DE102018125759A1 - Energy absorption device and rail vehicle - Google Patents

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DE102018125759A1 DE102018125759.7A DE102018125759A DE102018125759A1 DE 102018125759 A1 DE102018125759 A1 DE 102018125759A1 DE 102018125759 A DE102018125759 A DE 102018125759A DE 102018125759 A1 DE102018125759 A1 DE 102018125759A1
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Thomas Fecske
Mario Friedrich
Adrian Piasetzki
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Abstract

Gemäß einer Ausführungsform umfasst eine Energieaufnahmevorrichtung (10-40) für eine Frontseite eines Schienenfahrzeugs (100-500) ein Energieaufnahmeelement (1, 1a), das eingerichtet ist, zumindest einen Teil einer Kollisionsenergie aufzunehmen, wenn es in einem Kollisionsfall des Schienenfahrzeugs zu einer in eine Arbeitsrichtung (-x) des Energieaufnahmeelements (1, 1a) wirkenden Impulsübertragung auf das Energieaufnahmeelement (1, 1a) kommt, und ein Aufstiegselement (5, 5') für eine Person, das starr mit dem Energieaufnahmeelement (1, 1a) verbunden oder von dem Energieaufnahmeelement (1, 1a) gebildet ist und eine Trittfläche (51) für die Person aufweist.According to one embodiment, an energy absorption device (10-40) for a front side of a rail vehicle (100-500) comprises an energy absorption element (1, 1a), which is set up to absorb at least part of a collision energy if it occurs in a collision case of the rail vehicle a working direction (-x) of the energy absorption element (1, 1a) acting impulse transmission comes to the energy absorption element (1, 1a), and an ascent element (5, 5 ') for a person rigidly connected to the energy absorption element (1, 1a) or is formed by the energy absorption element (1, 1a) and has a step surface (51) for the person.

Description

Technisches GebietTechnical field

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Energieaufnahmevorrichtung für ein Schienenfahrzeug, insbesondere eine Energieaufnahmevorrichtung für eine Frontseite eines Schienenfahrzeugs für den Personenverkehr, und ein Schienenfahrzeug.The present invention relates to an energy absorption device for a rail vehicle, in particular an energy absorption device for a front side of a rail vehicle for passenger transport, and a rail vehicle.

Vorbekannter Stand der TechnikPrior art

Lokomotiven und Steuerwagen von typischerweise mehrgliedrigen Schienenfahrzeugen haben bezüglich Funktionalität und Sicherheit, insbesondere hinsichtlich der Crashsicherheit eine Reihe von Anforderungen zu erfüllen. Beispielsweise haben die Schienenfahrzeugkästen (Wagenkästen) in der Europäischen Union zum Schutz von Fahrzeuginsassen im Fall einer Kollision der Norm EN 15227 (in der zum Anmeldetag gültigen Fassung DIN EN 15227:2011-01 ) zu genügen. Insbesondere sollen die Wagenkästen vor extremen mechanischen Belastungen, die anderenfalls das Schienenfahrzeug schädigen oder sogar zum Entgleisen bringen können, geschützt werden. Außerdem sollen dabei auch die Überlebensräume in den nachfolgenden Wagen erhalten bleiben und die Wagenbeschleunigungen (Verzögerungen) unter einem Grenzwert bleiben, der ein Überleben von Personen in den Wagen ermöglicht. Für diesen Zweck können u.a. stirnseitig an den Lokomotiven bzw. Steuerwagen angebrachte Puffer mit einem Energieverzehrglied, im Folgenden auch als Stoß(energie)verzehrelement/-glied bezeichnet, eingesetzt werden.Locomotives and control cars of typically multi-unit rail vehicles have to meet a number of requirements with regard to functionality and safety, in particular with regard to crash safety. For example, the rail vehicle bodies (car bodies) in the European Union to protect vehicle occupants in the event of a collision Standard EN 15227 (in the version valid on the filing date DIN EN 15227: 2011-01 ) to suffice. In particular, the car bodies are to be protected against extreme mechanical loads which could otherwise damage the rail vehicle or even cause it to derail. In addition, the survival spaces in the following cars should be preserved and the car accelerations (delays) should remain below a limit that enables people to survive in the cars. For this purpose, buffers with an energy dissipation element, also referred to below as an impact (energy) dissipation element / element, can be used, inter alia, on the end of the locomotives or control cars.

So beschreibt die DE 20 2006 014 402 U1 ein Schienenfahrzeug, insbesondere für den Eisenbahnverkehr, mit einer Crashausrüstung, wobei das Schienenfahrzeug aus einer Metallkonstruktion besteht, die als Crashausrüstung zumindest am in Fahrtrichtung zeigenden Ende eine energieabsorbierende Fahrzeugkupplung und weitere energieabsorbierende Elemente, mit unterschiedlich wirksam werdenden Phasen, aufweist, die an einem nicht verformbaren Teil des Wagenkastens angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass seitlich neben der Fahrzeugkupplung an einem unterhalb des Fahrzeugbodens befindlichem, nicht verformbaren Querträger jeweils eine energieabsorbierende Crashbox lösbar befestigt ist, die mit einem Puffer mit einem reversiblen Hubelement in Wirkungsverbindung steht, wobei der Puffer an der Frontseite der Crashbox befestigt ist, die Crashbox eine zentrale Führung zur Aufnahme des Hubelementes besitzt, und die Energieaufnahme der Crashboxen zeitlich verzögert nach der Kupplung und unabhängig von dieser erfolgt.So describes the DE 20 2006 014 402 U1 a rail vehicle, in particular for rail traffic, with crash equipment, the rail vehicle consisting of a metal construction which, as crash equipment, has an energy-absorbing vehicle coupling and other energy-absorbing elements, with phases that become different, at least at the end pointing in the direction of travel, which act on a non-deformable phase Part of the car body are arranged, characterized in that an energy-absorbing crash box is releasably attached to the side next to the vehicle coupling on a non-deformable cross member located below the vehicle floor, which is operatively connected to a buffer with a reversible lifting element, the buffer at the front the crash box is attached, the crash box has a central guide for receiving the lifting element, and the energy consumption of the crash boxes is delayed after the coupling and takes place independently of it.

