WO2018166949A1 - Ballistische schutzanordnung für fahrzeuge - Google Patents

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WO2018166949A1
WO2018166949A1 PCT/EP2018/056025 EP2018056025W WO2018166949A1 WO 2018166949 A1 WO2018166949 A1 WO 2018166949A1 EP 2018056025 W EP2018056025 W EP 2018056025W WO 2018166949 A1 WO2018166949 A1 WO 2018166949A1
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WO
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protection arrangement
shell
ballistic protection
material layer
arrangement according
Prior art date
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PCT/EP2018/056025
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English (en)
French (fr)
Inventor
Laszlo Boronkai
Caroline Cassignol
Original Assignee
Siemens Ag Österreich
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Publication date
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Priority to EP18714152.8A priority patent/EP3554917B1/de
Priority to ES18714152T priority patent/ES2949530T3/es
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    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/50—Other details
    • B61F5/52—Bogie frames
    • B61F5/523—Bogie frames comprising parts made from fibre-reinforced matrix material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F19/00—Wheel guards; Bumpers; Obstruction removers or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/50—Other details
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F15/00—Axle-boxes
    • B61F15/20—Details
    • B61F15/26—Covers; Sealing thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H7/00—Armoured or armed vehicles
    • F41H7/02—Land vehicles with enclosing armour, e.g. tanks
    • F41H7/04—Armour construction

Definitions

  • the invention relates to a ballistic protection arrangement for vehicles, in particular for running gears of rail vehicles with at least one first wheel set, which has a first wheel, a second wheel and a wheelset shaft.
  • Components of vehicles for example axles of rolling stock for rail vehicles, must be protected against damage
  • Wheelshafts must be designed durable and high loads, especially on bending and torsion withstand.
  • wheelset shafts must have a corrosion protection and this and the axles themselves must
  • SISRAP Survection Protection
  • a wheel set shaft of a rail vehicle e.g. before rockfall and includes a low temperature suitable elastomer mat, shells made of stainless steel sheet and mounting straps made of a stainless material.
  • the elastomer mat has a thickness of 3 mm and encases a wheelset shaft, on which a corrosion protection coating is provided.
  • the elastomer mat is again of two semi-cylindrical half shells with thicknesses of 2mm each
  • the wheelset shaft protection arrangement SISRAP is disclosed in DE 10 2010 009 437 AI.
  • Half shells would have to be designed for travel speeds of greater than 250 km / h in large thickness.
  • the straps must in particular at speeds above 250 km / h in large numbers or particularly thick or executed, causing mass and inertia of the axle and required
  • WO 00/59764 shows a Radsatzwellenschutz, which is designed as a cylindrical tube.
  • the tube comprises a slot which extends over a lateral surface of the tube and assembly and disassembly operations
  • the tube can be two layers of different materials
  • the tube can be designed in several parts. They are different
  • Shutter devices shown, for example, two half-shells are connected to each other via screw connections or the tube has a hook closure.
  • the invention is based on the object, a developed over the prior art ballistic
  • Ballistic protection arrangement of the type mentioned in which a shell, which comprises at least a first material layer having a first fiber material, can be arranged around the wheelset shaft.
  • first fiber material which may comprise polyethylene fibers, for example, causes a high
  • the wheelset is against
  • the shell has a second material layer.
  • the second material layer can be made, for example, in steel, titanium or in a fiber-reinforced plastic and pressed with the first material layer.
  • the fiber-reinforced plastic may for example comprise a second fiber material with glass fibers and a matrix of organic material.
  • Tensile strength of the ballistic protection arrangement and thus achieves an advantageous resistance to impacting objects (e.g., stones, etc.).
  • a composite of the first material layer and the second material layer may be thin and of low mass.
  • the first fibrous material may comprise polyethylene fibers blended with the second fibrous material, such as glass fibers and a matrix of organic material. This combines properties of high energy absorption capability and high tensile strength.
  • a favorable solution is achieved if the shell has at least one zipper.
  • the zipper compared to a hook closure or a screw connection has a small footprint and a low mass.
  • no additional security locks e.g., split pins
  • the invention is based on
  • Fig. 1 A side elevation of a wheel set in
  • Ballistic protection arrangement which has a zipper
  • Chassis with a first set of wheels to the wheelset shaft the third exemplary
  • Embodiment variant of a ballistic protection arrangement according to the invention is arranged, and
  • Chassis with a first set of wheels to the wheelset shaft a fourth exemplary
  • Button closure is arranged.
