Gelenke 109 aufweisen, wobei an den Befestigungsstellen an der frontalen Prallplatte 103 bzw. der hinteren Anschlussplatte (nicht dargestellt) Fließgelenke ausgestaltet sind. Wie schon beschrieben können die SoIl- Verformungsstellen an den Befestigungsstellen auch eingespart werden, beispielsweise wenn das Führungselement 106 in den Crash-Modul 101 eingeklemmt wird. Um zu verhindern, dass sich das Führungselement 106 in einem solchen Fall verschiebt, beispielsweise durch Erschütterungen, kann es mit Klammern 114 in seiner Position fixiert werden.
Fig. 5 zeigt zwei Schienenfahrzeuge kurz vor der Kollision, wobei die Schienenfahrzeuge durch ihre Crash-Module 101', 110 repräsentiert werden. Die Crash-Module 101', 110 weisen dabei keine Führungselemente 106 (siehe Fign. 1 und 2) auf. Die beiden Crash-Module 101', 110 treffen mit einem geringen vertikalen Versatz aufeinander, wie auch aus der Seitendarstellung aus Richtung A in Fig. 5a erkennbar ist.
Fig. 6 zeigt die Crash-Module 101', 110 nach der Kollision: Durch den exzentrischen Zusammenstoß verformen sich die Crash-Elemente nicht in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs, sondern es kommt zu einem Aufkippen - die frontalen Prallplatten der beiden Crash-Module 101', 110 verdrehen sich und es wird ein Aufreiten der Fahrzeuge eingeleitet. Dies ist auch deutlich aus Fig. 6a erkennbar, die eine Seitenansicht der Crash-Module 101', 110 aus Richtung B darstellt.
Die Fign. 7 bis 8a zeigen denselben Vorgang, wobei hier aber die Crash-Module 101, 110' jeweils mit Führungselementen 106, 106' ausgestattet sind. Fig. 7 zeigt die Crash-Module 101, 110' kurz vor der Kollision, wobei wieder ein horizontaler Versatz vorliegt. Die Situation entspricht damit der Situation, die in Fig. 5a dargestellt ist. Zur besseren Sichtbarkeit der Funktion der Führungselemente 106, 106' sind hier die hinteren Anschlussplatten der Crash-Module 101, 110' nicht dargestellt. Fig. 8 zeigt die Crash-Module 101, 110' nach der Kollision. Im Gegensatz zum in Fig. 6 abgebildeten Fall übernehmen hier die Führungselemente 106, 106' einen wesentlichen Anteil der Biegemomente/Querkräfte und verhindern so eine Verdrehung der vorderen Prallplatten und der Crash-Elemente.
Die Führungselemente 106, 106' verformen sich jeweils an den Fließgelenken, wobei sich mit zunehmender Deformation der Crash-Elemente die Führungselemente 106, 106' in den Zwischenraum zwischen den Crash-Elementen , hineinfalten' .
Durch die Aufnahme der Biegemomente und Querkräfte wird die Aufprallenergie der Kollision mittels der Führungselemente 106, 106' überwiegend in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs in die Crash-Elemente geleitet.
Fig. 8a zeigt die Seitenansicht des in Fig. 8 dargestellten Falles aus Richtung C, woraus erkenntlich ist, dass es zu keinem Aufkippen der Crash-Elemente kommt und die Aufprallenergie optimal in den Crash-Elementen absorbiert wird.

Claims

Patentansprüche
1. Crash-Modul (101) für ein Schienenfahrzeug, bestehend aus zumindest einem Crashelement (102), das zwischen einer frontalen Prallplatte (103) und einer hinteren Anschlussplatte (105) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der frontalen Prallplatte (103) und der hinteren Anschlussplatte (105) zumindest ein plattenförmiges Führungselement (106) für das zumindest eine Crashelement (102) vorgesehen ist, das im Wesentlichen in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs orientiert ist.
2. Crash-Modul (101) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der frontalen Prallplatte (103) Aufkletterschutzvorrichtungen (104) angeordnet sind.
3. Crash-Modul (101) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (106) eine im
Wesentlichen rechteckige Form hat.
4. Crash-Modul (101) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (106) vertikal angeordnet ist.
5. Crash-Modul (101) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (106) einen u-förmigen Querschnitt mit einem Obergurt (108a) und einem Untergurt (108b) aufweist.