Außerdem beschreibt die WO 2010 029 188 A1 einen Fahrzeugkopf mit einer Fahrzeugkopfstruktur zur Befestigung an der Stirnseite eines spurgebundenen Fahrzeuges, insbesondere eines Schienenfahrzeuges, wobei die Fahrzeugkopfstruktur vollständig aus Strukturelementen aufgebaut ist, die aus Faserverbund- bzw. Faserverbund-Sandwich-Werkstoff gebildet sind. Die die Fahrzeugkopfstruktur aufbauenden Strukturelemente weisen erste Strukturelemente auf, die derart ausgebildet und direkt miteinander verbunden sind, dass zur Aufnahme eines Fahrzeugführerstandes eine im Wesentlichen verformungssteife, selbsttragende Kopfstruktur ausgebildet wird. Ferner weisen die die Fahrzeugkopfstruktur aufbauenden Strukturelemente zweite Strukturelemente auf, die derart mit den ersten Strukturelementen verbunden und ausgelegt sind, dass zumindest ein Teil der in einem Kollisionsfall des spurgebundenen Fahrzeugs aufgrund einer Stoßkraftübertragung anfallenden und in die Struktur eingeleiteten Stoßenergie (Kollisionsenergie) durch zumindest teilweise irreversible Verformung oder zumindest teilweise Zerstörung der zweiten Strukturelemente abgebaut wird.The also describes WO 2010 029 188 A1 a vehicle head with a vehicle head structure for attachment to the end face of a track-bound vehicle, in particular a rail vehicle, the vehicle head structure being constructed entirely from structural elements which are formed from fiber composite or fiber composite sandwich material. The structural elements that make up the vehicle head structure have first structural elements that are designed and directly connected to one another in such a way that an essentially deformation-resistant, self-supporting head structure is formed to accommodate a vehicle driver's cab. Furthermore, the structural elements that build up the vehicle head structure have second structural elements that are connected and designed with the first structural elements in such a way that at least some of the impact energy (collision energy) that occurs in the event of a collision of the track-bound vehicle due to an impact force transmission and is introduced into the structure is at least partially irreversible Deformation or at least partial destruction of the second structural elements is reduced.

Für den Normalbetrieb und/oder die Wartung werden an Lokomotiven bzw. Steuerwagen ebenfalls zahlreiche Anforderungen gestellt. Daher weisen Lokomotiven bzw. Steuerwagen typischerweise den jeweiligen Anforderungen zugeordnete, angepasste Baugruppen auf.Numerous requirements are also placed on locomotives and control cars for normal operation and / or maintenance. Therefore, locomotives or control cars typically have adapted assemblies assigned to the respective requirements.

Nachteile des Standes der TechnikDisadvantages of the prior art

Die Verwendung von den jeweiligen Anforderungen zugeordneten Baugruppen erhöht die Komplexität von Lokomotiven bzw. Steuerwagen.The use of assemblies assigned to the respective requirements increases the complexity of locomotives or control cars.

ProblemstellungProblem

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, gewünschte Funktionen von Schienenfahrzeugen insbesondere von Lokomotiven und Steuerwagen mit verringertem Materialeinsatz, geringerer Komplexität und/oder einfacher herstellbar zu realisieren.The object of the present invention is to implement desired functions of rail vehicles, in particular locomotives and control cars, with reduced use of materials, less complexity and / or easier to manufacture.

Erfindungsgemäße LösungSolution according to the invention

Die obige Aufgabe wird durch eine Energieaufnahmevorrichtung nach Anspruch 1 und ein Schienenfahrzeug nach Anspruch 10 gelöst.The above object is achieved by an energy absorption device according to claim 1 and a rail vehicle according to claim 10.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst eine Energieaufnahmevorrichtung für eine Frontseite eines Schienenfahrzeugs ein Energieaufnahmeelement, das eingerichtet ist, zumindest einen Teil einer Kollisionsenergie aufzunehmen, wenn es in einem Kollisionsfall des Schienenfahrzeugs zu einer in eine Arbeitsrichtung des Energieaufnahmeelements wirkenden Impulsübertragung auf das Energieaufnahmeelement kommt, und ein Aufstiegselement für eine Person, das starr mit dem Energieaufnahmeelement verbunden oder von dem Energieaufnahmeelement gebildet ist und das eine Trittfläche für die Person aufweist.According to one embodiment, an energy absorption device for a front side of a rail vehicle comprises an energy absorption element which is set up to absorb at least part of a collision energy if, in the event of a collision of the rail vehicle, there is a pulse transmission to the energy absorption element acting in a working direction of the energy absorption element, and an ascent element for a person who is rigid with that Energy absorption element connected or formed by the energy absorption element and which has a step surface for the person.

Dadurch, dass das Aufstiegselement starr mit dem Energieaufnahmeelement verbunden ist, typischerweise direkt mit dem Energieaufnahmeelement verbunden ist, bzw. von dem Energieaufnahmeelement gebildet ist, d.h. ein zusammenhängendes Element ist, dass die Funktionen eines Energieaufnahmeelements für den Crashfall und die eines Aufstiegselements vereint (im Folgenden auch als integriertes Energieaufnahme- und Aufstiegselement bezeichnet), und das an Frontseite eines Schienenfahrzeugs, insbesondere an der Frontseite einer Lokomotive und/oder einer Frontseite eines Steuerwagens angeordnet werden kann, kann für das Schienenfahrzeug bei gleicher Funktionalität nur eine Baugruppe statt der bisherigen zwei separaten Baugruppen verwendet werden.The fact that the ascent element is rigidly connected to the energy absorption element, typically is directly connected to the energy absorption element, or is formed by the energy absorption element, i.e. A coherent element is that combines the functions of an energy absorption element for a crash and that of an ascent element (hereinafter also referred to as an integrated energy absorption and ascent element), and that on the front of a rail vehicle, in particular on the front of a locomotive and / or a front of one Control car can be arranged, only one assembly can be used for the rail vehicle with the same functionality instead of the previous two separate assemblies.

