EP1987999B1 - Fahrzeugverkleidung, insbesondere für ein Schienenfahrzeug - Google Patents

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EP1987999B1
EP1987999B1 EP08103340.9A EP08103340A EP1987999B1 EP 1987999 B1 EP1987999 B1 EP 1987999B1 EP 08103340 A EP08103340 A EP 08103340A EP 1987999 B1 EP1987999 B1 EP 1987999B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vehicle
section
fairing
transition region
weakening
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP08103340.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1987999A3 (de
EP1987999A2 (de
Inventor
Klaus-Dieter Franze
Heinz Klamka
Jan Prockat
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alstom Transportation Germany GmbH
Original Assignee
Bombardier Transportation GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102007027591A external-priority patent/DE102007027591A1/de
Application filed by Bombardier Transportation GmbH filed Critical Bombardier Transportation GmbH
Publication of EP1987999A2 publication Critical patent/EP1987999A2/de
Publication of EP1987999A3 publication Critical patent/EP1987999A3/de
Application granted granted Critical
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Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D17/00—Construction details of vehicle bodies
    • B61D17/005—Construction details of vehicle bodies with bodies characterised by use of plastics materials
    • 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
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D17/00—Construction details of vehicle bodies
    • B61D17/04—Construction details of vehicle bodies with bodies of metal; with composite, e.g. metal and wood body structures
    • B61D17/06—End walls

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle trim, in particular for a rail vehicle, with at least one trim element, wherein the trim element at least forms part of the shell of a vehicle, in particular the outer shell of a vehicle, and the cladding element is at least partially constructed of at least one composite structure. Furthermore, the invention relates to a vehicle with such a vehicle trim, a component set for the outer lining of a vehicle and a repair method for a vehicle trim.
  • the European "High Speed Rail TSI under Council Directive 96/48 / EC” sets out different crash scenarios and requirements that rail vehicles must meet for their admission to public transport.
  • collision of similar rail vehicles collision of the rail vehicle with a freight train and collision of the rail vehicle with a transverse truck or deformable obstacle
  • the deformation of the rail vehicle and thus the energy absorption in the event of a crash limited to a specially provided front (possibly provided with appropriate crash energy absorbers) crash section and thereby penetrate no larger items in the cab of the rail vehicle, which could otherwise endanger the driver.
  • the damaged part of the shell is usually cut away, so that a clean connection area for a replacement component is formed, which then replaces the removed part of the shell.
  • This replacement component is connected to the remaining part of the shell (in the case of a fiber composite structure, for example, glued and provided with a joint layer spanning the joint layer) and then treated the resulting surface accordingly (grinding, painting, etc.).
  • the present invention is therefore based on the object to provide a vehicle trim, a vehicle, a component set and a repair method of the type mentioned above, which do not have the disadvantages mentioned above or at least to a much lesser extent and in particular in a predeterminable crash scenario a allow easy and quick repair of the vehicle trim.
  • the present invention solves this problem starting from a vehicle trim according to the preamble of claim 1 by the features stated in the characterizing part of claim 1.
  • the present invention is based on the technical teaching that in a predefinable crash scenario, a simple and quick repair of the vehicle trim allows, if in the vehicle trim a predetermined breaking point is provided, in the area of the vehicle trim fails in the event of a crash defined.
  • the defined failure has the advantage that in the area of the predetermined breaking point the uncontrolled crack propagation can be interrupted or channeled into a controlled crack propagation in the region of the predetermined breaking point.
  • the provision of the predetermined breaking point allows an economical provision of prefabricated replacement components, since it can be assumed that the vehicle trim fails only to the predetermined breaking point. For repair then only the damaged part must be removed to the breaking point or possibly only slightly beyond this to achieve a clean connection area on the intact part of the vehicle trim.
  • the replacement component may already have the appropriate connection dimensions, so that only the intact part of the connection area is to be established.
  • the design of the predetermined breaking point itself may optionally provide a sufficiently precise guide element for the tools used to create the connection area.
  • the predefinable crash scenario or the predefinable crash case usually represents the extreme case to which the structure of the vehicle, in particular its energy dissipation system, is designed and prevail in the passenger and vehicle still acceptable conditions.
  • This scenario may, for example, vary from state to state or from operator to operator, but is exactly predetermined for each vehicle of the corresponding standards or operating regulations.
  • the invention therefore relates to a vehicle trim, in particular for a rail vehicle, according to claim 1 with at least one cladding element, wherein the cladding element forms at least a part of the shell of a vehicle, in particular the outer shell of a vehicle, and the cladding element at least partially from at least one composite structure, in particular one Fiber composite structure is constructed.
  • the cladding element has at least a first portion and an adjacent second portion. Furthermore, the cladding element is weakened at least in a transition region between the first portion and the second portion relative to the first portion designed such that in a predetermined crash situation in the transition region a defined failure of the cladding element takes place.
  • the transition region with its weakening can be made in any suitable manner. For example, it can be made by connecting two partial elements initially separate in this area, in particular by gluing them together, the weakening in this area being specifically produced by the connection. For example, here consciously a connection, for. As a bond, with respect to the first portion of reduced flexural rigidity and / or shear strength, etc. are selected to achieve a defined failure of the connection in the event of a crash at a given load.
  • the weakening is provided within a continuous composite structure.
  • the weakening can be achieved simply by constructing the first section and the second section differently, so that they have different bending stiffness, different shear strength, different breaking strength, etc.
  • the transition between the two differently constructed sections can then also be designed so that in the transition region results in a high notch effect, so that it comes in the event of a crash by the stress concentration in this transition region to a defined failure.
  • the first section and the second section are of identical construction and only a corresponding weakening is provided in the transition region.
  • the only relevant factor is that a corresponding notch effect is present in the region of the weakening, so that in the event of a crash, the stress concentration in the region of the weakening leads to a defined failure of the cladding element.
  • the weakening need not be achieved by reducing the wall thickness of the cladding element. Rather, if appropriate, such a notch effect can also be achieved by increasing the wall thickness of the cladding element.
  • the composite structure in the transition region to a structural weakening can be made in any suitable manner.
  • any defects can be built into the composite structure to achieve structural weakening.
  • the composite structure may be any composite structure from which paneling elements for vehicles are made.
  • it may be a composite structure of several layers of identical or different materials.
  • a composite structure with at least one cover layer of metal and / or plastic and further layers of metal and / or plastic and / or other suitable materials may be used.
  • any foam elements and / or honeycomb elements in each case made of metal and / or plastic
  • at least one of the cover layers and at least one of the further layers may be integrally connected to one another.
  • a metal or plastic element may be provided which has a closed surface but an open and / or closed-pore core region.
  • the present invention can be used particularly advantageously in connection with fiber composite structures which are at least partially constructed from a fiber composite material, since the adverse uncontrolled propagation of cracks can be particularly pronounced in these materials.
  • the composite structure is made up of a plurality of structural layers and at least one of the structural layers is interrupted to form the structural weakening.
  • a weakening element is integrated into the composite structure, in particular laminated in this to form the structural weakening.
  • the weakening element can be designed so that it generates in the otherwise continuous layer structure only a voltage deflection with a correspondingly high notch effect and resulting stress concentration, which leads to a defined failure in this area in the event of a crash.
  • the weakening element can interrupt, for example, one or more layers of the composite structure.
  • the weakening element itself represents a weakening in the composite of the cladding element.
  • the composite structure has a first shear strength outside the transition region.
  • the weakening element and / or the connection between the weakening element and an adjacent section of the composite structure have a second shear strength, the second shear strength being less than the first shear strength. The defined failure is accordingly then initiated in the region of the bond between the weakening element and the adjacent parts of the composite structure or additionally or alternatively within the weakening element itself.
  • the weakening element can be designed as a solid component. Likewise, however, the weakening element may also be a body having one or more cavities. Finally, it can also be provided that the weakening element is not a physical element, but merely a cavity which has been produced in a suitable manner within the composite structure.
  • the type of weakening may be chosen in any suitable manner. Preferably, it is selected according to the type of load case or stress state to be expected in the transition region in the event of a crash. Thus, for example, a reduction in the shear strength in the transition region may be provided if, in the event of a crash, mainly a shear stress in the transition region is to be expected.
  • the cladding element is a planar element and the cladding element in the first section has a first bending stiffness about a bending axis and in the transition region has a second bending stiffness about the bending axis, wherein the bending axis lies in a plane, which runs perpendicular to a surface normal of the cladding element in the transition region.
  • the weakening is achieved here by the fact that the first bending stiffness is greater than the second bending stiffness.
  • the difference in the flexural rigidity can be selected in any suitable manner, in particular as a function of the load to be expected in the event of a crash.
  • the second bending stiffness is at most 80%, preferably at most 60%, more preferably from about 40% to 50%, of the first flexural rigidity.
  • the weakening can be provided only in the transition region. In other variants of the invention, however, it can also be provided that the entire second section is weakened relative to the first section. Accordingly, in certain variants of the vehicle trim according to the invention, the cladding element in the second section on a third bending stiffness about the bending axis, which is less than the first bending stiffness.
  • the third bending stiffness may optionally correspond to the second bending stiffness. But it can also be below or above the second bending stiffness.
  • transition region may be sufficient to provide the transition region only in sections, as long as it is ensured that then in the other areas a defined failure occurs and it does not come to an uncontrolled crack propagation or the like in the first section. In other words, it may suffice that the transition region fulfills a trigger function for a defined failure.
  • Reliable, defined failure can be achieved in a simple manner when the transition region extends substantially through the entire cladding element so that there is a clear separation between the first section and the second section at each location.
  • the position of the transition region may be chosen in any suitable manner.