  • a side elevation of a wheel set shaft 4 of a rail vehicle shown in FIG. 1 in a sectional view with a first exemplary embodiment of a ballistic protection arrangement according to the invention comprises a cylindrical shell 5, which has an inner first
  • the wheelset shaft 4 has a not shown
  • the shell 5 surrounds the axle 4 and is secured by a zipper 8.
  • the first material layer 6 is with the second
  • Verpressungsvor réelle an unillustrated, known from the prior art autoclave is used.
  • the first material layer 6 comprises a first fiber material with a fiber fabric made of synthetic fibers, which are formed in polyethylene, whereby a high
  • the second material layer 7 is made of steel having a high tensile strength.
  • Material layer 7 are properties of a high
  • Material layer 7 in titanium or fiber-reinforced plastic perform.
  • fiber-reinforced plastic performs.
  • Plastic the fiber-reinforced plastic, a second fiber material made of glass fibers and a matrix
  • Epoxy resin with flame protection on Epoxy resin with flame protection on.
  • organic matrix materials such as e.g.
  • the shell 5 has a thickness of 6 mm and is used for traveling speeds of the rail vehicle of up to 380 km / h.
  • FIG. 2 is a side elevation of a wheelset shaft 4 of a rail vehicle in a sectional view with a second exemplary embodiment of a
  • the ballistic protection arrangement according to the invention comprises a cylindrical shell 5 with exactly one first material layer 6.
  • the wheelset shaft 4 has a not shown
  • the shell 5 surrounds the wheelset shaft 4 and is fixed by means of a zipper 8.
  • the first material layer 6 is in fiber-reinforced
  • the fiber-reinforced plastic has a first fiber material of polyethylene fibers and a second fiber material of glass fibers. It is a
  • Matrix material made of epoxy resin with flame protection provided. According to the invention, however, other organic radicals
  • Matrix materials e.g. Polyurethane conceivable.
  • the first fiber material is mixed with the second fiber material, whereby properties of a high fiber
  • Fig. 3 shows a perspective view of a shell 5 of a third exemplary embodiment of a ballistic protection arrangement according to the invention with a zipper 8.
  • the zipper 8 is on a lateral surface of the
  • cylindrical shell 5 is arranged. It is rectilinear and aligned parallel to a Radsatzl Kunststoffsachse 19.
  • the zipper 8 is welded to the shell 5, which is made in a fiber-reinforced plastic. According to the invention it is also conceivable, for example, to weave the zipper 8 with the shell 5. Furthermore, it is also conceivable that the shell 5 comprises a first material layer 6 and a second material layer 7, the second material layer 7 is made in a metallic material and the zipper 8 is welded to the second material layer 7.
  • the zipper 8 has a first staple row 9 and a second staple row 10 and a slider 11. With the slider 11, staples of the first staple row 9 and staples of the second staple row 10 can be hooked into one another and released again to close and open the tray 5.
  • the shell 5 is fixed on a wheel set shaft 4, not shown in FIG.
  • Fig. 4 is left a first state of a shell 5 of a third exemplary embodiment of a
  • Ballistic protection arrangement according to the invention shown with a zipper 8 and right a second state.
  • the zipper 8 has a first staple row 9 and a second staple row 10.
  • the shell 5 encases the
  • Wheelset 4 and the zipper 8 is closed, i. the first staple row 9 and the second staple row 10 are interlocked.
  • the shell 5 is fixed in the second state on the axle 4.
  • the shell 5 has a shown in Fig. 1 and
  • the second material layer 7 is designed as a thin sheet steel.
  • the ballistic protection arrangement is therefore made thin, light and flexible, which requires little effort for assembly and disassembly, as shown in Fig. 4 left, the shell 5 is achieved.
  • Fig. 5 shows a chassis of a rail vehicle with a chassis frame 13, a connected to the chassis frame 13 drive motor gear unit 14 and a first set of wheels 1 with a first wheel 2, a second wheel 3 and a wheelset 4.