Dadurch sinken einerseits die Komplexität und damit die Anforderungen an die Logistik. Andererseits kann die Gesamtmasse verringert werden. Außerdem kann auch die Herstellung/Montage des Schienenfahrzeugs vereinfacht werden, da nur eine Baugruppe, nämlich das integrierte Energieaufnahme- und Aufstiegselement am Wagenkasten zu befestigen ist. Dies ist insbesondere für Steuerwagen interessant, bei denen die äußere Hülle der Front aus einem Kunststoff- oder Verbundmaterial, typischerweise aus GFK gefertigt ist und an die daher ein häufig aus Wartungsgründen, zum Beispiel für eine Reparatur oder Wartung einer Scheibenwischeranlage gewünschtes Aufstiegselement nicht montiert werden kann.On the one hand, this reduces the complexity and thus the demands on logistics. On the other hand, the total mass can be reduced. In addition, the manufacture / assembly of the rail vehicle can also be simplified since only one assembly, namely the integrated energy absorption and ascent element, has to be attached to the car body. This is of particular interest for driving cars in which the outer cover of the front is made of a plastic or composite material, typically made of GRP, and to which an ascent element frequently required for maintenance reasons, for example for repair or maintenance of a windshield wiper system, cannot be mounted .

Das Aufstiegselement kann ein Trittbrett oder eine Trittstufe umfassen und/oder als Trittbrett oder eine Trittstufe ausgebildet sein.The ascent element can comprise a running board or a step and / or can be designed as a running board or a step.

Die typischerweise zumindest im Wesentlichen horizontal und/oder zumindest im Wesentlichen parallel zur Arbeitsrichtung des Energieaufnahmeelements orientierte Trittfläche kann einen Flächeninhalt von zumindest 450 cm2 aufweisen.The tread surface, which is typically oriented at least essentially horizontally and / or at least essentially parallel to the working direction of the energy absorption element, can have an area of at least 450 cm 2 .

Außerdem ist die Trittfläche typischerweise rutschfest ausgeführt.In addition, the step surface is typically designed to be non-slip.

Insbesondere kann die Energieaufnahmevorrichtung bzw. das Aufstiegselement der Norm EN 16116-1 , insbesondere dem dortigen Abschnitt 7.2 genügen.In particular, the energy absorption device or the ascent element of the Standard EN 16116-1 , especially the section there 7.2 are enough.

Das Energieaufnahmeelement kann in einer Projektion auf eine zur Trittfläche parallele Ebene mit der Trittfläche überlappen.The energy absorption element can overlap with the tread in a projection onto a plane parallel to the tread.

Alternativ dazu kann das Energieaufnahmeelement in der Projektion auf die parallele Ebene mit seinem fahrzeugabgewandten Endbereich an die Trittfläche angrenzen und/oder zwischen der Trittfläche und seinem mit dem mit einem Wagenkasten des Schienenfahrzeugs verbindbaren, fahrzeugseitigen Endbereich angeordnet sein. Insbesondere kann das Aufstiegselement in einer Projektion auf eine zur Arbeitsrichtung des Energieaufnahmeelements senkrechte Ebene mit dem Energieaufnahmeelements überlappen, wenn das Aufstiegselement am fahrzeugabgewandten Endbereich des Energieaufnahmeelements angeordnet ist.As an alternative to this, the energy absorption element in the projection onto the parallel plane can adjoin the tread surface with its end region facing away from the vehicle and / or can be arranged between the tread surface and its end region that can be connected to the vehicle body of the rail vehicle. In particular, the ascent element can overlap with the energy absorption element in a projection onto a plane perpendicular to the working direction of the energy absorption element if the ascent element is arranged on the end region of the energy absorption element facing away from the vehicle.

Typischerweise ist das Energieaufnahmeelement der Energieaufnahmevorrichtung (des integrierten Energieaufnahme- und Aufstiegselements) eingerichtet, bei der Impulsübertragung auf einem Kraftniveau von zumindest 500 kN oder sogar zumindest 600 kN zu arbeiten. Das Kraftniveau in der Energieaufnahmestruktur kann aber auch vom Schienenfahrzeugtyp abhängen, insbesondere von dessen (Leer-)Masse.Typically, the energy absorption element of the energy absorption device (the integrated energy absorption and ascent element) is set up to work at a force level of at least 500 kN or even at least 600 kN during the pulse transmission. The level of force in the energy absorption structure can also depend on the type of rail vehicle, in particular on its (empty) mass.

Die angegebenen Kraftniveauwerte sind insbesondere als mittlere Kraftniveauwerte zu verstehen, die sich jeweils aus dem Quotienten aus der vom Energieaufnahmeelement insgesamt aufnehmbaren Energie und dem dazu zur Verfügung stehenden Arbeitsweg ergeben.The specified force level values are to be understood in particular as mean force level values, which each result from the quotient of the total energy that can be absorbed by the energy absorption element and the travel distance available for this purpose.

Das Kraftniveau des Energieaufnahmeelements bzw. die vom Energieaufnahmeelement bei der Energieaufnahme dem übertragenen Impuls entgegen wirkende Kraft kann über den gesamten Arbeitsweg des Energieaufnahmeelements konstant, monoton oder sogar streng monoton ansteigend sein. Typischerweise ist das Kraftniveau des Energieaufnahmeelements bzw. die Kraft jedoch über den gesamten Arbeitsweg, zumindest aber über einen überwiegenden Teil des Arbeitswegs zumindest im Wesentlichen konstant. Beispielsweise kann sich das Kraftniveau bzw. die Kraft um weniger als 10 % entlang des Arbeitswegs des Energieaufnahmeelements ändern.The force level of the energy absorption element or the force counteracting the transmitted impulse from the energy absorption element during energy absorption can be constant, monotonous or even strictly monotonically increasing over the entire working path of the energy absorption element. Typically, however, the force level of the energy absorption element or the force is at least substantially constant over the entire work path, or at least over a predominant part of the work path. For example, the force level or the force can change by less than 10% along the working path of the energy absorption element.

Das Energieaufnahmeelement ist typischerweise ein destruktiv (irreversibel) ausgebildetes Energieaufnahmeelement, insbesondere ein plastisch verformbares Energieaufnahmeelement.The energy absorption element is typically a destructively (irreversibly) designed energy absorption element, in particular a plastically deformable energy absorption element.