  • the transition region is arranged where, in the event of a crash, the limit lies to the region which is destroyed by the expected penetration of a crash partner in each case. In this way, it can be ensured that only the part that would have been destroyed by the crash partner penetrating into the vehicle structure in the event of a crash anyway has to be replaced.
  • the cladding element is provided for mounting in an end region of a vehicle structure, wherein in the end region at least one impact energy absorbing element is attached with its one end to the vehicle structure.
  • the impact energy dissipation element is designed to consume impact energy in the predefinable crash situation while displacing its other end along the longitudinal direction of the vehicle structure into an end position.
  • the transition region is arranged in the longitudinal direction of the vehicle structure in the region of the end position.
  • shock energy consumption elements are generally provided on a vehicle, which are designed in such a crash case that (possibly with a certain safety factor) at the end of their nominal displacement, ie in their final position, the entire impact energy is absorbed and no further penetration of the collision partner more is expected in the structure of the vehicle.
  • the transition region can be arranged directly at the height of the end position of the impact energy dissipation element.
  • an expected geometry of the collision partner or an expected damage geometry are taken into account, so that the transition region does not necessarily have to run in a plane perpendicular to the vehicle longitudinal axis, but also may have a suitably curved course.
  • the transition region in the longitudinal direction of the vehicle structure is preferably arranged behind the end position in order to achieve a certain degree of certainty that destruction of the vehicle trim beyond the transition region does not occur due to unfavorably deformed and thus protruding areas of the impact partner.
  • a cascaded failure scheme is provided with a plurality of transition areas arranged one behind the other in the impact direction, so that in a collision with lower impact energy (than in the predeterminable crash situation) takes place only in one or more front transition areas, while one or more behind in shock direction lying transition areas remain intact.
  • the weakening may be chosen to be different degrees in the respective transition region to ensure that a transition region closer to the impact-side vehicle end fails earlier than a transition region further away from it. Such a gradation of the weakening can also be absent, if, for example, over the Crack propagation in the vehicle trim ensures that always first the currently most forward transition area fails.
  • the cladding element has at least one third section adjacent to the second section, and the cladding element is designed such that it weakened relative to the second section at least in a further transition area between the second section and the third section, that in the predeterminable crash situation in the further Transition area a defined failure of the cladding element takes place.
  • the further transition region is then arranged between the second section and the third section in the longitudinal direction of the vehicle structure in front of the transition region between the first section and the second section.
  • the transition region is preferably arranged such that the part of the cladding to be replaced after a collision is kept as small as possible.
  • the trim element is provided for mounting in an end region of a vehicle structure, wherein the vehicle structure provided in the predeterminable crash situation for energy absorption by deformation front section and in the longitudinal direction adjoining, in the predeterminable crash situation substantially undeformed rear Section has.
  • the transition region between the first section and the second section is then arranged in the region of the transition between the front section and the rear section for this purpose.
  • the transition region has a course which is adapted to an expected destruction zone due to the penetration of a collision partner into the vehicle trim.
  • the transition region is not or not exclusively arranged in a direction perpendicular to the longitudinal axis of the vehicle plane. Rather, the transition region may extend at least in sections in a plane inclined in a longitudinal axis of the vehicle. Likewise, at least in some sections, it may have a design that is curved at least in sections in a side view of the vehicle structure.
  • the present invention relates to a vehicle having a vehicle trim according to the invention with the features described above.
  • a vehicle having a vehicle trim according to the invention with the features described above.
  • the present invention relates to a component set for the outer lining of a vehicle, in particular a rail vehicle, comprising a vehicle trim according to the invention (with the features described above) and at least one replacement element, wherein the replacement element simulates the second section of the trim element and is designed to replace the second portion of the trim element in the event of damage to the trim element.
  • a component set for the outer lining of a vehicle, in particular a rail vehicle, comprising a vehicle trim according to the invention (with the features described above) and at least one replacement element, wherein the replacement element simulates the second section of the trim element and is designed to replace the second portion of the trim element in the event of damage to the trim element.
  • the replacement element may be designed in any suitable manner.
  • the replacement element simulates the transition region to ensure that the repaired vehicle in turn has the advantageous failure behavior of the original vehicle trim in a further crash.
  • the component set is suitable for the case of a cascaded failure scheme, i. H. a design having a plurality of spaced in the vehicle longitudinal direction transition areas, a plurality of different exchange elements may be formed, which are designed for the replacement in the event of failure in the region of different transition areas. If, for example, three transitional areas spaced apart in the vehicle longitudinal direction are provided, then three different exchange elements can be provided.
  • the present invention relates to a repair method for a vehicle trim panel according to the invention (having the features described above) in which the destroyed second portion of the trim panel is replaced.
  • the transition region is removed from the cladding element and a replacement element attached to the first portion of the cladding element, wherein the exchange element replicates the second portion of the cladding element and the transition region.
  • the transition area can be used as a reference for the work on the undamaged part of the panel to easily create a defined interface for the replacement element. Therefore, when removing the transition region, a surface of the transition region is preferably used as a guide surface for a tool.
  • This tool can on the one hand be a marking tool with which the position to be machined is marked on the undamaged part of the lining. Likewise, however, it may also be directly a tool that is directly processed in the undamaged part of the panel to create the connection area for the replacement element.
  • FIGS. 1 to 5 a preferred embodiment of a vehicle according to the invention in the form of a rail vehicle 101 described, which comprises a vehicle structure 102 and a car body 103 with a preferred embodiment of the vehicle trim 104 according to the invention.
  • the vehicle trim panel 104 forms the outer shell of a head module 101.1 of the vehicle 101 at one end 101.2 of the vehicle 101.
  • the vehicle trim panel 104 comprises a trim element 105, which has connection profiles 106 and 107 attached thereto at the (in FIG FIG. 1 not shown) further car body structure and the vehicle structure 102 is attached.
  • the cladding element 105 is a multi-curved, monolithic component in fiber composite construction, which forms apart from the window surfaces substantially the entire outer shell of the head module 101.1.
  • the cladding element 105 a number of predetermined breaking points 108 to 111, which are arranged spaced apart in the direction of the vehicle longitudinal axis 101.3.
  • the predetermined breaking points 108 to 111 each extend as a continuous line through the entire cladding element 105 therethrough.
  • the predetermined breaking point 108 extends in a direction perpendicular to the vehicle longitudinal axis 101.3 plane, while the other predetermined breaking points 109 to 111 each in the in FIG. 1 shown side view, at least in its upper region one to the front have curved course in order to take into account the expected destruction geometry at different high impact energies and thus different levels of penetration of the expected collision partner.
  • the vehicle trim 104 fails defined in the region of the predetermined breaking points 108 to 111.
  • a cascaded failure of the predetermined breaking points 108 to 111 ie it fails first the foremost breaking point 111. Penetrates the collision partner on the foremost breaking point 111th out into the structure of the vehicle 101, as defined next defines the nearest predetermined breaking point 110. This cascaded failure may continue until finally the rearmost breaking point 108 fails.
  • the defined failure in the region of the predetermined breaking points 108 to 111 on the one hand has the advantage that in the region of the respective predetermined breaking point 108 to 111, the uncontrolled crack propagation is interrupted or channeled into a controlled crack propagation in the region of the predetermined breaking point.
  • the damage is limited to the area of the vehicle trim 104 lying on the collision side of the predetermined breaking point 108 to 111, so that no unnecessary, extensive damage to the vehicle trim 104 occurs.
  • the provision of such predetermined breaking points 108 to 111 allows an economical Vorhalten of prefabricated replacement components, since it can be assumed that the vehicle trim 104 fails according to the respective impact energy only up to the predetermined breaking point, which penetrates the furthest into the structure of the vehicle 101 part the impact partner 112 is closest. Parts of the vehicle trim 104 lying further to the rear, in particular predetermined breaking points located further to the rear, remain intact. For repair then, as will be explained in more detail below, only the damaged part must be removed to the area of the predetermined breaking point, which has failed last and is therefore located furthest back to a clean connection area on the intact part of the vehicle trim 104 achieve.
  • the cladding element 105 has a first portion 105.1 and an adjacent second portion 105.2, which merge into each other in a transition region 105.3.
  • the cladding element 105 is constructed as a fiber composite structure with two cover layers 105.4 and 105.8 and a plurality of intermediate layers 105.5 to 105.7.
  • the predetermined breaking point 108 is achieved by a targeted structural weakening of the fiber composite structure of the cladding element 105 in the transition region 105.3.
  • the two intermediate layers 105.4 and 105.6 are interrupted by an elongated weakening element 113, which is laminated into the fiber composite structure and extends over the entire length of the predetermined breaking point 108.
  • the weakening element 113 consists on the one hand of a material which has a lower modulus of elasticity than the adjacent layers 105.4 to 105.8, so that alone thereby a reduction of the bending stiffness of the cladding element 105 by one in the direction of (in FIG. 2 approximately perpendicular to the plane extending) longitudinal axis of the weakening element 113 extending bending axis is achieved.
  • the bending axis lies in a plane that runs perpendicular to the surface normal N of the cladding element 105 in the first transition region 105.3. Additionally or alternatively, by a suitable choice of the properties of the contact surface of the weakening element to the adjacent layers 105.4 to 105.8, a reduction of the bending stiffness of the cladding element 105 can be achieved.
  • the described configuration not only brings about the described reduction of the bending stiffness in the transition region 105.3, but also the compressive rigidity in the plane of the cladding element 105 is reduced by the weakening element 113.