  • the first set of wheels 1 is a first wheel set bearing with a first Radsatzlagergephinuse 15 and a second axle box with a second
  • Wheelset bearing housing 16 coupled to the chassis frame 13. Furthermore, between the first wheel 1 and the
  • Chassis frame, a first primary spring 17 and a second primary spring 18 is arranged.
  • the drive motor gear unit 14 is coupled to the first wheel set 1.
  • a second set of wheels the design and in terms of its coupling to the chassis frame 13 is the same as the first set of wheels 1 executed.
  • Wheelset bearing housing 15 a ballistic protection arrangement arranged. This has a shell 5, which the
  • Fig. 6 is a chassis of a rail vehicle
  • FIG. 6 therefore, the same reference numerals as in FIG. 5 are used in part.
  • a wheelset shaft 4 On a wheelset shaft 4 is in a range between a drive motor gear unit 14 and a first
  • Wheelset bearing housing 15 a ballistic protection arrangement arranged. This has a shell 5, which the
  • On the shell 5 is a
  • Button closure 12 arranged.
  • the button closure 12 has on one side of the shell 5 a Knopokhe with snaps on another side of the shell 5, a series with recesses.
  • the push buttons are in one shown in Fig. 6
  • Button closure 12 is therefore closed and the shell 5 is fixed on the axle 4.
  • a plurality of shells 5 on the wheelset shaft 4, for example, a first shell between the first Radsatzlagergephinuse 15 and a not shown in Fig. 1 to Fig. 6 first shaft brake disk and a second shell between the first shaft brake disk and also not shown second
  • first partial shell for example, a first partial shell and a second
  • Partial shell comprises, whose cross sections have the same radii and which can be connected to each other via a first zipper and a second zipper.

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Abstract

Ballistische Schutzanordnung für Fahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine ballistische Schutzanordnung für Fahrzeuge, insbesondere für Fahrwerke von Schienenfahrzeugen mit zumindest einem ersten Radsatz (1), der ein erstes Rad (2), ein zweites Rad (3) und eine Radsatzwelle (4) aufweist. Um vorteilhafte Konstruktionsbedingungen zu schaffen, wird vorgeschlagen, dass eine Schale (5), welche zumindest eine erste Materialschicht (6), die einen ersten Faserwerkstoff aufweist, umfasst, um die Radsatzwelle (4) anordenbar ist. Dadurch wird ein vorteilhafter Schutz der Radsatzwelle (4) vor Schäden z.B. aufgrund von Steinschlägen bei besonders hohen Fahrgeschwindigkeiten und besonders tiefen Temperaturen erzielt. Weiterhin bewirkt der erste Faserwerkstoff der ersten Materialschicht (6) eine hohe Energieabsorption bei zugleich geringer Masse der Schutzanordnung.

Description

Ballistische Schutzanordnung für Fahrzeuge
Die Erfindung betrifft eine ballistische Schutzanordnung für Fahrzeuge, insbesondere für Fahrwerke von Schienenfahrzeugen mit zumindest einem ersten Radsatz, der ein erstes Rad, ein zweites Rad und eine Radsatzwelle aufweist.
Komponenten von Fahrzeugen, beispielsweise Radsatzwellen von Fahrwerken für Schienenfahrzeuge, müssen vor Schäden
geschützt sein. Radsatzwellen müssen dauerfest ausgelegt sein und hohen Belastungen, insbesondere auf Biegung und Torsion, standhalten .
Die in den Europäischen Normen (EN) , insbesondere in der EN 13104 und der EN 13103 sowie in den russischen Normen, insbesondere in der OCT 32.93-97 vorgeschriebenen
Auslegungsmethoden gelten nur für nicht-korrodierte
Werkstoffe und unbeschädigte Oberflächen. Aus diesem Grund müssen Radsatzwellen einen Korrosionsschutz aufweisen und dieser sowie die Radsatzwellen selbst müssen vor
Oberflächenschäden, die beispielsweise von Steinschlag, Sand, Schnee und Eis sowie einer Einwirkung hoher oder tiefer Temperaturen verursacht werden können, geschützt sein.
Treten Oberflächenschäden (z.B. Kerben) auf, müssen
betroffene Radsatzwellen repariert werden, wodurch ein großer Instandhaltungsaufwand und hohe Instandhaltungskosten sowie eine geringe Verfügbarkeit der Fahrzeuge verursacht werden.