Aufgrund der (zumindest im Wesentlichen) konstanten Kraft während der Energieaufnahme lassen sich die auf einer plastischen Verformung basierenden Energieaufnahmeelemente häufig besonders einfach dimensionieren.Because of the (at least essentially) constant force during the energy absorption, the energy absorption elements based on plastic deformation can often be dimensioned in a particularly simple manner.

Um eine mögliche Aufkletterbewegung im Fall eines Aufeinandertreffens der Energieaufnahmevorrichtung mit einem Puffer eines weiteren Schienenfahrzeugs zuverlässig zu verhindern, kann die Energieaufnahmevorrichtung eine typischerweise mit dem Aufstiegselements verbundene und typischerweise an das Aufstiegselement angrenzende Aufkletterschutzeinrichtung aufweisen.A possible climbing movement in the event of the energy absorption device colliding with another buffer To reliably prevent the rail vehicle, the energy absorption device can have a climbing protection device typically connected to the ascent element and typically adjacent to the ascent element.

Beispielsweise kann das Aufstiegselement zwischen dem fahrzeugabgewandten Endbereich und der Aufkletterschutzeinrichtung angeordnet sein.For example, the ascent element can be arranged between the end region facing away from the vehicle and the anti-climbing device.

Die Aufkletterschutzeinrichtung kann als Zahnplatte ausgeführt sein und/oder eine oder mehrere Zahnplatten umfassen.The anti-climbing device can be designed as a tooth plate and / or comprise one or more tooth plates.

Außerdem kann die Energieaufnahmevorrichtung ein weiteres Energieaufnahmeelement aufweisen, das eingerichtet ist, einen Teil der Kollisionsenergie aufzunehmen und dessen Arbeitsrichtung parallel zur Arbeitsrichtung des Energieaufnahmeelements ist.In addition, the energy absorption device can have a further energy absorption element which is set up to absorb part of the collision energy and whose working direction is parallel to the working direction of the energy absorption element.

Die Arbeitsrichtung des Energieaufnahmeelements verläuft typischerweise vom fahrzeugabgewandten Endbereich zum fahrzeugseitigen Endbereich des Energieaufnahmeelements.The working direction of the energy absorption element typically runs from the end region facing away from the vehicle to the vehicle end region of the energy absorption element.

Typischerweise ist das weitere Energieaufnahmeelement als Puffer ausgeführt.The further energy absorption element is typically designed as a buffer.

Ohne das weitere Energieaufnahmeelement ist die Energieaufnahmevorrichtung typischerweise als (irreversibler) Crashabsorber (mit integriertem Aufstiegselement) ausgeführt.Without the further energy absorption element, the energy absorption device is typically designed as an (irreversible) crash absorber (with an integrated ascent element).

Demgegenüber ist das weitere Energieelement typischerweise ein regenerativ ausgebildetes Energieaufnahmeelement, z.B. ein gashydraulisches Energieaufnahmeelement oder ein hydrostatisches Energieaufnahmeelement. In dieser Ausführungsform ist die Energieaufnahmevorrichtung teilreversibel ausgebildet.In contrast, the further energy element is typically a regeneratively designed energy absorption element, e.g. a gas-hydraulic energy absorption element or a hydrostatic energy absorption element. In this embodiment, the energy absorption device is partially reversible.

Außerdem ist (bei der Impulsübertragung) die maximal aufnehmbare Kraft des weiteren Energieaufnahmeelements geringer als das Kraftniveau des Energieaufnahmeelements, typischerweise um zumindest 10 %.In addition (in the case of impulse transmission), the maximum absorbable force of the further energy absorption element is less than the force level of the energy absorption element, typically by at least 10%.

Das weitere Energieaufnahmeelement ist typischerweise vom Aufstiegselement beabstandet.The further energy absorption element is typically spaced apart from the ascent element.

Außerdem überlappt das weitere Energieaufnahmeelement in einer Projektion auf eine zur Trittfläche parallele Ebene typischerweise nicht mit der Trittfläche.In addition, the further energy absorption element typically does not overlap with the tread surface in a projection onto a plane parallel to the tread surface.

Beispielsweise kann das weitere Energieaufnahmeelement zwischen dem Energieaufnahmeelement und einem Pufferteller der Energieaufnahmevorrichtung angeordnet sein.For example, the further energy absorption element can be arranged between the energy absorption element and a buffer plate of the energy absorption device.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst ein Schienenfahrzeug einen Wagenkasten und (mindestens) eine hierin beschriebene Energieaufnahmevorrichtung, deren Energieaufnahmeelement am Wagenkasten befestigt ist.According to one embodiment, a rail vehicle comprises a car body and (at least) one energy absorption device described herein, the energy absorption element of which is attached to the car body.

Typischerweise ist die Energieaufnahmevorrichtung an einem frontseitigen Abschnitt des Wagenkastens befestigt.Typically, the energy absorption device is attached to a front section of the car body.

Noch typischer wird die Energieaufnahmevorrichtung dort am Wagenkasten des Schienenfahrzeugs angeordnet (befestigt), wo bisher ein normaler Puffer ohne Aufstiegselement angebracht wurde.Even more typically, the energy absorption device is arranged (fastened) on the body of the rail vehicle where a normal buffer without a climbing element has previously been attached.

Außerdem sind typischerweise zwei der hierin beschriebenen Energieaufnahmevorrichtungen mit dem Wagenkasten verbunden, nämlich eine bezüglich einer Längsachse des Wagenkasten bzw. des Schienenfahrzeugs linke und eine rechte Energieaufnahmevorrichtung.In addition, two of the energy absorption devices described herein are typically connected to the vehicle body, namely one energy absorption device on the left and one on the right with respect to a longitudinal axis of the vehicle body or the rail vehicle.

Es können aber auch mehr als zwei der hierin beschriebenen Energieaufnahmevorrichtung am Wagenkasten des Schienenfahrzeugs befestigt sein.However, more than two of the energy absorption devices described here can also be fastened to the car body of the rail vehicle.

Bei dem Wagenkasten kann es sich insbesondere um einen Wagenkasten einer Lokomotive oder einen Wagenkasten eines Steuerwagens handeln.The car body can in particular be a car body of a locomotive or a car body of a control car.