  • the cladding element 105 is slightly inclined to the impact direction, so that the cladding element 105 is claimed in the event of a crash mainly on pressure and bending. Due to the reduced bending stiffness and compressive rigidity of the lining element 105 in the first transition region 105.3, in the event of a crash, as soon as the destruction zone reaches the second section 105.2, a correspondingly strong notch effect or stress concentration is achieved in the first transition region 105.3, which leads to the defined premature failure in this transitional region 105.3 leads.
  • the weakening element 113 corresponds to the bending stiffness or compressive stiffness of the Cladding element 105 in the front, second section 105.2 of the first bending stiffness or compressive stiffness of the cladding element 105 in the rear, first section 105.1.
  • the second bending stiffness or pressure stiffness of the cladding element 105 in the transition region is approximately 60% of the first bending stiffness or compressive rigidity.
  • the weakening of the cladding element can be adapted to the geometry of the cladding element and thus to the respective load case. If, for example, the cladding element runs parallel to the vehicle longitudinal axis, so that it is mainly to be expected that there will be a pure pressure load in the transition region, then the weakening can be adapted to ensure a defined failure.
  • the weakening of the cladding element 105 in the transition region 105.3 and the resulting defined failure of the cladding element 105 in this transitional region 105.3 prevents the loads acting in the crash, which are initially introduced into the second section 105.2 located further to the front, from hindering freely further behind lying first portion 105.1 of the cladding element 105 are forwarded.
  • the crack propagation is also channeled so that substantially no uncontrolled crack propagation into the first section 105.1 occurs.
  • the weakening of the cladding element 105 in the transition region 105.3 the introduction of force in the rear, first section 105.1 in the event of a crash interrupted by the defined failure in the transition region 105.3 early, so that the first portion 105.1 remains undamaged, as long as no part of the collision partner 112th enters the first section 105.1.
  • the head module 101.1 has a front section 101.4 and a rear section 101.5 adjacent thereto in the region of the first transition region 105.3 in the longitudinal direction (x direction).
  • the front section 101.4 is provided to absorb as much impact energy as possible in a given frontal crash situation, that is to say in the case of a frontal impact of the vehicle 101 on an obstacle, by defined deformation.
  • it has a number of specially designed crash absorbers 114 designed for this frontal crash situation.
  • crash absorbers 114 fastened to the vehicle structure 102 with one end 114.1 receive impact energy, for example, due to deformation. This will be their free end 114.2 into one (in FIG. 1 displaced by the dashed contour 114.3 indicated) end position is shifted in which their capacity for absorbing energy is substantially exhausted.
  • the structure of the rear section 101.5 which comprises a sufficiently large part of the driver's cab of the vehicle 101, is designed such that in the given frontal crash situation in which the vehicle 101 is subject to given boundary conditions (for example by a standard similar to the aforementioned TSI) meets a defined obstacle, in any case (eg in any crash scenario of this standard) provides sufficient survival space for the driver in the event of a crash.
  • the first transition region 105.3 between the first section 105.1 and the second section 105.2 lies slightly in the vehicle longitudinal direction behind the parting plane between the front section 101.4 of the car body deformed in the event of a crash and the rear section 101.5 which is not substantially deformed in the event of a crash.
  • the end position 114.3 of the crash absorber 114 is also located, since these are designed as mentioned for the given frontal crash situation.
  • This arrangement of the transition region 105.3 ensures that the first section 105.1 of the cladding element is not impaired even in the predetermined crash case (representing an extreme case of a collision).
  • FIG. 3 shows the part of the trim element 105 FIG. 2 after a crash while the FIG. 4 this part after the preparation of a connection area for a replacement element 115 shows.
  • the damaged part of the vehicle trim 104 is now removed along a cutting line 116.
  • the section line 116 lies in the vehicle longitudinal direction behind the transition region 105.3, so that this is also removed.
  • any suitable tools may be used to remove the damaged front part.
  • the (in FIG. 3 only indicated by a dashed contour) weakening element 113 is removed and the resulting surface 105.9 is used as a guide surface for a tool, such as a cutting tool, with which the in FIG. 4 illustrated first Pad 105.10 is produced on the undamaged rear part of the cladding element 105.
  • a tool such as a cutting tool
  • the exchange element 115 has a second pad 115.1, the first pad 105.10 in the repair in the in FIG. 4 assigned manner shown.
  • FIG. 5 it can be seen which in the FIGS. 2 to 4 The gap between the first connection surface 105.10 and the second connection surface 115.1 is closed by a suitable laminate structure 117, so that a sufficiently strong bond between the undamaged part of the lining element 105 and the exchange element 115 is produced and the part of the cladding element 105 in the repaired state intended function of the vehicle trim 104 after a corresponding surface treatment (grinding, painting, etc.) is restored.
  • the replacement element 115 forms the removed part of the lining element 105 in its undamaged state.
  • the exchange element 115 next to the layer structure of the output member 105, inter alia, again a transition region 115.2 with a weakening element 113, which forms the predetermined breaking point 108 in the event of a crash even in the repaired vehicle trim 104.
  • This not only has the advantage of the above-described advantageous failure behavior, but it is also achieved that the connection structure 117 is kept free of unfavorable loads, so that it is not affected in the event of a crash.
  • connection structure targeted as weakening in the sense of the present invention.
  • connection structures can also be provided, from the outset or after a repair to use such a connection structure targeted as weakening in the sense of the present invention.
  • the respective connection structure and / or its connection with the adjoining parts is then correspondingly weakened relative to the adjacent parts of the cladding element in order to form the desired breaking point in the event of a crash.
  • predetermined breaking point 108 The design just described for forming the predetermined breaking point 108 is used in a similar manner for the other predetermined breaking point 109 to 111. Consequently, therefore, a second transition region between the second section 105.2 and the third section 105.11 of the cladding element 105 adjoining thereto is provided for the predetermined breaking point 109.
  • the weakening in the respective transition region can be chosen to be different, to ensure that a predetermined breaking point closer to the vehicle end 101.2 (for example, the predetermined breaking point 111) fails earlier than a predetermined breaking point (for example the breakaway point) Predetermined breaking point 110).
  • a gradation of the weakening can also be absent if, for example, it is ensured via the propagation of cracks in the vehicle paneling that always first the currently furthest forward transitional area fails.
  • the cladding element according to the invention has been described in the present example by means of a fiber composite element 105, which forms part of the outer shell of the vehicle 101. It is understood, however, that in other variants of the invention, the cladding element according to the invention can additionally or alternatively also form part of the inner shell of the vehicle.
  • the cladding element 105 may be formed in other variants of the invention as otherwise designed composite structure.
  • one of the cover layers 105.4 and 105.8 may be formed of a metallic material.
  • one of the intermediate layers 105.5 to 105.7 may be made of a metallic material, for example a metal foam or a honeycomb material made of metal, and / or of a plastic, for example a plastic foam or a honeycomb material made of plastic. It then goes without saying that appropriate material-appropriate joining techniques are then used for the repair.
  • FIGS. 1 and 6 Another preferred embodiment of the vehicle trim 204 according to the invention described which the vehicle trim 104 from the FIGS. 1 to 5 can replace.
  • the in FIG. 6 shown section corresponds to the in the FIGS. 2 to 5 illustrated section.
  • the vehicle panel 204 basically corresponds in construction and mode of operation to the vehicle panel 104 from the first exemplary embodiment, so that only the differences should be discussed here.
  • the difference to the vehicle trim 104 here consists only in the design of the attenuation element 213, which in turn is arranged in the transition region 205.3 between the first section 205.1 and the second section 205.2, as well as the resulting deviating design of the trim element 205.
  • the weakening element 213 has a trapezoidal cross-section, which leads in the event of a crash, above all to the legs 213.1 and 213.2, to a shear stress on the connection to the adjacent intermediate layers 205.5 and 205.6 of the cladding element 205.
  • a corresponding weakening of the cladding element 205 can be achieved.
  • a corresponding weakening can also be achieved in turn via a suitable choice of the modulus of elasticity of the weakening element 213 or a shear strength of the weakening element 213 reduced with respect to the shear strength of the first section 205.1.
  • FIGS. 1 and 7 Another preferred embodiment of the vehicle trim 304 according to the invention described, the vehicle trim 104 from the FIGS. 1 to 5 can replace.
  • the in FIG. 7 shown section corresponds to the in the FIGS. 2 to 5 illustrated section.
  • the vehicle panel 304 basically corresponds in construction and mode of operation to the vehicle panel 104 from the first exemplary embodiment, so that only the differences should be discussed here.
  • the difference to the vehicle trim 104 is here on the one hand in the design of the attenuation element 313, which in turn is arranged in the transition region 305.3 between the first section 305.1 and the second section 305.2 and serves to form the predetermined breaking point 108.
  • the weakening element 313 is designed here as a hollow body, which accordingly brings about a comparatively strong weakening of the cladding element 305.
  • the weakening element 313 is not an independent physical body but only a cavity that is formed within the structure of the cladding element.
  • the cladding element 305 from the outset of two or more parts 318, 319 is constructed, which are firmly connected to each other in the manufacture of the cladding element 305 at a joint 320.
  • the joint in the region of the joint 320 is preferably non-destructive to solve in order to achieve an easy to manufacture, permanently solid composite. This is preferably a bond, for example.
  • This variant has the advantage that for the repair of the vehicle trim 304, which is defined in the region of the predetermined breaking point 108, simply the connection in the area of the joint 320 can be achieved.
  • the components 318 that are already used to produce the trim element 305 in its undamaged initial state can be used as a replacement element, so that no production of separate replacement elements is required.
  • FIGS. 1 and 8th Another preferred embodiment of the vehicle trim 304 according to the invention described, the vehicle trim 104 from the FIGS. 1 to 5 can replace.
  • the in FIG. 8 shown section corresponds to the in the FIGS. 2 to 5 illustrated section.