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die
Radsatzwellenschutzanordnung Siemens Steel Rubber Axle
Protection (SISRAP) bekannt. SISRAP schützt eine Radsatzwelle eines Schienenfahrzeugs z.B. vor Steinschlägen und umfasst eine tieftemperaturtaugliche Elastomermatte, Halbschalen aus nichtrostendem Stahlblech sowie Befestigungsbänder aus einem nichtrostenden Material .
Die Elastomermatte weist eine Dicke von 3mm auf und ummantelt eine Radsatzwelle, auf der eine Korrosionsschutzbeschichtung vorgesehen ist. Die Elastomermatte ist wiederum von zwei halbzylindrischen Halbschalen mit Dicken von je 2mm
ummantelt. Querschnitte der beiden Halbschalen weisen gleiche Radien auf.
Die Radsatzwellenschutzanordnung SISRAP ist in der DE 10 2010 009 437 AI offenbart.
Der genannte Ansatz weist in seiner bekannten Form die
Nachteile einer großen Masse der Radsatzwellenschutzanordnung sowie einer geringen Tauglichkeit für Fahrgeschwindigkeiten des Schienenfahrzeugs von größer als 250 km/h auf. Die
Halbschalen müssten für Fahrgeschwindigkeiten von größer als 250 km/h in großer Dicke ausgeführt sein.
Weiterhin müssen die Befestigungsbänder insbesondere bei Geschwindigkeiten über 250 km/h in großer Anzahl oder besonders dick oder ausgeführt werden, wodurch Masse und Trägheit der Radsatzwelle sowie erforderliche
Antriebsleistungen des Schienenfahrzeugs steigen. Darüber hinaus ergeben sich dadurch ein erhöhter Platzbedarf im Bereich der Radsatzwelle sowie ein vergrößerter Aufwand für eine Montage und Demontage der Radsatzwellenschutzanordnung.
Weiterhin zeigt die WO 00/59764 einen Radsatzwellenschutz, welcher als zylindrisches Rohr ausgebildet ist. Das Rohr umfasst einen Schlitz, der sich über eine Mantelfläche des Rohrs erstreckt und Montage- und Demontagevorgänge
erleichtert.
Das Rohr kann zwei Schichten aus unterschiedlichen
Kunststoffen aufweisen. Weiterhin kann das Rohr mehrteilig ausgebildet sein. Es sind unterschiedliche
Verschlussvorrichtungen dargestellt, wobei beispielsweise zwei Halbschalen über Schraubenverbindungen miteinander verbunden sind oder das Rohr einen Hakenverschluss aufweist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik weiterentwickelte ballistische
Schutzanordnung anzugeben. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst mit einer
ballistischen Schutzanordnung der eingangs genannten Art, bei der eine Schale, welche zumindest eine erste Materialschicht, die einen ersten Faserwerkstoff aufweist, umfasst, um die Radsatzwelle anordenbar ist.
Der Einsatz eines ersten Faserwerkstoffs, der beispielsweise Polyethylen-Fasern aufweisen kann, bewirkt eine hohe
Energieabsorption bzw. Dämpfung bei Objekten (z.B.
Basaltsteine mit einer Masse von bis zu 250 g) , die bei einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs von größer als 250 km/h auf die Radsatzwelle auftreffen. Der Radsatz ist gegen
Deformationen und sonstige Schäden geschützt und es wird eine akustische Dämmung erzielt.
Weiterhin kann die ballistische Schutzanordnung aufgrund des ersten Faserwerkstoffs mit geringer Dicke und leicht
ausgeführt sein, wodurch eine geringe Masse und eine geringe Trägheit der Radsatzwelle erzielt werden.
Es ist günstig, wenn die Schale eine zweite Materialschicht aufweist .
Die zweite Materialschicht kann beispielsweise in Stahl, Titan oder in einem faserverstärkten Kunststoff ausgeführt und mit der ersten Materialschicht verpresst sein. Der faserverstärkte Kunststoff kann beispielsweise einen zweiten Faserwerkstoff mit Glasfasern aufweisen sowie eine Matrix aus organischem Material.
Aufgrund der zweiten Materialschicht wird eine hohe
Zugfestigkeit der ballistischen Schutzanordnung und somit eine vorteilhafte Resistenz gegen auftreffende Objekte (z.B. Steine etc.) erzielt.