Typischerweise ist das Aufstiegselement nur über das Energieaufnahmeelement mit dem Wagenkasten verbunden.The ascent element is typically connected to the car body only via the energy absorption element.

Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können beliebig miteinander kombiniert werden.The embodiments described above can be combined with one another as desired.

FigurenlisteFigure list

Die beiliegenden Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsformen und dienen zusammen mit der Beschreibung der Erläuterung der Prinzipien der Erfindung. Die Elemente der Zeichnungen sind relativ zueinander und nicht notwendigerweise maßstabsgetreu.The accompanying drawings illustrate embodiments and, together with the description, serve to explain the principles of the invention. The elements of the drawings are relative to one another and are not necessarily to scale.

Gleiche Bezugszeichen bezeichnen entsprechend ähnliche Teile.

  • 1A zeigt eine schematische Ansicht eines Schienenfahrzeugs mit einer Energieaufnahmevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
  • 1B zeigt eine weitere schematische Ansicht des in 1A dargestellten Schienenfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel.
  • 1C zeigt eine schematische Ansicht eines Schienenfahrzeugs mit einer Energieaufnahmevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
  • 1D zeigt eine schematische Ansicht eines Schienenfahrzeugs mit einer Energieaufnahmevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
  • 1E zeigt eine schematische Ansicht eines Schienenfahrzeugs mit einer Energieaufnahmevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
  • 1F zeigt eine schematische Ansicht eines Schienenfahrzeugs mit einer Energieaufnahmevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
The same reference numerals designate similar parts.
  • 1A shows a schematic view of a rail vehicle with an energy absorption device according to an embodiment.
  • 1B shows a further schematic view of the in 1A shown rail vehicle according to an embodiment.
  • 1C shows a schematic view of a rail vehicle with an energy absorption device according to an embodiment.
  • 1D shows a schematic view of a rail vehicle with an energy absorption device according to an embodiment.
  • 1E shows a schematic view of a rail vehicle with an energy absorption device according to an embodiment.
  • 1F shows a schematic view of a rail vehicle with an energy absorption device according to an embodiment.

Aus Gründen der einfacheren Orientierung wird in den Figuren auch ein jeweiliges Kartesisches Koordinatensystem dargestellt, wobei „x“ und „y“ horizontale Koordinaten bzw. horizontal Richtungen und „z“ vertikale Koordinaten bzw. eine vertikale Richtung repräsentieren. Dabei ist die x-Richtung parallel zu einer Längsachse eines jeweils dargestellten Schienenfahrzeugs bzw. eines Wagenkastens des Schienenfahrzeugs gewählt. Die „x“-Richtung kann einer normalen Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs entsprechen. Die „-x“-Richtung kann einer Arbeitsrichtung eines Energieaufnahmeelements des Schienenfahrzeugs und/oder einer Impulsübertragungsrichtung auf das Energieaufnahmeelement im Crashfall entsprechen. For reasons of easier orientation, a respective Cartesian coordinate system is also shown in the figures, with “x” and “y” representing horizontal coordinates or horizontal directions and “z” vertical coordinates or a vertical direction. The x-direction is selected parallel to a longitudinal axis of a rail vehicle shown or a body of the rail vehicle. The “x” direction can correspond to a normal direction of travel of the rail vehicle. The “-x” direction can correspond to a working direction of an energy absorption element of the rail vehicle and / or a pulse transmission direction to the energy absorption element in the event of a crash.

AusführungsbeispieleEmbodiments

1A zeigt in einer schematischen Querschnittsansicht einen vorderen Teil eines Schienenfahrzeugs 100, typischerweise einen vorderen Teil einer Lokomotive oder eines Steuerwagens. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wird von dem Schienenfahrzeug 100 lediglich ein frontseitiger Abschnitt des Wagenkastens 110 mit einer daran befestigten Energieaufnahmevorrichtung 10 dargestellt. 1A shows a schematic cross-sectional view of a front part of a rail vehicle 100 , typically a front part of a locomotive or a control car. For reasons of clarity, the rail vehicle 100 just a front section of the car body 110 with an attached energy absorption device 10th shown.

Die exemplarische Energieaufnahmevorrichtung 10 weist ein Energieaufnahmeelement 1 auf, dessen (schienen-) fahrzeugseitiger Endbereich 11 am Wagenkasten 110 befestigt, zum Beispiel mit dem Wagenkasten 110 verschraubt ist.The exemplary energy absorption device 10th has an energy absorption element 1 on, the (rail) vehicle-side end region 11 on the car body 110 attached, for example with the car body 110 is screwed.

Das typischerweise destruktiv ausgebildete Energieaufnahmeelement 1 ist eingerichtet, einen Teil einer Kollisionsenergie aufzunehmen, wenn es in einem Kollisionsfall des Schienenfahrzeugs 100 zu einer in eine Arbeitsrichtung -x des Energieaufnahmeelements 1 wirkenden Impulsübertragung auf das Energieaufnahmeelement kommt. In diesem Fall wird das Energieaufnahmeelement 1 wie durch den gestrichelten Pfeil angedeutet deformiert.The typically destructively designed energy absorption element 1 is set up to absorb part of a collision energy when it is in a collision case of the rail vehicle 100 to one in one direction -x of the energy absorption element 1 acting impulse transmission comes to the energy absorption element. In this case, the energy absorption element 1 deformed as indicated by the dashed arrow.

Außerdem ist am (schienen-) fahrzeugabgewandten Endbereich 12 ein Aufstiegselement 5 mit einer Trittfläche 51 für eine Person befestigt.In addition, is at the end area facing away from the (rail) vehicle 12th an ascent element 5 with a step surface 51 attached for one person.

Alternativ dazu kann die Trittfläche 51 auch vom fahrzeugabgewandten Endbereich 12 gebildet werden.Alternatively, the tread 51 also from the end area facing away from the vehicle 12th be formed.

In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel ist das Aufstiegselement 5 stirnseitig am fahrzeugabgewandten Endbereich 12 angeordnet. Außerdem überlappt es in einer Projektion auf eine durch die x-Achse bzw. die Arbeitsrichtung -x des Energieaufnahmeelements 1 definierte Ebene mit dem Energieaufnahmeelement 1.In the exemplary embodiment, the ascent element 5 at the front on the end area facing away from the vehicle 12th arranged. In addition, it overlaps in a projection onto one of the energy absorption element through the x axis or the working direction -x 1 defined level with the energy absorption element 1 .