6. Crash-Modul (101) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (106) zumindest eine Soll-Verformungsstelle aufweist.
7. Crash-Modul (101) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Soll-Verformungsstelle im Wesentlichen vertikal ausgerichtet ist.
8. Crash-Modul (101) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei einer Soll-Verformungsstelle um ein Fließgelenk handelt.
9. Crash-Modul (101) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Fließgelenk in Form einer Fließgelenkslinie (107) sowie Ausnehmungen im Obergurt (108a) und im Untergurt (108b) normal zur Längsrichtung des Schienenfahrzeugs ausgestaltet ist .
10. Crash-Modul (101) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei einer Soll-Verformungsstelle um ein mechanisches Gelenk (109) handelt.
11. Crash-Modul (101) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Soll- Verformungsstelle derart auf dem Führungselement (106) angeordnet ist, dass sie das Führungselement (106) in zumindest zwei Elementbereiche (106a, 106b) unterteilt.
12. Crash-Modul (101) nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (106) drei Soll-Verformungsstellen aufweist .
13. Crash-Modul (101) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Soll-Verformungsstelle an der Verbindung zwischen den zumindest zwei Elementbereichen (106a, 106b) des Führungselements (106) befindet, eine Soll- Verformungsstelle im Nahbereich der Befestigungsstelle des Führungselements (106) an der frontalen Prallplatte (103) angeordnet ist und sich eine weitere Soll-Verformungsstelle im Nahbereich der Befestigungsstelle des Führungselements (106) an der hinteren Anschlussplatte (105) befindet, wobei sich der Nahbereich von der jeweiligen Befestigungsstelle bis zu der Stelle am Führungselement (106) erstreckt, die ein Drittel der Gesamtlänge des Führungselements (106) von der jeweiligen Befestigungsstelle entfernt ist.
14. Crash-Modul (101) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Soll-Verformungsstelle bei der Befestigungsstelle des Führungselements (106) an der frontalen Prallplatte (103) befindet, eine weitere SoIl- Verformungsstelle bei der Befestigungsstelle des
Führungselements (106) an der hinteren Anschlussplatte (105) angeordnet ist und sich eine weitere Soll-Verformungsstelle an der Verbindung zwischen den zumindest zwei Elementbereichen (106a, 106b) des Führungselements (106) befindet.
15. Crash-Modul (101) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Soll- Verformungsstellen als Fließgelenk ausgebildet ist und/oder zumindest eine der Soll-Verformungsstellen als mechanisches Gelenk (109) ausgebildet ist.
16. Crash-Modul (101) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass genau zwei Crashelemente (102) und genau zwei Führungselemente (106) mit u-förmigem Querschnitt vorgesehen sind, wobei die zwei Crashelemente (102) so nebeneinander angeordnet sind, dass ein Zwischenraum zwischen den Crashelemente (102) vorhanden ist, und die Führungselemente (106) in diesem Zwischenraum angeordnet sind und je ein Führungselement (106) nahe einem Crashelement (102) angeordnet ist und jedes Führungselement (102) mit der frontalen Prallplatte (103) und der hinteren Anschlussplatte (105) verbunden ist und weiters die Führungselemente (106) an den Anschlussstellen an der frontalen Prallplatte (103) und der Anschlussplatte (105) sowie in der Mitte an einer Fließgelenkslinie (107) eine Soll-Verformungsstelle aufweisen.
17. Crash-Modul (101) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine plattenförmige Führungselement (106) mit der frontalen Prallplatte (103) und der hinteren Anschlussplatte (105) starr verbunden ist.
18. Crash-Modul (101) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine plattenförmige Führungselement (106) derart im dem Crash- Modul (101) angeordnet ist, dass es mit einem der frontalen Prallplatte (103) bzw. einem der hinteren Anschlussplatte (105) zugewandten Endbereich an der frontalen Prallplatte (103) bzw. der hinteren Anschlussplatte (105) anliegt und die Endbereiche gegen die frontale Prallplatte (103) bzw. die hintere Anschlussplatte (105) verschiebbar bzw. drehbar sind.
19. Crash-Modul (101) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Endbereiche des Führungselements mit Befestigungsmitteln an der frontalen Prallplatte (103) bzw. der hinteren Anschlussplatte (105) befestigt sind.
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