Ein Verbund aus der ersten Materialschicht und der zweiten Materialschicht kann dünn und mit geringer Masse ausgeführt sein .
Eine vorteilhafte Ausgestaltung erhält man, wenn die erste Materialschicht als faserverstärkter Kunststoff mit dem ersten Faserwerkstoff und einem zweiten Faserwerkstoff ausgeführt ist.
Durch diese Maßnahme wird eine ballistische Schutzanordnung mit nur einer Materialschicht, die jedoch zugleich eine hohe Energieabsorptionsfähigkeit, eine hohe Zugfestigkeit sowie eine geringe Dicke und Masse aufweist, erzielt. Der erste Faserwerkstoff kann beispielsweise Polyethylen-Fasern aufweisen, die mit dem zweiten Faserwerkstoff, beispielsweise mit Glasfasern und einer Matrix aus organischem Material, vermengt sind. Dadurch werden Eigenschaften einer hohen Energieabsorptionsfähigkeit und einer hohen Zugfestigkeit kombiniert .
Eine günstige Lösung wird erzielt, wenn die Schale zumindest einen Reißverschluss aufweist.
Dadurch wird eine leichte Montier- und Demontierbarkeit der ballistischen Schutzanordnung auf der Radsatzwelle bewirkt. Es sind keine Werkzeuge erforderlich.
Weiterhin weist der Reißverschluss im Vergleich zu einem Hakenverschluss oder einer Schraubenverbindung einen geringen Platzbedarf sowie eine geringe Masse auf. Es sind außerdem keine zusätzlichen Verschlusssicherungen (z.B. Splinte) erforderlich .
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von
Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen beispielhaft:
Fig. 1: Einen Seitenriss einer Radsatzwelle in
geschnittener Darstellung mit einer ersten beispielhaften Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen ballistischen Schutzanordnung, die eine erste Materialschicht und eine zweite Materialschicht aufweist, Einen Seitenriss einer Radsatzwelle in
geschnittener Darstellung mit einer zweiten beispielhaften Ausführungsvariante einer
erfindungsgemäßen ballistischen Schutzanordnung, die genau eine erste Materialschicht aufweist,
Einen Schrägriss einer Schale einer dritten beispielhaften Ausführungsvariante einer
erfindungsgemäßen ballistischen Schutzanordnung, die einen Reißverschluss aufweist,
Zwei Seitenrisse einer Radsatzwelle in
geschnittener Darstellung mit der dritten beispielhaften Ausführungsvariante einer
erfindungsgemäßen ballistischen Schutzanordnung,
Eine Draufsicht auf einen Ausschnitt eines
Fahrwerks mit einem ersten Radsatz, um dessen Radsatzwelle die dritte beispielhafte
Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen ballistischen Schutzanordnung angeordnet ist, und
Eine Draufsicht auf einen Ausschnitt eines
Fahrwerks mit einem ersten Radsatz, um dessen Radsatzwelle eine vierte beispielhafte
Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen ballistischen Schutzanordnung mit einem
Knopfverschluss angeordnet ist.
Ein in Fig. 1 dargestellter Seitenriss einer Radsatzwelle 4 eines Schienenfahrzeugs in geschnittener Darstellung mit einer ersten beispielhaften Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen ballistischen Schutzanordnung umfasst eine zylindrische Schale 5, die eine innenliegende erste
Materialschicht 6 und eine außenliegende zweite
Materialschicht 7 aufweist.
Die Radsatzwelle 4 weist eine nicht dargestellte
Korrosionsschutzbeschichtung auf .
Die Schale 5 ummantelt die Radsatzwelle 4 und ist mittels eines Reißverschlusses 8 gesichert.
Es sind keine bzw. nur vernachlässigbare Bewegungen der Schale 5 relativ zu der Radsatzwelle 4 möglich, d.h. die Schale 5 ist auf der Radsatzwelle 4 fixiert.
Die erste Materialschicht 6 ist mit der zweiten
Materialschicht 7 verpresst, wobei für entsprechende
Verpressungsvorgänge ein nicht dargestellter, aus dem Stand der Technik bekannter Autoklav eingesetzt wird.
Die erste Materialschicht 6 weist einen ersten Faserwerkstoff mit einem Fasergewebe aus Kunstfasern, die in Polyethylen ausgebildet sind, auf, wodurch eine hohe
Energieabsorptionsfähigkeit erzielt wird.