  • the vehicle trim 404 basically corresponds in construction and mode of operation to the vehicle trim 104 from the first exemplary embodiment, so that only the differences should be discussed here.
  • the difference to the vehicle trim 104 is here in the design of the transition region 405.3, which is provided between the first portion 405.1 and the second portion 405.2 and the predetermined breaking point 108 is formed. Unlike the previous embodiments, no separate attenuation element is provided here. Rather, a comparatively sharp cross-sectional reduction of the lining element 405 is provided here to form the weakening in relation to the first section 405.1, in that the two intermediate layers 405.5 and 405.6 terminate abruptly in this area.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugverkleidung, insbesondere für ein Schienenfahrzeug, mit wenigstens einem Verkleidungselement, wobei das Verkleidungselement zumindest einen Teil der Hülle eines Fahrzeugs, insbesondere der Außenhülle eines Fahrzeugs, ausbildet und das Verkleidungselement zumindest abschnittsweise aus wenigstens einer Verbundstruktur aufgebaut ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einer solchen Fahrzeugverkleidung, einen Bauteilsatz für die Außenverkleidung eines Fahrzeugs sowie eine Reparaturverfahren für eine Fahrzeugverkleidung.
  • Bei der Entwicklung moderner Fahrzeuge für den Transport von Personen oder Gütern, insbesondere der Entwicklung moderner Schienenfahrzeuge, legen die späteren Betreiber des Fahrzeugs in zunehmendem Maße Wert auf die Crashtauglichkeit des Fahrzeugs. Diese Tendenz ist nicht zuletzt durch die immer schärfer werdenden Vorgaben der Zulassungsbehörden bedingt, welche die Freigabe des Fahrzeugs für den öffentlichen Verkehr vergeben.
  • So legt beispielsweise die europäische "TSI für das Hochgeschwindigkeitsbahnsystem gemäß Richtlinie 96/48/EG des Rates" unterschiedliche Crashszenarien und Anforderungen fest, welchen die Schienenfahrzeuge für ihre Zulassung zu öffentlichen Verkehr genügen müssen. Gemäß dieser Spezifikation muss unter anderem bei drei unterschiedlichen Crashszenarien (Kollision gleichartiger Schienenfahrzeuge, Kollision des Schienenfahrzeugs mit einem Güterzug und Kollision des Schienenfahrzeugs mit einem quer stehenden Lastkraftwagen bzw. deformierbaren Hindernis) nachgewiesen werden, dass sich die Verformung des Schienenfahrzeugs und damit die Energieabsorption im Crashfall auf eine speziell dafür vorgesehene vordere (gegebenenfalls mit entsprechenden Crashenergieabsorbern versehene) Crashsektion beschränkt und dabei keine größeren Gegenstände in den Führerraum des Schienenfahrzeugs eindringen, die andernfalls den Fahrzeugführer gefährden könnten.
  • Im tatsächlichen Betrieb eines Schienenfahrzeugs stellen diese extremen Crashszenarien jedoch glücklicherweise den Ausnahmefall dar. Kommt es zu Kollisionen, sind diese in der Regel leichterer Art und führen nur zu geringeren Schäden am Fahrzeug.
  • Nichtsdestotrotz wird auch bei solchen leichteren Kollisionen, beispielsweise mit kleineren Hindernissen, häufig die Fahrzeugverkleidung im Kopfbereich des Fahrzeugs beschädigt, die bei modernen Schienenfahrzeugen in der Regel aus einer ein- oder mehrteiligen Schale aus einer Verbundstruktur im Wesentlichen konstanter Wandstärke aufgebaut ist.
  • Problematisch hierbei ist, dass es bei diesen einstückigen Verkleidungen, insbesondere bei Verkleidungen aus Faserverbundwerkstoff, wie sie z. B. aus der DE 197 25 905 A1 bekannt sind, im Crashfall zu einer kaum kontrollierbaren Rissausbreitung kommt, sodass sich in jedem Schadensfall ein individuelles Schadensbild ergibt. Hierbei pflanzen sich die entstehenden Risse nicht selten über große Strecken aus, sodass vergleichsweise großflächige Beschädigungen entstehen.
  • Herkömmlicherweise ist es im Fall einer leichteren Kollision jedoch nicht erforderlich, die gesamte Fährzeugverkleidung auszutauschen, sondern es wird lediglich der beschädigte Teil ersetzt. Hierzu wird in der Regel der beschädigte Teil der Schale weggeschnitten, sodass ein sauberer Anschlussbereich für ein Austauschbauteil entsteht, welches dann den entfernten Teil der Schale ersetzt. Dieses Austauschbauteil wird mit dem verbleibenden Teil der Schale verbunden (im Fall einer Faserverbundstruktur beispielsweise verklebt und mit einer die Fügestelle überspannenden Decklage versehen) und die entstehende Oberfläche dann entsprechend behandelt (Schleifen, Lackieren etc.).
  • Nachteilig ist in diesem Zusammenhang weiterhin, dass das Austauschbauteil jeweils für den individuellen Schadensfall maßgeschneidert werden muss. Dies ist ein vergleichsweise komplexer und zeitaufwändiger Prozess, der zudem entsprechend lange Ausfallzeiten des Fahrzeugs mit sich bringt.
  • Aus der DE 102 42 185 B3 ist es weiterhin im Zusammenhang mit der Absorption von Aufprallenergie bekannt, einer Verbundplatte für einen Fahrzeugboden durch strukturelle Maßnahmen Sollknickstellen einzuprägen, die im Crashfall zu einer definierten Faltung führen. Eine ähnliche Gestaltung ist aus der DE 102 21 583 A1 bekannt.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Fahrzeugverkleidung, ein Fahrzeug, einen Bauteilsatz sowie ein Reparaturverfahren der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, welche die oben genannten Nachteile nicht oder zumindest in deutlich geringerem Maße aufweisen und insbesondere bei einem vorgebbaren Crashszenario eine einfache und schnelle Reparatur der Fahrzeugverkleidung ermöglichen.
  • Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe ausgehend von einer Fahrzeugverkleidung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die technische Lehre zu Grunde, dass man bei einem vorgebbaren Crashszenario eine einfache und schnelle Reparatur der Fahrzeugverkleidung ermöglicht, wenn in der Fahrzeugverkleidung eine Sollbruchstelle vorgesehen wird, in deren Bereich die Fahrzeugverkleidung im Fall eines Crashs definiert versagt. Das definierte Versagen hat zum einen den Vorteil, dass im Bereich der Sollbruchstelle die unkontrollierte Rissausbreitung unterbrochen bzw. in eine kontrollierte Rissausbreitung im Bereich der Sollbruchstelle kanalisiert werden kann. Hierdurch beschränkt sich zum einen die Beschädigung auf den kollisionsseitig der Sollbruchstelle liegenden Bereich der Fahrzeugverkleidung, sodass es zu keinen unnötigen, großflächigen Beschädigungen kommt.
  • Zum anderen erlaubt das Vorsehen der Sollbruchstelle ein wirtschaftliches Vorhalten von vorgefertigten Austauschbauteilen, da davon ausgegangen werden kann, dass die Fahrzeugverkleidung nur bis zur Sollbruchstelle versagt. Zur Reparatur muss dann nur der beschädigte Teil bis zur Sollbruchstelle oder gegebenenfalls nur leicht über diese hinaus entfernt werden, um einen sauberen Anschlussbereich am intakten Teil der Fahrzeugverkleidung zu erzielen. Das Austauschbauteil kann bereits die entsprechenden Anschlussmaße aufweisen, sodass nur noch am intakten Teil der Anschlussbereich herzustellen ist. Hierbei kann die Gestaltung der Sollbruchstelle selbst gegebenenfalls ein ausreichend präzises Führungselement für die zum Erstellen des Anschlussbereichs verwendeten Werkzeuge zur Verfügung stellen.
  • Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass das vorgebbare Crashszenario bzw. der vorgebbare Crashfall in der Regel den Extremfall darstellt, auf den die Struktur des Fahrzeugs, insbesondere dessen Energieverzehrsystem, ausgelegt ist und bei dem für Passagiere und Fahrzeug noch akzeptable Bedingungen herrschen. Dieses Szenario kann beispielsweise von Staat zu Staat bzw. von Betreiber zu Betreiber variieren, ist jedoch für jedes Fahrzeug der entsprechenden Normen bzw. Betriebsvorschriften exakt vorgegeben.
  • Die Erfindung betrifft daher eine Fahrzeugverkleidung, insbesondere für ein Schienenfahrzeug, gemäß Anspruch 1 mit wenigstens einem Verkleidungselement, wobei das Verkleidungselement zumindest einen Teil der Hülle eines Fahrzeugs, insbesondere der Außenhülle eines Fahrzeugs, ausbildet und das Verkleidungselement zumindest abschnittsweise aus wenigstens einer Verbundstruktur, insbesondere einer Faserverbundstruktur, aufgebaut ist. Das Verkleidungselement weist wenigstens einen ersten Abschnitt und einen benachbarten zweiten Abschnitt auf. Weiterhin ist das Verkleidungselement zumindest in einem Übergangsbereich zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt derart gegenüber dem ersten Abschnitt geschwächt ausgebildet, dass in einer vorgebbaren Crashsituation in dem Übergangsbereich ein definiertes Versagen des Verkleidungselements erfolgt.
  • Der Übergangsbereich mit seiner Schwächung kann auf beliebige geeignete Weise hergestellt sein. So kann er beispielsweise dadurch hergestellt sein, dass zwei zunächst separate Teilelemente in diesem Bereich miteinander verbunden werden, insbesondere miteinander verklebt werden, wobei die Schwächung in diesem Bereich gezielt durch die Verbindung hergestellt wird. Beispielsweise kann hier bewusst eine Verbindung, z. B. eine Verklebung, mit gegenüber dem ersten Abschnitt reduzierter Biegesteifigkeit und/oder Scherfestigkeit etc. gewählt werden, um im Crashfall bei einer bestimmten Last ein definiertes Versagen der Verbindung zu erzielen.