Dies wird auch in 1B dargestellt, die einen Ausschnitt einer Frontansicht des Schienenfahrzeugs 100 zeigt.This is also in 1B shown a section of a front view of the rail vehicle 100 shows.

Wie in 1B weiter dargestellt wird, kann das Schienenfahrzeug 102 über zwei Energieaufnahmevorrichtungen 10 verfügen, die entsprechend ihrer Funktion typischerweise in gleicher Höhe z und/oder spiegelsymmetrisch bezüglich einer vertikal orientierten xz-Zentralebene des Wagenkastens 110 angeordnet sein können.As in 1B is shown further, the rail vehicle 102 via two energy absorption devices 10th have, depending on their function, typically at the same height z and / or mirror-symmetrical with respect to a vertically oriented xz central plane of the car body 110 can be arranged.

1C zeigt in einer schematischen Querschnittsansicht einen vorderen Teils eines Schienenfahrzeugs 200, das ähnlich zum oben mit Bezug zu den 1A, 1B beschriebenen Schienenfahrzeug 100 ist. Jedoch weist die am Wagenkasten 210 befestigte Energieaufnahmevorrichtung 20 zusätzlich eine Aufkletterschutzeinrichtung 6 auf. 1C shows a schematic cross-sectional view of a front part of a rail vehicle 200 that is similar to the above with reference to the 1A , 1B described rail vehicle 100 is. However, that points to the car body 210 attached energy absorption device 20th additionally a climbing protection device 6 on.

In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel ist die Aufkletterschutzeinrichtung 6 an einer Stirnseite (Vorderseite, fahrzeugabgewandten Seite) des Aufstiegselements 5 befestigt.In the exemplary embodiment, the anti-climbing device is 6 on one end face (front side, side facing away from the vehicle) of the ascent element 5 attached.

Dementsprechend ist das Aufstiegselement 5 zwischen der Aufkletterschutzeinrichtung 6 und dem (eigentlichen) Energieaufnahmeelement 1 angeordnet.Accordingly, the ascent element 5 between the anti-climbing device 6 and the (actual) energy absorption element 1 arranged.

1D zeigt in einer schematischen Querschnittsansicht einen vorderen Teils eines Schienenfahrzeugs 300, das ähnlich zum oben mit Bezug zur 1C beschriebenen Schienenfahrzeug 200 ist. Jedoch weist die am Wagenkasten 310 befestigte Energieaufnahmevorrichtung 30 zusätzlich ein typischerweise reversibel ausgeführtes weiteres Energieaufnahmeelement 2 auf, das anstelle des Aufstiegselements an der Stirnseite (Vorderseite, fahrzeugabgewandten Seite) des fahrzeugabgewandten Endbereichs 12 des typischerweise reversibel ausgebildeten Energieaufnahmeelements 1a befestigt ist. 1D shows a schematic cross-sectional view of a front part of a rail vehicle 300 which is similar to the one related to 1C described rail vehicle 200 is. However, that points to the car body 310 attached energy absorption device 30th additionally a typically reversible energy absorption element 2nd on, that instead of the ascent element on the front side (front, side facing away from the vehicle) of the end area facing away from the vehicle 12th of the typically reversible energy absorption element 1a is attached.

In diesem Ausführungsbeispiel ist das Aufstiegselement 5' an eine Oberseite des Energieaufnahmeelements 1a und zwischen dem fahrzeugseitigen Endbereich 11 und dem fahrzeugabgewandten Endbereich 12 des Energieaufnahmeelements 1a angeordnet.In this embodiment, the ascent element 5 ' to a top of the energy absorption element 1a and between the vehicle-side end region 11 and the end area facing away from the vehicle 12th of the energy absorption element 1a arranged.

Dementsprechend ist die Trittfläche 51 oberhalb des Energieaufnahmeelements 1a angeordnet.The tread is accordingly 51 above the energy absorption element 1a arranged.

Außerdem besteht das Aufstiegselement 5' aus mehreren Teilen 5a, 5b, 5c, typischerweise einer Trittplatte oder einem Trittbrett 5a, einem Abstützelement für die Trittplatte oder das Trittbrett 5a auf dem Energieaufnahmeelements 1a und einer optionalen Kante 5c, die einen Abrutschschutz für die Person darstellen kann.There is also the ascent element 5 ' from several parts 5a , 5b , 5c , typically a running board or running board 5a , a support element for the footboard or footboard 5a on the energy absorption element 1a and an optional edge 5c , which can provide slip protection for the person.

Wie weiter in 1D dargestellt ist, kann das weitere Energieaufnahmeelement 2 an seiner Stirnseite (Vorderseite, fahrzeugabgewandten Seite) mit einem Pufferteller 4 versehen sein.As further in 1D is shown, the further energy absorption element 2nd on its front side (front, side facing away from the vehicle) with a buffer plate 4th be provided.

1E zeigt in einer schematischen Querschnittsansicht einen vorderen Teils eines Schienenfahrzeugs 400, das ähnlich zu den oben mit Bezug zu den 1C, 1D beschriebenen Schienenfahrzeugen 200, 300 ist. Jedoch hat das Schienenfahrzeug 400 übereinander angeordnete (Teil-) Energieaufnahmevorrichtungen 20, 40, die jeweils separat am Wagenkasten 410 des Schienenfahrzeugs 400 befestigt sein können. 1E shows a schematic cross-sectional view of a front part of a rail vehicle 400 that is similar to the ones related to the above 1C , 1D described rail vehicles 200 , 300 is. However, the rail vehicle has 400 (Partial) energy absorption devices arranged one above the other 20th , 40 , each separately on the car body 410 of the rail vehicle 400 can be attached.