Die zweite Materialschicht 7 ist in Stahl mit einer hohen Zugfestigkeit ausgeführt.
Aufgrund der ersten Materialschicht 6 und der zweiten
Materialschicht 7 sind Eigenschaften einer hohen
Energieabsorptionsfähigkeit und einer hohen Zugfestigkeit in vorteilhafter Weise miteinander kombiniert.
Erfindungsgemäß ist es auch denkbar, die zweite
Materialschicht 7 in Titan oder faserverstärktem Kunststoff auszuführen. Bei einer Ausführung in faserverstärktem
Kunststoff weist der faserverstärkte Kunststoff einen zweiten Faserwerkstoff aus Glasfasern sowie eine Matrix aus
Epoxidharz mit Flammschutz auf. Erfindungsgemäß sind jedoch auch andere organische Matrixmaterialien, wie z.B.
Polyurethan vorstellbar. Die Schale 5 weist eine Dicke von 6 mm auf und wird für Fahrgeschwindigkeiten des Schienenfahrzeugs von bis zu 380 km/h eingesetzt.
In Fig. 2 ist ein Seitenriss einer Radsatzwelle 4 eines Schienenfahrzeugs in geschnittener Darstellung mit einer zweiten beispielhaften Ausführungsvariante einer
erfindungsgemäßen ballistischen Schutzanordnung dargestellt, wobei die ballistische Schutzanordnung eine zylindrische Schale 5 mit genau einer ersten Materialschicht 6 umfasst. Die Radsatzwelle 4 weist eine nicht dargestellte
Korrosionsschutzbeschichtung auf .
Die Schale 5 ummantelt die Radsatzwelle 4 und ist mittels eines Reißverschlusses 8 fixiert.
Die erste Materialschicht 6 ist in faserverstärktem
Kunststoff ausgeführt. Der faserverstärkte Kunststoff weist einen ersten Faserwerkstoff aus Polyethylen-Fasern und einen zweiten Faserwerkstoff aus Glasfasern auf. Es ist ein
Matrixmaterial aus Epoxidharz mit Flammschutz vorgesehen. Erfindungsgemäß sind jedoch auch andere organische
Matrixmaterialien, wie z.B. Polyurethan vorstellbar.
Der erste Faserwerkstoff ist mit dem zweiten Faserwerkstoff vermengt, wodurch Eigenschaften einer hohen
Energieabsorptionsfähigkeit und einer hohen Zugfestigkeit in vorteilhafter Weise miteinander kombiniert sind.
Fig. 3 zeigt einen Schrägriss einer Schale 5 einer dritten beispielhaften Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen ballistischen Schutzanordnung mit einem Reißverschluss 8. Der Reißverschluss 8 ist auf einer Mantelfläche der
zylindrischen Schale 5 angeordnet. Er ist geradlinig ausgeführt und parallel zu einer Radsatzlängsachse 19 ausgerichtet .
Der Reißverschluss 8 ist mit der Schale 5, die in einem faserverstärkten Kunststoff ausgeführt ist, verschweißt. Erfindungsgemäß ist es beispielsweise auch denkbar, den Reißverschluss 8 mit der Schale 5 zu verweben. Weiterhin ist es auch vorstellbar, dass die Schale 5 eine erste Materialschicht 6 und eine zweite Materialschicht 7 umfasst, die zweite Materialschicht 7 in einem metallischen Werkstoff ausgeführt ist und der Reißverschluss 8 mit der zweiten Materialschicht 7 verschweißt ist.
Der Reißverschluss 8 weist eine erste Krampenreihe 9 und eine zweite Krampenreihe 10 sowie einen Schieber 11 auf. Mit dem Schieber 11 können zum Schließen und Öffnen der Schale 5 Krampen der ersten Krampenreihe 9 und Krampen der zweiten Krampenreihe 10 ineinander verhakt und wieder gelöst werden. In einem geschlossenen Zustand des Reißverschlusses 8 ist die Schale 5 auf einer in Fig. 3 nicht gezeigten Radsatzwelle 4 fixiert . In Fig. 4 ist links ein erster Zustand einer Schale 5 einer dritten beispielhaften Ausführungsvariante einer
erfindungsgemäßen ballistischen Schutzanordnung mit einem Reißverschluss 8 dargestellt und rechts ein zweiter Zustand. Der Reißverschluss 8 weist eine erste Krampenreihe 9 und eine zweite Krampenreihe 10 auf.