  • Bei vorteilhaften Varianten der Erfindung ist allerdings vorgesehen, dass die Schwächung innerhalb einer durchgehenden Verbundstruktur vorgesehen ist. Dies hat den Vorteil, dass das Verkleidungselement aus einem Stück in herkömmlicher Verbundbauweise gefertigt sein kann, wodurch sich seine Herstellung und Handling vereinfachen. Bevorzugt ist daher vorgesehen, dass das Verkleidungselement in dem Übergangsbereich eine sich von dem ersten Abschnitt in den zweiten Abschnitt erstreckende Verbundstruktur aufweist und die Verbundstruktur zumindest in dem Übergangsbereich gegenüber dem ersten Abschnitt geschwächt ausgebildet ist.
  • Die Schwächung kann einfach dadurch erzielt werden, dass der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt unterschiedlich aufgebaut sind, sodass sie eine unterschiedliche Biegesteifigkeit, eine unterschiedliche Scherfestigkeit, eine unterschiedliche Bruchfestigkeit etc. aufweisen. Der Übergang zwischen den beiden unterschiedlich aufgebauten Abschnitten kann dann zudem so gestaltet sein, dass sich in dem Übergangsbereich eine hohe Kerbwirkung ergibt, sodass es im Crashfall durch die Spannungskonzentration in diesem Übergangsbereich zu einem definierten Versagen kommt. Ebenso kann aber auch vorgesehen sein, dass der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt gleich aufgebaut sind und nur im Übergangsbereich eine entsprechende Schwächung vorgesehen ist. Maßgeblich ist jeweils lediglich, dass im Bereich der Schwächung eine entsprechende Kerbwirkung vorliegt, sodass es im Crashfall durch die Spannungskonzentration im Bereich der Schwächung zu einem definierten Versagen des Verkleidungselements kommt. Die Schwächung muss dabei insbesondere nicht durch eine Reduktion der Wandstärke des Verkleidungselements erzielt werden. Vielmehr kann gegebenenfalls eine solche Kerbwirkung auch durch eine Erhöhung der Wandstärke des Verkleidungselements erzielt werden.
  • Bei weiteren Varianten der Erfindung weist die Verbundstruktur in dem Übergangsbereich eine strukturelle Schwächung auf. Diese strukturelle Schwächung kann auf beliebige geeignete Weise hergestellt werden. So können beispielsweise in die Verbundstruktur beliebige Fehlstellen eingebaut werden, um die strukturelle Schwächung zu erzielen.
  • Bei der Verbundstruktur kann es sich um eine beliebige Verbundstruktur handeln, aus der Verkleidungselemente für Fahrzeuge hergestellt werden. So kann es sich beispielsweise um eine Verbundstruktur aus mehreren Schichten gleicher oder unterschiedlicher Materialien handeln. Beispielsweise kann eine Verbundstruktur mit wenigstens einer Decklage aus Metall und/oder Kunststoff und weiteren Lagen aus Metall und/oder Kunststoff und/oder sonstigen geeigneten Materialien verwendet werden. Insbesondere können für wenigstens eine der weiteren Lagen beliebige Schaumelemente und/oder Wabenelemente (jeweils aus Metall und/oder Kunststoff) verwendet werden. Ebenso können wenigstens eine der Decklagen und wenigstens eine der weiteren Lagen einstückig miteinander verbunden sein. Beispielsweise kann hierfür ein Metall- oder Kunststoffelement vorgesehen sein, welches eine geschlossene Oberfläche aber einen offen- und/oder geschlossenporigen Kernbereich aufweist. Wie bereits erwähnt, lässt sich die vorliegende Erfindung besonders vorteilhaft im Zusammenhang mit Faserverbundstrukturen einsetzen, die zumindest teilweise aus einem Faserverbundwerkstoff aufgebaut sind, da bei diesen Werkstoffen die nachteilige unkontrollierte Rissausbreitung besonders stark zum Tragen kommen kann.
  • Bei bevorzugten Varianten der erfindungsgemäßen Fahrzeugverkleidung ist beispielsweise vorgesehen, dass die Verbundstruktur aus mehreren Strukturlagen aufgebaut ist und wenigstens eine der Strukturlagen zur Ausbildung der strukturellen Schwächung unterbrochen ist.
  • Bei weiteren bevorzugten, weil besonders einfach herzustellen Varianten der Erfindung ist zur Ausbildung der strukturellen Schwächung ein Schwächungselement in die Verbundstruktur eingebunden, insbesondere in diese einlaminiert ist. Das Schwächungselement kann so ausgebildet sein, dass es in der ansonsten ununterbrochenen Schichtstruktur lediglich eine Spannungsumlenkung mit einer entsprechend hohen Kerbwirkung und daraus resultierender Spannungskonzentration erzeugt, die im Crashfall zu einem definierten Versagen in diesem Bereich führt. Ebenso kann das Schwächungselement aber beispielsweise auch eine oder mehrere Lagen der Verbundstruktur unterbrechen.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Schwächungselement selbst eine Schwächung im Verbund des Verkleidungselements darstellt. Bei bevorzugten Varianten der erfindungsgemäßen Fahrzeugverkleidung weist die Verbundstruktur außerhalb des Übergangsbereichs eine erste Scherfestigkeit auf. Das Schwächungselement und/oder die Verbindung zwischen dem Schwächungselement und einem angrenzenden Abschnitt der Verbundstruktur weisen demgegenüber eine zweite Scherfestigkeit auf, wobei die zweite Scherfestigkeit kleiner ist als die erste Scherfestigkeit. Das definierte Versagen wird demgemäß dann im Bereich des Verbundes zwischen dem Schwächungselement und den angrenzenden Teilen der Verbundstruktur bzw. zusätzlich oder alternativ innerhalb des Schwächungselement selbst initiiert.
  • Das Schwächungselement kann als massives Bauteil ausgeführt sein. Ebenso kann sich bei dem Schwächungselement aber auch um einen Körper mit einem oder mehreren Hohlräumen handeln. Schließlich kann auch vorgesehen sein, dass das Schwächungselement kein physisches Element ist, sondern lediglich ein Hohlraum, der auf geeignete Weise innerhalb der Verbundstruktur erzeugt wurde.
  • Die Art der Schwächung kann auf beliebige geeignete Weise gewählt sein. Vorzugsweise ist sie entsprechend der Art des im Crashfall zu erwartenden Lastfalles bzw. Spannungszustandes im Übergangsbereich gewählt. So kann beispielsweise eine Herabsetzung der Scherfestigkeit in dem Übergangsbereich vorgesehen sein, wenn im Crashfall hauptsächlich eine Scherbelastung im Übergangsbereich zu erwarten ist.
  • Bei bevorzugten Varianten der erfindungsgemäßen Fahrzeugverkleidung ist vorgesehen, dass das Verkleidungselement ein flächiges Element ist und das Verkleidungselement in dem ersten Abschnitt eine erste Biegesteifigkeit um eine Biegeachse aufweist und in dem Übergangsbereich eine zweite Biegesteifigkeit um die Biegeachse aufweist, wobei die Biegeachse in einer Ebene liegt, die senkrecht zu einer Flächennormalen des Verkleidungselements im Übergangsbereich verläuft. Die Schwächung wird hierbei dadurch erzielt, dass die erste Biegesteifigkeit größer ist als die zweite Biegesteifigkeit.
  • Der Unterschied in der Biegesteifigkeit kann dabei auf beliebige geeignete Weise, insbesondere in Abhängigkeit von der im Crashfall zu erwartenden Belastung gewählt werden. Bevorzugt beträgt die zweite Biegesteifigkeit höchstens 80%, vorzugsweise höchstens 60%, weiter vorzugsweise etwa 40% bis 50%, der ersten Biegesteifigkeit.
  • Wie bereits oben erwähnt, kann die Schwächung nur in dem Übergangsbereich vorgesehen sein. Bei anderen Varianten der Erfindung kann aber auch vorgesehen sein, dass der gesamte zweite Abschnitt gegenüber dem ersten Abschnitt geschwächt ist. Demgemäß weist bei bestimmten Varianten der erfindungsgemäßen Fahrzeugverkleidung das Verkleidungselement in dem zweiten Abschnitt eine dritte Biegesteifigkeit um die Biegeachse auf, die geringer ist als die erste Biegesteifigkeit. Die dritte Biegesteifigkeit kann dabei gegebenenfalls der zweiten Biegesteifigkeit entsprechen. Sie kann aber auch unterhalb oder oberhalb der zweiten Biegesteifigkeit liegen.
  • Es kann ausreichen, den Übergangsbereich nur abschnittsweise vorzusehen, sofern sichergestellt ist, dass sich dann auch in den anderen Bereichen ein definiertes Versagen einstellt und es nicht zu einer unkontrollierten Rissausbreitung oder dergleichen in den ersten Abschnitt hinein kommt. Mit anderen Worten kann es ausreichen, dass der Übergangsbereich eine Triggerfunktion für ein definiertes Versagen erfüllt.
  • Ein zuverlässiges definiertes Versagen kann auf einfache Weise erzielt werden, wenn sich der Übergangsbereich im Wesentlichen durch das gesamte Verkleidungselement hindurch erstreckt, sodass an jeder Stelle eine klare Trennung zwischen dem ersten Abschnitt und im zweiten Abschnitt vorliegt.