In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel ist die obere Energieaufnahmevorrichtung 20 analog zur Energieaufnahmevorrichtung des Schienenfahrzeugs 200 ausgeführt und die untere Energieaufnahmevorrichtung 40 ähnlich wie die Energieaufnahmevorrichtung 30 des Schienenfahrzeugs 300. Die Energieaufnahmevorrichtung 40 wird jedoch ohne optionales Aufstiegselement und optionale Aufkletterschutzeinrichtung dargestellt, die in diesem Ausführungsbeispiel von der oberen Energieaufnahmevorrichtung 20 bereitgestellt werden.In the exemplary embodiment, the upper energy absorption device 20th analogous to the energy absorption device of the rail vehicle 200 executed and the lower energy absorption device 40 similar to the energy absorption device 30th of the rail vehicle 300 . The energy absorption device 40 is, however, shown without an optional climbing element and optional climbing protection device, which in this exemplary embodiment is represented by the upper energy absorption device 20th to be provided.

Es ist jedoch auch möglich, dass das in 1E dargestellte Energieaufnahmeelement 1a ebenfalls mit einem typischerweise seitlich angeordneten Aufstiegselement (nicht dargestellt), zum Beispiel einer Trittstufe versehen ist, um ein Aufsteigen der Person zur dargestellten Trittfläche 51 zu erleichtern.However, it is also possible that the 1E energy absorption element shown 1a is also provided with a typically laterally arranged ascent element (not shown), for example a step, for ascending the person to the represented step surface 51 to facilitate.

Typischerweise ist das Schienenfahrzeug 400 mit vier Energieaufnahmevorrichtungen ausgerüstet, nämlich mit jeweils einer linken und einer rechten oberen Energieaufnahmevorrichtung 20 und einer rechten und einer linken unteren Energieaufnahmevorrichtung 40.The rail vehicle is typically 400 equipped with four energy absorption devices, namely each with a left and a right upper energy absorption device 20th and right and left lower energy absorption devices 40 .

1E zeigt eine schematische Seitenansicht eines Schienenfahrzeugs 500 mit einer Lokomotive oder einem Steuerwagen 100 und einem exemplarischen Waggon 50. 1E shows a schematic side view of a rail vehicle 500 with a locomotive or a control car 100 and an exemplary wagon 50 .

In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel ist die Lokomotive oder der Steuerwagen 100 stirnseitig mit zwei Energieaufnahmevorrichtungen 10 versehen, wie sie oben mit Bezug zu den 1A, 1B erläutert wurden.In the exemplary embodiment is the locomotive or the control car 100 with two energy absorption devices on the front 10th provided as related to the above 1A , 1B have been explained.

Alternativ dazu kann die Lokomotive oder der Steuerwagen 100 stirnseitig auch mit den (mindestens eine der) oben mit Bezug zu den 1C bis 1D erläuterten Energieaufnahmevorrichtungen ausgerüstet sein.Alternatively, the locomotive or the control car 100 on the front also with the (at least one of) above with reference to the 1C to 1D explained energy absorption devices.

Wenngleich hierin spezifische Ausführungsformen dargestellt und beschrieben worden sind, liegt es im Rahmen der vorliegenden Erfindung, die gezeigten Ausführungsformen geeignet zu modifizieren, ohne vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die nachfolgenden Ansprüche stellen einen ersten, nicht bindenden Versuch dar, die Erfindung allgemein zu definieren.Although specific embodiments have been shown and described herein, it is within the scope of the present invention to appropriately modify the shown embodiments without departing from the scope of the present invention. The following claims represent a first, non-binding attempt to define the invention in general.

BezugszeichenlisteReference list

1, 1a, 21, 1a, 2
EnergieaufnahmeelementEnergy absorption element
44th
PuffertellerBuffer plate
5, 5'5, 5 '
AufstiegselementAscent element
66
AufkletterschutzeinrichtungClimbing protection device
1111
fahrzeugseitiger Endbereich des EnergieaufnahmeelementsVehicle-side end region of the energy absorption element
1212th
fahrzeugabgewandter Endbereich des EnergieaufnahmeelementsEnd area of the energy absorption element facing away from the vehicle
10 - 4010 - 40
EnergieaufnahmevorrichtungEnergy absorption device
5050
Waggonwagon
5151
TrittflächeTread
110 - 410110-410
WagenkastenCar body
100 - 500100-500
SchienenfahrzeugRail vehicle
-x-x
Arbeitsrichtung des EnergieaufnahmeelementsWorking direction of the energy absorption element

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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  • Norm EN 16116-1 [0015]Standard EN 16116-1 [0015]

Claims (10)