In dem ersten Zustand ist der Reißverschluss 8 geöffnet und die Schale 5 aufgebogen sowie teilweise über eine
Radsatzwelle 4 gestülpt.
In dem zweiten Zustand ummantelt die Schale 5 die
Radsatzwelle 4 und der Reißverschluss 8 ist geschlossen, d.h. die erste Krampenreihe 9 und die zweite Krampenreihe 10 sind ineinander verhakt.
Die Schale 5 ist in dem zweiten Zustand auf der Radsatzwelle 4 fixiert.
Die Schale 5 weist eine in Fig. 1 dargestellte und
beschriebene erste Materialschicht 6 und eine zweite
Materialschicht 7 auf, wobei die erste Materialschicht 6 einen ersten Faserwerkstoff mit einem Fasergewebe aufweist. Die zweite Materialschicht 7 ist als dünnes Stahlblech ausgeführt. Die ballistische Schutzanordnung ist daher dünn, leicht und biegsam ausgeführt, wodurch ein geringer Aufwand für Montage und Demontage, wie in Fig. 4 links dargestellt, der Schale 5 erzielt wird.
Fig. 5 zeigt ein Fahrwerk eines Schienenfahrzeugs mit einem Fahrwerksrahmen 13, einer mit dem Fahrwerksrahmen 13 verbundenen Antriebsmotor-Getriebeeinheit 14 sowie einem ersten Radsatz 1 mit einem ersten Rad 2, einem zweiten Rad 3 sowie einer Radsatzwelle 4. Der erste Radsatz 1 ist über ein erstes Radsatzlager mit einem ersten Radsatzlagergehäuse 15 sowie über ein zweites Radsatzlager mit einem zweiten
Radsatzlagergehäuse 16 an den Fahrwerksrahmen 13 gekoppelt. Weiterhin sind zwischen dem ersten Radsatz 1 und dem
Fahrwerksrahmen eine erste Primärfeder 17 und eine zweite Primärfeder 18 angeordnet.
Die Antriebsmotor-Getriebeeinheit 14 ist an den ersten Radsatz 1 gekoppelt.
In Fig. 5 nicht dargestellt ist ein zweiter Radsatz, der konstruktiv und im Hinblick auf seine Ankoppelung an den Fahrwerksrahmen 13 gleich wie der erste Radsatz 1 ausgeführt ist .
Auf der Radsatzwelle 4 ist in einem Bereich zwischen der Antriebsmotor-Getriebeeinheit 14 und dem ersten
Radsatzlagergehäuse 15 eine ballistische Schutzanordnung angeordnet. Diese weist eine Schale 5 auf, welche die
Radsatzwelle 4 ummantelt. Auf der Schale 5 ist, wie auch in Fig. 3 und Fig. 4 dargestellt, ein Reißverschluss 8
angeordnet. Dieser ist geschlossen und die Schale 5 ist auf der Radsatzwelle 4 fixiert.
In Fig. 6 ist ein Fahrwerk eines Schienenfahrzeugs
dargestellt, das im Hinblick auf konstruktive Prinzipien jener Fahrwerksvariante entspricht, die in Fig. 5 gezeigt wird. Es werden daher in Fig. 6 teilweise die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 5 verwendet.
Auf einer Radsatzwelle 4 ist in einem Bereich zwischen einer Antriebsmotor-Getriebeeinheit 14 und einem ersten
Radsatzlagergehäuse 15 eine ballistische Schutzanordnung angeordnet. Diese weist eine Schale 5 auf, welche die
Radsatzwelle 4 ummantelt. Auf der Schale 5 ist ein
Knopfverschluss 12 angeordnet.
Der Knopfverschluss 12 weist auf einer Seite der Schale 5 eine Knopfreihe mit Druckknöpfen auf, auf einer anderen Seite der Schale 5 eine Reihe mit Ausnehmungen.
Die Druckknöpfe sind in einem in Fig. 6 gezeigten
Montagezustand in den Ausnehmungen eingerastet. Der
Knopfverschluss 12 ist daher geschlossen und die Schale 5 ist auf der Radsatzwelle 4 fixiert.