  • Die Position des Übergangsbereichs kann auf beliebige geeignete Weise gewählt sein. Bevorzugt ist der Übergangsbereich dort angeordnet, wo im Crashfall die Grenze zu dem Bereich liegt, der durch das zu erwartende Eindringen eines Crashpartners in jedem Fall zerstört wird. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass nur der Teil ersetzt werden muss, der im Crashfall ohnehin zwingend durch den in die Fahrzeugstruktur eindringenden Crashpartner zerstört werden würde.
  • Bei bevorzugten Varianten der erfindungsgemäßen Fahrzeugverkleidung ist das Verkleidungselement zur Montage in einem Endbereich einer Fahrzeugstruktur vorgesehen, wobei in dem Endbereich wenigstens ein Stoßenergieverzehrelement mit seinem einen Ende an der Fahrzeugstruktur befestigt ist. Das Stoßenergieverzehrelement ist dazu ausgebildet, in der vorgebbaren Crashsituation unter Verschiebung seines anderen Endes entlang der Längsrichtung der Fahrzeugstruktur in eine Endposition Stoßenergie zu verzehren. Der Übergangsbereich ist in Längsrichtung der Fahrzeugstruktur in dem Bereich der Endposition angeordnet.
  • Durch diese Anordnung des Übergangsbereichs ist auf einfache Weise sichergestellt, dass nur der tatsächlich im Crashfall betroffene Bereich ausgetauscht werden muss. So sind an einem Fahrzeug in der Regel Stoßenergieverzehrelemente vorgesehen, die derart auf den betreffenden Crashfall ausgelegt sind, dass (gegebenenfalls mit einem gewissen Sicherheitsfaktor) am Ende ihrer nominellen Verschiebung, also in ihrer Endposition, die gesamte Stoßenergie aufgenommen ist und kein weiteres Eindringen des Stoßpartners mehr in die Struktur des Fahrzeugs zu erwarten ist.
  • Der Übergangsbereich kann unmittelbar auf der Höhe der Endposition des Stoßenergieverzehrelements angeordnet sein. Dabei kann insbesondere im Bereich der Schienenfahrzeuge (mit der unter statistischen Gesichtspunkten vergleichsweise geringen Variation von Stoßpartnern) unter anderem eine zu erwartende Geometrie des Stoßpartners bzw. eine zu erwartende Schadensgeometrie berücksichtigt werden, sodass der Übergangsbereich nicht notwendigerweise in einer zur Fahrzeuglängsachse senkrechten Ebene verlaufen muss, sondern auch einen geeignet gekrümmten Verlauf haben kann.
  • Vorzugsweise ist der Übergangsbereich in Längsrichtung der Fahrzeugstruktur hinter der Endposition angeordnet, um hier eine gewisse Sicherheit zu erzielen, dass nicht durch ungünstig deformierte und damit hervorstehende Bereiche des Stoßpartners doch eine Zerstörung der Fahrzeugverkleidung über den Übergangsbereich hinaus erfolgt.
  • Es kann ausreichen, lediglich einen einzigen Übergangsbereich vorzusehen, der das extreme Crashszenario berücksichtigt, sodass gegebenenfalls auch bei Unfällen mit geringerer Stoßenergie der durch das Versagen im Übergangsbereich vorgegebene Teil der Fahrzeugverkleidung beschädigt wird und ausgetauscht werden muss. Bei bevorzugten Varianten der erfindungsgemäßen Fahrzeugverkleidung ist jedoch ein kaskadiertes Versagensschema mit mehreren in Stoßrichtung hintereinander angeordneten Übergangsbereichen vorgesehen, sodass bei einem Aufprall mit geringerer Stoßenergie (als in der vorgebbaren Crashsituation) nur in einem oder mehreren vorderen Übergangsbereichen erfolgt, während ein oder mehrere in Stoßrichtung dahinter liegende Übergangsbereiche intakt bleiben.
  • Die Schwächung kann in dem jeweiligen Übergangsbereich unterschiedlich stark gewählt sein, um sicherzustellen, dass eine näher am stoßseitigen Fahrzeugende liegender Übergangsbereich früherer versagt als ein weiter davon entfernter Übergangsbereich. Eine solche Abstufung der Schwächung kann aber auch fehlen, wenn beispielsweise über die Rissausbreitung in der Fahrzeugverkleidung sichergestellt ist, dass immer zunächst der aktuell am weitesten vorne liegende Übergangsbereich versagt.
  • Bevorzugt ist demgemäß vorgesehen, dass das Verkleidungselement wenigstens einen dem zweiten Abschnitt benachbarten dritten Abschnitt aufweist und das Verkleidungselement zumindest in einem weiteren Übergangsbereich zwischen dem zweiten Abschnitt und dem dritten Abschnitt derart gegenüber dem zweiten Abschnitt geschwächt ausgebildet ist, dass in der vorgebbaren Crashsituation in dem weiteren Übergangsbereich ein definiertes Versagen des Verkleidungselements erfolgt. Vorzugsweise ist der weitere Übergangsbereich dann zwischen dem zweiten Abschnitt und dem dritten Abschnitt in Längsrichtung der Fahrzeugstruktur vor dem Übergangsbereich zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt angeordnet.
  • Es versteht sich, dass der Übergangsbereich bevorzugt derart angeordnet ist, dass der nach einem Zusammenstoß auszutauschende Teil der Verkleidung so klein wie möglich gehalten wird. Bei bevorzugten Varianten der erfindungsgemäßen Fahrzeugverkleidung ist das Verkleidungselement zur Montage in einem Endbereich einer Fahrzeugstruktur vorgesehen ist, wobei die Fahrzeugstruktur eine in der vorgebbaren Crashsituation zur Energieaufnahme durch Deformation vorgesehene vordere Sektion und eine in der Längsrichtung daran anschließende, in der vorgebbaren Crashsituation im Wesentlichen unverformte hintere Sektion aufweist. Der Übergangsbereich zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt ist zu diesem Zweck dann im Bereich des Übergangs zwischen der vorderen Sektion und der hinteren Sektion angeordnet.
  • Wie bereits oben erwähnt, kann dabei über den Verlauf des Übergangsbereichs eine Anpassung an den zu erwartenden Stoßpartner bzw. die zu erwartende Versagensgeometrie erfolgen. Bevorzugt weist der Übergangsbereich daher einen Verlauf auf, der an eine durch das Eindringen eines Stoßpartners in die Fahrzeugverkleidung bedingte, zu erwartende Zerstörungszone angepasst ist. Wie erwähnt ist es hierbei möglich, dass der Übergangsbereich nicht oder nicht ausschließlich in einer senkrecht zur Längsachse des Fahrzeugs verlaufenden Ebene angeordnet ist. Vielmehr kann der Übergangsbereich zumindest abschnittsweise in einer Längsachse des Fahrzeugs geneigten Ebene verlaufen. Ebenso kann er zumindest abschnittsweise einen in einer Seitenansicht der Fahrzeugstruktur zumindest abschnittsweise gekrümmt ausgebildet aufweisen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Fahrzeugverkleidung mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen. Mit einem solchen Fahrzeug lassen sich die oben beschriebenen Vorteile und Varianten in demselben Maße realisieren, sodass auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung einen Bauteilsatz für die Außenverkleidung eines Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs, umfassend eine erfindungsgemäße Fahrzeugverkleidung (mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen) und wenigstens ein Austauschelement, wobei das Austauschelement den zweiten Abschnitt des Verkleidungselements nachbildet und dazu ausgebildet ist, den zweiten Abschnitt des Verkleidungselements im Fall einer Beschädigung des Verkleidungselements zu ersetzen. Mit einem solchen Bauteilsatz lassen sich die oben beschriebenen Vorteile und Varianten in demselben Maße realisieren, sodass auf die obigen Ausführungen verwiesen wird. Insbesondere ist durch das vorgefertigte Austauschbauteil möglich, ein beschädigtes Fahrzeug kostengünstig und schnell zu reparieren und so seine Ausfallzeiten gering zu halten.
  • Das Austauschelement kann auf beliebige geeignete Weise gestaltet sein. Bevorzugt bildet das Austauschelement den Übergangsbereich nach, um sicherzustellen, dass auch das reparierte Fahrzeug in einem weiteren Crashfall wiederum das vorteilhafte Versagensverhalten der ursprünglichen Fahrzeugverkleidung aufweist.
  • Es versteht sich, dass der Bauteilsatz für den Fall eines kaskadierten Versagensschemas, d. h. einer Gestaltung mit mehreren in der Fahrzeuglängsrichtung beabstandeten Übergangsbereichen, mehrere unterschiedliche Austauschelemente aufweisen kann, welche für den Austausch beim Versagen im Bereich unterschiedlicher Übergangsbereiche ausgebildet sind. Sind also beispielsweise drei in Fahrzeuglängsrichtung beabstandete Übergangsbereiche vorgesehen, so können drei unterschiedliche Austauschelemente vorgesehen sein.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung schließlich ein Reparaturverfahren für eine erfindungsgemäße Fahrzeugverkleidung (mit den oben beschriebenen Merkmalen), bei dem der zerstörte zweite Abschnitt des Verkleidungselements ersetzt wird. Hierbei wird der Übergangsbereich von dem Verkleidungselement entfernt und ein Austauschelement an dem ersten Abschnitt des Verkleidungselements befestigt, wobei das Austauschelement den zweiten Abschnitt des Verkleidungselements und den Übergangsbereich nachbildet. Mit einem solchen Reparaturverfahren lassen sich die oben beschriebenen Vorteile und Varianten in demselben Maße realisieren, sodass auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.