Energieaufnahmevorrichtung (10-40) für eine Frontseite eines Schienenfahrzeugs (100-500), aufweisend: - ein Energieaufnahmeelement (1, 1a), das eingerichtet ist, zumindest einen Teil einer Kollisionsenergie aufzunehmen, wenn es in einem Kollisionsfall des Schienenfahrzeugs zu einer in eine Arbeitsrichtung (-x) des Energieaufnahmeelements (1, 1a) wirkenden Impulsübertragung auf das Energieaufnahmeelement (1, 1a) kommt; und - ein Aufstiegselement (5, 5') für eine Person, das starr mit dem Energieaufnahmeelement (1, 1a) verbunden oder von dem Energieaufnahmeelement (1, 1a) gebildet ist und eine Trittfläche (51) für die Person aufweist.Energy absorption device (10-40) for a front side of a rail vehicle (100-500), comprising: - An energy absorption element (1, 1a), which is set up to absorb at least part of a collision energy if, in the event of a collision of the rail vehicle, there is an impulse transmission to the energy absorption element (1 , 1a) comes; and - An ascent element (5, 5 ') for a person, which is rigidly connected to the energy absorption element (1, 1a) or formed by the energy absorption element (1, 1a) and has a tread surface (51) for the person. Energieaufnahmevorrichtung (10-40) nach Anspruch 1, wobei das Energieaufnahmeelement (1, 1a) eingerichtet ist, bei der Impulsübertragung auf einem Kraftniveau von zumindest 500 kN zu arbeiten.Energy absorption device (10-40) after Claim 1 , wherein the energy absorption element (1, 1a) is set up to work at a force level of at least 500 kN during the pulse transmission. Energieaufnahmevorrichtung (10-40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Energieaufnahmeelement (1, 1a) ein destruktiv ausgebildetes Energieaufnahmeelement (1, 2), insbesondere ein plastisch verformbares Energieaufnahmeelement (1, 2) ist.Energy absorption device (10-40) according to one of the preceding claims, wherein the energy absorption element (1, 1a) is a destructively designed energy absorption element (1, 2), in particular a plastically deformable energy absorption element (1, 2). Energieaufnahmevorrichtung (10-40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Aufstiegselement (5, 5') ein Trittbrett oder eine Trittstufe umfasst, wobei das Aufstiegselement (5, 5') am Energieaufnahmeelement (1, 1a) befestigt ist, und/oder von einem Trittbrett oder einer Trittstufe gebildet wird, wobei die Trittfläche (51) einen Flächeninhalt von zumindest 450 cm2 aufweist, und/oder wobei das Energieaufnahmeelement (1a) in einer Projektion auf eine zur Trittfläche (51) parallele Ebene mit der Trittfläche (51) überlappt.Energy absorption device (10-40) according to any one of the preceding claims, wherein the ascent element (5, 5 ') comprises a running board or a step, the ascent element (5, 5') is attached to the energy absorption element (1, 1a), and / or is formed by a running board or a step, the step surface (51) having a surface area of at least 450 cm 2 , and / or the energy absorption element (1a) in a projection onto a plane parallel to the step surface (51) with the step surface (51 ) overlaps. Energieaufnahmevorrichtung (10-40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Energieaufnahmeelement (1, 1a) einen fahrzeugseitigen Endbereich (11), der mit einem Wagenkasten (110-410) des Schienenfahrzeugs (100-500) verbindbar ist, und einen fahrzeugabgewandten Endbereich (12) aufweist, wobei die Arbeitsrichtung (-x) des Energieaufnahmeelements (1, 2) vom fahrzeugabgewandten Endbereich (12) zum fahrzeugseitigen Endbereich (11) verläuft.Energy absorption device (10-40) according to one of the preceding claims, wherein the energy absorption element (1, 1a) has a vehicle-side end region (11) which can be connected to a car body (110-410) of the rail vehicle (100-500) and an end region facing away from the vehicle (12), the working direction (-x) of the energy absorption element (1, 2) running from the end region (12) facing away from the vehicle to the end region (11) on the vehicle side. Energieaufnahmevorrichtung (10-40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Energieaufnahmevorrichtung (10-40) ein weiteres Energieaufnahmeelement (2) aufweist, das eingerichtet ist, einen Teil der Kollisionsenergie aufzunehmen und dessen Arbeitsrichtung parallel zur Arbeitsrichtung (-x) des Energieaufnahmeelements (1, 1a) ist, und/oder wobei das weitere Energieaufnahmeelement (2) als Puffer ausgeführt ist.Energy absorption device (10-40) according to one of the preceding claims, wherein the energy absorption device (10-40) has a further energy absorption element (2), which is set up to absorb part of the collision energy and its working direction parallel to the working direction (-x) of the energy absorption element ( 1, 1a), and / or wherein the further energy absorption element (2) is designed as a buffer. Energieaufnahmevorrichtung (10-40) nach Anspruch 6, wobei das weitere Energieaufnahmeelement (2) ein regenerativ ausgebildetes Energieaufnahmeelement ist, wobei das weitere Energieaufnahmeelement (2) am fahrzeugabgewandten Endbereich (12) des Energieaufnahmeelementes (1, 1a) angeordnet ist, wobei das weitere Energieaufnahmeelement (2) vom Aufstiegselement (5') beabstandet ist, wobei das weitere Energieaufnahmeelement (2) in einer Projektion auf eine zur Trittfläche (51) parallele Ebene nicht mit der Trittfläche (51) überlappt, und/oder wobei das weitere Energieaufnahmeelement (2) zwischen dem Energieaufnahmeelement (1, 1a) und einem Pufferteller (4) der Energieaufnahmevorrichtung (30, 40) angeordnet ist.Energy absorption device (10-40) after Claim 6 , wherein the further energy absorption element (2) is a regenerative energy absorption element, the further energy absorption element (2) being arranged on the end region (12) of the energy absorption element (1, 1a) facing away from the vehicle, the further energy absorption element (2) being from the ascent element (5 ') is spaced, the further energy absorption element (2) in a projection onto a plane parallel to the tread surface (51) not overlapping with the tread surface (51), and / or wherein the further energy absorption element (2) between the energy absorption element (1, 1a) and a buffer plate (4) of the energy absorption device (30, 40) is arranged. Energieaufnahmevorrichtung (10-40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter aufweisend eine mit dem Aufstiegselement (5, 5') verbundene und typischerweise an das Aufstiegselement (5, 5') angrenzende Aufkletterschutzeinrichtung (6).Energy absorption device (10-40) according to one of the preceding claims, further comprising an anti-climbing device (6) connected to the ascent element (5, 5 ') and typically adjoining the ascent element (5, 5'). Energieaufnahmevorrichtung (10-40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Aufstiegselement (5, 5') in einer Projektion auf eine zur Arbeitsrichtung des Energieaufnahmeelements (1, 1a) senkrechte Ebene mit dem Energieaufnahmeelement (1, 1a) überlappt, wobei das Aufstiegselement (5) am fahrzeugabgewandten Endbereich (12) angeordnet ist, und/oder wobei das Aufstiegselement (5) zwischen dem fahrzeugabgewandten Endbereich (12) und der Aufkletterschutzeinrichtung (6) angeordnet ist.Energy absorption device (10-40) according to one of the preceding claims, wherein the ascent element (5, 5 ') overlaps with the energy absorption element (1, 1a) in a projection onto a plane perpendicular to the working direction of the energy absorption element (1, 1a), the ascent element (5) is arranged on the end area (12) facing away from the vehicle, and / or wherein the ascent element (5) is arranged between the end area (12) facing away from the vehicle and the climbing protection device (6). Schienenfahrzeug (100-500), aufweisend: - einen Wagenkasten (110-410); und - eine Energieaufnahmevorrichtung (10-40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, deren Energieaufnahmeelement (1, 1a) am Wagenkasten (110-410) befestigt ist.Rail vehicle (100-500), comprising: - a car body (110-410); and - An energy absorption device (10-40) according to any one of the preceding claims, whose energy absorption element (1, 1a) is attached to the car body (110-410).
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