Erfindungsgemäß ist es auch denkbar, auf einen Verschluss auf der Schale 5 zu verzichten und beispielsweise die Schale 5 aus einem besonders dehnbaren Material zu fertigen. Dadurch kann die Schale 5 ähnlich einem Strumpf nach einem
Fertigungsvorgang der Radsatzwelle 4 auf diese geschoben werden. Die Schale 5 legt sich an die Radsatzwelle 4 an und ist auf der Radsatzwelle 4 fixiert.
Weiterhin ist es auch möglich, mehrere Schalen 5 auf der Radsatzwelle 4 anzuordnen, beispielsweise eine erste Schale zwischen dem ersten Radsatzlagergehäuse 15 und einer in Fig. 1 bis Fig. 6 nicht dargestellten ersten Wellenbremsscheibe und eine zweite Schale zwischen der ersten Wellenbremsscheibe und einer ebenfalls nicht gezeigten zweiten
Wellenbremsscheibe etc.
Darüber hinaus ist es denkbar, dass die Schale 5
beispielsweise eine erste Teilschale und eine zweite
Teilschale umfasst, deren Querschnitte gleiche Radien aufweisen und die über einen ersten Reißverschluss und einen zweiten Reißverschluss miteinander verbunden werden können. Liste der Bezeichnungen
1 Erster Radsatz
2 Erstes Rad
3 Zweites Rad
4 Radsatzwelle
5 Schale
6 Erste Materialschicht
7 Zweite Materialschicht
8 Reiß erschluss
9 Erste Krampenreihe
10 Zweite Krampenreihe
11 Schieber
12 Knopf erschluss
13 Fahrwerksrahmen
14 Antriebsmotor-Getriebeeinheit
15 Erstes Radsatzlagergehäuse
16 Zweites Radsatzlagergehäuse
17 Erste Primärfeder
18 Zweite Primärfeder
19 Radsatzlängsachse

Claims

Patentansprüche
1. Ballistische Schutzanordnung für Fahrzeuge, insbesondere für Fahrwerke von Schienenfahrzeugen mit zumindest einem ersten Radsatz, der ein erstes Rad, ein zweites Rad und eine Radsatzwelle aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schale (5), welche zumindest eine erste Materialschicht (6), die einen ersten Faserwerkstoff aufweist, umfasst, um die Radsatzwelle (4) anordenbar ist.
2. Ballistische Schutzanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Faserwerkstoff der ersten Materialschicht (6) Polyethylen aufweist.
3. Ballistische Schutzanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Faserwerkstoff der ersten Materialschicht (6) als Fasergewebe ausgebildet ist.
4. Ballistische Schutzanordnung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schale (5) eine zweite Materialschicht (7) aufweist.
5. Ballistische Schutzanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Materialschicht (7) in einem metallischen Werkstoff ausgeführt ist.
6. Ballistische Schutzanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Materialschicht (7) als faserverstärkter Kunststoff mit einem zweiten Faserwerkstoff, ausgeführt ist.
7. Ballistische Schutzanordnung nach einem der Ansprüche 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste
Materialschicht (6) mit der zweiten Materialschicht (7) verpresst ist.
8. Ballistische Schutzanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Materialschicht (6) als faserverstärkter Kunststoff mit dem ersten Faserwerkstoff und einem zweiten Faserwerkstoff ausgeführt ist.
9. Ballistische Schutzanordnung nach Anspruch 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Faserwerkstoff
Glasfasern aufweist.
10. Ballistische Schutzanordnung nach einem der Ansprüche 6, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der faserverstärkte Kunststoff eine Matrix aus organischem Material aufweist.
11. Ballistische Schutzanordnung nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schale (5) zumindest einen Reißverschluss (8) aufweist.
12. Ballistische Schutzanordnung nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schale (5) zumindest einen Knopfverschluss (12) aufweist .
13. Ballistische Schutzanordnung nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 oder 12, dadurch
gekennzeichnet, dass die Schale (5) zumindest eine erste Teilschale und eine zweite Teilschale umfasst, wobei ein erster Querschnitt der zumindest ersten Teilschale und ein zweiter Querschnitt der zweiten Teilschale gleiche Radien aufweisen .
14. Ballistische Schutzanordnung nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 oder 13, dadurch
gekennzeichnet, dass die Schale (5) zylindrisch ausgeführt ist .
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