  • Der Übergangsbereich kann dabei als Referenz für die Arbeiten an dem unbeschädigten Teil der Verkleidung genutzt werden, um auf einfache Weise eine definierte Schnittstelle für das Austauschelement zu erzeugen. Bevorzugt wird daher beim Entfernen des Übergangsbereichs eine Fläche des Übergangsbereichs als Führungsfläche für ein Werkzeug verwendet. Bei diesem Werkzeug kann es sich zum einen um ein Markierungswerkzeug handeln, mit welchem die zu bearbeitende Position an dem unbeschädigten Teil der Verkleidung markiert wird. Ebenso kann es sich aber auch direkt um ein Werkzeug handeln, mit dem in der unbeschädigten Teil der Verkleidung unmittelbar bearbeitet wird, um den Anschlussbereich für das Austauschelement zu schaffen.
  • Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen bzw. der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, welche auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt. Es zeigt:
    • Figur 1
    einen schematischen Schnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs mit einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fahrzeugverkleidung;
    Figur 2
    einen schematischen Schnitt durch einen Teil der Fahrzeugverkleidung aus Figur 1 (entlang Linie II-II) im unbeschädigten Zustand;
    Figur 3
    einen schematischen Schnitt durch den Teil der Fahrzeugverkleidung aus Figur 2 im beschädigten Zustand nach einem Zusammenstoß;
    Figur 4
    einen schematischen Schnitt durch den Teil der Fahrzeugverkleidung aus Figur 2 im zur Reparatur vorbereiteten Zustand;
    Figur 5
    einen schematischen Schnitt durch den Teil der Fahrzeugverkleidung aus Figur 2 nach der Reparatur;
    Figur 6
    einen schematischen Schnitt durch einen Teil einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fahrzeugverkleidung;
    Figur 7
    einen schematischen Schnitt durch einen Teil einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fahrzeugverkleidung;
    Figur 8
    einen schematischen Schnitt durch einen Teil einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fahrzeugverkleidung.
    Erstes Ausführungsbeispiel
  • Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 5 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs in Form eines Schienenfahrzeugs 101 beschrieben, welches eine Fahrzeugstruktur 102 und einen Wagenkasten 103 mit einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fahrzeugverkleidung 104 umfasst.
  • Zum einfacheren Verständnis der nachfolgenden Erläuterungen ist in den Figuren 1 und 2 ein Koordinatensystem angegeben, in dem die x-Koordinate die Längsrichtung des Schienenfahrzeugs 101, die y-Koordinate die Querrichtung des Schienenfahrzeugs 101 und die z-Koordinate die Höhenrichtung des Schienenfahrzeugs 101 bezeichnen, die jeweils durch den Wagenkasten 103 definiert werden.
  • Die Fahrzeugverkleidung 104 bildet die Außenhülle eines Kopfmoduls 101.1 des Fahrzeugs 101 an einem Ende 101.2 des Fahrzeugs 101. Die Fahrzeugverkleidung 104 umfasst ein Verkleidungselement 105, welches über daran befestigte Anschlussprofile 106 und 107 an der (in Figur 1 nicht dargestellten) weiteren Wagenkastenstruktur sowie der Fahrzeugstruktur 102 befestigt ist.
  • Das Verkleidungselement 105 ist ein mehrfach gekrümmtes, monolithisches Bauteil in Faserverbundbauweise, welches abgesehen von den Fensterflächen im Wesentlichen die gesamte Außenhülle des Kopfmoduls 101.1 bildet..
  • Wie Figur 1 zu entnehmen ist, weist das Verkleidungselement 105 eine Reihe von Sollbruchstellen 108 bis 111 auf, welche in Richtung der Fahrzeuglängsachse 101.3 voneinander beabstandet angeordnet sind. Die Sollbruchstellen 108 bis 111 erstrecken sich jeweils als durchgehende Linie durch das gesamte Verkleidungselement 105 hindurch. Die Sollbruchstelle 108 verläuft dabei in einer senkrecht zur Fahrzeuglängsachse 101.3 verlaufenden Ebene, während die übrigen Sollbruchstellen 109 bis 111 jeweils in der in Figur 1 dargestellten Seitenansicht zumindest in ihrem oberen Bereich einen nach vorne gekrümmten Verlauf aufweisen, um die zu erwartende Zerstörungsgeometrie bei unterschiedlich hohen Stoßenergien und damit unterschiedlich weit gehendem Eindringen des zu erwartenden Stoßpartners zu berücksichtigen.
  • Bei einem Zusammenstoß des Fahrzeugs 101 mit einem Hindernis, beispielsweise einem anderen (in Figur 1 durch die gestrichelte Kontur 112 angedeuteten) Schienenfahrzeug, versagt die Fahrzeugverkleidung 104 definiert im Bereich der Sollbruchstellen 108 bis 111. Dabei erfolgt ein kaskadiertes Versagen der Sollbruchstellen 108 bis 111, d. h. es versagt zunächst die vorderste Sollbruchstelle 111. Dringt der Stoßpartner über die vorderste Sollbruchstelle 111 hinaus in die Struktur des Fahrzeugs 101 ein, so versagt als nächstes definiert die nächstliegende Sollbruchstelle 110. Dieses kaskadierte Versagen setzt sich gegebenenfalls fort, bis schließlich die hinterste Sollbruchstelle 108 versagt.
  • Das definierte Versagen im Bereich der Sollbruchstellen 108 bis 111 hat zum einen den Vorteil, dass im Bereich der jeweiligen Sollbruchstelle 108 bis 111 die unkontrollierte Rissausbreitung unterbrochen bzw. in eine kontrollierte Rissausbreitung im Bereich der Sollbruchstelle kanalisiert wird. Hierdurch beschränkt sich zum einen die Beschädigung auf den kollisionsseitig der Sollbruchstelle 108 bis 111 liegenden Bereich der Fahrzeugverkleidung 104, sodass es zu keinen unnötigen, großflächigen Beschädigungen der Fahrzeugverkleidung 104 kommt.
  • Zum anderen erlaubt das Vorsehen solcher Sollbruchstellen 108 bis 111 ein wirtschaftliches Vorhalten von vorgefertigten Austauschbauteilen, da davon ausgegangen werden kann, dass die Fahrzeugverkleidung 104 entsprechend der jeweiligen Stoßenergie nur bis zu der Sollbruchstelle versagt, die dem am weitesten in die Struktur des Fahrzeugs 101 eindringenden Teil des Stoßpartners 112 am nächsten liegt. Weiter hinten liegende Teile der Fahrzeugverkleidung 104, insbesondere weiter hinten liegende Sollbruchstellen bleiben hingegen intakt. Zur Reparatur muss dann, wie im Folgenden noch näher erläutert wird, nur der beschädigte Teil bis in den Bereich der Sollbruchstelle entfernt werden, die als letzte versagt hat und demgemäß am weitesten hinten gelegen ist, um einen sauberen Anschlussbereich am intakten Teil der Fahrzeugverkleidung 104 zu erzielen.
  • Die Gestaltung der jeweiligen Sollbruchstelle 108 bis 111 wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren 2 bis 5 am Beispiel der Sollbruchstelle 108 näher erläutert. Wie Figur 2 zu entnehmen ist, weist das Verkleidungselement 105 einen ersten Abschnitt 105.1 und einen benachbarten zweiten Abschnitt 105.2 auf, die in einem Übergangsbereich 105.3 ineinander übergehen.
  • Das Verkleidungselement 105 ist als Faserverbundstruktur mit zwei Decklagen 105.4 und 105.8 sowie mehreren Zwischenlagen 105.5 bis 105.7 aufgebaut. Die Sollbruchstelle 108 wird durch eine gezielte strukturelle Schwächung der Faserverbundstruktur des Verkleidungselements 105 in dem Übergangsbereich 105.3 erzielt. Hierzu sind die beiden Zwischenlagen 105.4 und 105.6 durch ein langgestrecktes Schwächungselement 113 unterbrochen, welches in die Faserverbundstruktur einlaminiert ist und sich über die gesamte Länge der Sollbruchstelle 108 erstreckt.
  • Das Schwächungselement 113 besteht dabei zum einen aus einem Material, welches einen geringeren Elastizitätsmodul aufweist als die angrenzenden Lagen 105.4 bis 105.8, sodass schon alleine hierdurch eine Reduktion der Biegesteifigkeit des Verkleidungselements 105 um eine in Richtung der (in Figur 2 etwa senkrecht zur Zeichnungsebene verlaufenden) Längsachse des Schwächungselements 113 verlaufenden Biegeachse erzielt wird. Die Biegeachse liegt dabei in einer Ebene, die senkrecht zur Flächennormalen N des Verkleidungselements 105 in dem ersten Übergangsbereich 105.3 verläuft. Zusätzlich oder alternativ kann durch eine geeignete Wahl der Eigenschaften der Kontaktfläche des Schwächungselements zu den angrenzenden Lagen 105.4 bis 105.8 eine Reduktion der Biegesteifigkeit des Verkleidungselements 105 erzielt werden.
  • Die beschriebene Gestaltung bringt in dem Übergangsbereich 105.3 im Übrigen nicht nur die beschriebene Reduktion der Biegesteifigkeit mit sich, auch die Drucksteifigkeit in der Ebene des Verkleidungselements 105 wird durch das Schwächungselement 113 herabgesetzt.
  • Wie Figur 2 anhand des xyz-Koordinatensystems zu entnehmen ist, ist das Verkleidungselement 105 leicht zur Stoßrichtung geneigt, sodass das Verkleidungselement 105 im Crashfall hauptsächlich auf Druck und Biegung beansprucht wird. Durch die reduzierte Biegesteifigkeit und Drucksteifigkeit des Verkleidungselements 105 in dem ersten Übergangsbereich 105.3 wird im Crashfall, sobald die Zerstörungszone den zweiten Abschnitt 105.2 erreicht, in dem ersten Übergangsbereich 105.3 eine entsprechend starke Kerbwirkung bzw. Spannungskonzentration erzielt, welche zum definierten frühzeitigen Versagen in diesem Übergangsbereich 105.3 führt.
  • Im vorliegenden Beispiel ist in dem Übergangsbereich 105.3 durch das Schwächungselement 113 nur eine lokale Reduzierung der Biegesteifigkeit bzw. Drucksteifigkeit und damit eine Schwächung des Verkleidungselements 105 vorgesehen. Mit anderen Worten entspricht also die Biegesteifigkeit bzw. Drucksteifigkeit des Verkleidungselements 105 im vorderen, zweiten Abschnitt 105.2 der ersten Biegesteifigkeit bzw. Drucksteifigkeit des Verkleidungselements 105 im hinteren, ersten Abschnitt 105.1. Die zweite Biegesteifigkeit bzw. Drucksteifigkeit des Verkleidungselements 105 in dem Übergangsbereich beträgt dabei etwa 60% der ersten Biegesteifigkeit bzw. Drucksteifigkeit.
  • Es versteht sich, dass die Schwächung des Verkleidungselements an die Geometrie des Verkleidungselements und damit an den jeweiligen Lastfall angepasst sein kann. Verläuft das Verkleidungselement beispielsweise parallel zur Fahrzeuglängsachse, sodass hauptsächlich mit einer reinen Druckbelastung in dem Übergangsbereich zu rechnen ist, so kann die Schwächung hieran angepasst sein, um ein definiertes Versagen sicherzustellen.
  • Durch die Schwächung des Verkleidungselements 105 in dem Übergangsbereich 105.3 und das daraus resultierende definierte Versagen des Verkleidungselements 105 in diesem Übergangsbereich 105.3 wird verhindert, dass die bei dem Crash wirkenden Lasten, die zunächst in den weiter vorne liegenden zweiten Abschnitt 105.2 eingeleitet werden, ungehindert in den weiter hinten liegenden ersten Abschnitt 105.1 des Verkleidungselements 105 weitergeleitet werden. Hiermit wird auch die Rissausbreitung kanalisiert, sodass es im Wesentlichen zu keiner unkontrollierten Rissausbreitung in den ersten Abschnitt 105.1 hinein kommt.
  • Mit anderen Worten wird durch die Schwächung des Verkleidungselements 105 in dem Übergangsbereich 105.3 die Krafteinleitung in den hinteren, ersten Abschnitt 105.1 im Crashfall durch das definierte Versagen in dem Übergangsbereich 105.3 frühzeitig unterbrochen, sodass der erste Abschnitt 105.1 unbeschädigt bleibt, solange kein Teil des Stoßpartners 112 in den ersten Abschnitt 105.1 eindringt.
  • Das Kopfmodul 101.1 weist eine vordere Sektion 101.4 und eine im Bereich des ersten Übergangsbereichs 105.3 in Längsrichtung (x-Richtung) daran angrenzende hintere Sektion 101.5 auf. Die vordere Sektion 101.4 ist dazu vorgesehen, in einer vorgegebenen Frontalcrashsituation, also beim frontalen Aufprall des Fahrzeugs 101 auf ein Hindernis, durch definierte Deformation möglichst viel Stoßenergie zu absorbieren. Hierzu weist sie unter anderem eine Reihe von speziell gestalteten und auf diese Frontalcrashsituation ausgelegten Crashabsorbern 114 auf.
  • Diese mit einem Ende 114.1 an der Fahrzeugstruktur 102 befestigten Crashabsorber 114 nehmen beispielsweise durch Verformung Stoßenergie auf. Dabei wird ihr freies Ende 114.2 in eine (in Figur 1 durch die gestrichelte Kontur 114.3 angedeutete) Endposition verschoben wird, in der ihre Kapazität zur Energieaufnahme im Wesentlichen erschöpft ist.
  • Die Struktur der hinteren Sektion 101.5, welche einen ausreichend großen Teil der Fahrerkabine des Fahrzeugs 101 umfasst, ist so gestaltet, dass sie in der vorgegebenen Frontalcrashsituation, in der das Fahrzeug 101 unter (beispielsweise durch einen Standard ähnlich der eingangs genannten TSI) vorgegebenen Randbedingungen auf ein definiertes Hindernis auftrifft, in jedem Fall (z. B. in jedem Crashszenario dieses Standards) einen ausreichenden Überlebensraum für den Fahrer im Crashfall bietet.
  • Der erste Übergangsbereich 105.3 zwischen dem ersten Abschnitt 105.1 und dem zweiten Abschnitt 105.2 liegt in Fahrzeuglängsrichtung leicht hinter der Trennebene zwischen der im Crashfall deformierten vorderen Sektion 101.4 des Wagenkastens und der im Crashfall im Wesentlichen nicht deformierten hinteren Sektion 101.5. Im Bereich dieser Trennebene liegt auch die Endposition 114.3 der Crashabsorber 114, da diese wie erwähnt auf die vorgegebene Frontalcrashsituation ausgelegt sind.
  • Durch diese Anordnung des Übergangsbereichs 105.3 ist sichergestellt, dass auch in dem (einen Extremfall eines Zusammenstoßes repräsentierenden) vorgegebenen Crashfall der erste Abschnitt 105.1 des Verkleidungselements nicht beeinträchtigt wird.
  • Die Figur 3 zeigt den Teil des Verkleidungselements 105 aus Figur 2 nach einem Crash, während die Figur 4 diesen Teil nach der Herstellung eines Anschlussbereichs für ein Austauschelement 115 zeigt.
  • Wie Figur 3 zu entnehmen ist, hat das Verkleidungselement 105 im Bereich der Sollbruchstelle 108, also in dem Übergangsbereich 105.3, versagt. Zur Reparatur der Fahrzeugverkleidung 104 wird nunmehr entlang einer Schnittlinie 116 der beschädigte Teil der Fahrzeugverkleidung 104 entfernt. Die Schnittlinie 116 liegt dabei in Fahrzeuglängsrichtung hinter dem Übergangsbereich 105.3, sodass auch dieser mit entfernt wird.
  • Zum Entfernen des beschädigten vorderen Teils können beliebige geeignete Werkzeuge verwendet werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das (in Figur 3 nur noch durch eine gestrichelte Kontur angedeutete) Schwächungselement 113 entfernt wird und die sich hierbei ergebende Fläche 105.9 als Führungsfläche für ein Werkzeug, beispielsweise ein Trennwerkzeug, genutzt wird, mit dem die in Figur 4 dargestellte erste Anschlussfläche 105.10 an dem unbeschädigten hinteren Teil des Verkleidungselements 105 erzeugt wird. Dies hat den Vorteil, dass dank der Nutzung der Führungsfläche 105.9 auf einfache Weise eine genau definierte erste Anschlussfläche 105.10 erzeugt werden kann.
  • Wie der Figur 4 zu entnehmen ist, weist das Austauschelement 115 eine zweite Anschlussfläche 115.1 auf, die der ersten Anschlussfläche 105.10 bei der Reparatur in der in Figur 4 dargestellten Weise zugeordnet wird. Wie der Figur 5 zu entnehmen ist, welche den in den Figuren 2 bis 4 dargestellten Teil des Verkleidungselements 105 im reparierten Zustand zeigt, wird die Lücke zwischen der ersten Anschlussfläche 105.10 und der zweiten Anschlussfläche 115.1 durch eine geeignete Laminatstruktur 117 verschlossen, sodass ein ausreichend fester Verbund zwischen dem unbeschädigten Teil des Verkleidungselements 105 und dem Austauschelement 115 erzeugt wird und die bestimmungsgemäße Funktion der Fahrzeugverkleidung 104 nach einer entsprechenden Oberflächenbehandlung (Schleifen, Lackieren etc.) wiederhergestellt ist.
  • Wie der Figur 4 weiterhin zu entnehmen ist, bildet das Austauschelement 115 hierzu den entfernten Teil des Verkleidungselements 105 in seinem unbeschädigten Zustand nach. Zu diesem Zweck weist das Austauschelement 115 neben der Schichtstruktur des Ausgangsbauteiles 105 unter anderem auch wieder einen Übergangsbereich 115.2 mit einem Schwächungselement 113 auf, der im Crashfall auch bei der reparierten Fahrzeugverkleidung 104 wieder die Sollbruchstelle 108 bildet. Dies hat nicht nur den Vorteil des oben geschilderten vorteilhaften Versagensverhaltens, sondern es wird zudem erreicht, dass die Verbindungsstruktur 117 von ungünstigen Lasten freigehalten wird, sodass sie im Crashfall nicht beeinträchtigt wird.
  • Es versteht sich jedoch in diesem Zusammenhang, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch vorgesehen sein kann, von vornherein oder nach einer Reparatur eine solche Verbindungsstruktur gezielt als Schwächung im Sinne der vorliegenden Erfindung zu nutzen. Mithin ist es also möglich, schon das ursprüngliche Verkleidungselement aus zwei oder mehr separaten Teilen über solche (vorzugsweise nicht zerstörungsfrei zu lösende) Verbindungsstrukturen zu verbinden. Die die jeweilige Verbindungsstruktur und/oder ihre Verbindung mit den angrenzenden Teilen ist dann gegenüber den angrenzenden Teilen des Verkleidungselements entsprechend geschwächt, um die gewünschte Sollbruchstelle für den Crashfall auszubilden.
  • Die soeben beschriebene Gestaltung zur Ausbildung der Sollbruchstelle 108 wird in ähnlicher Weise auch für die übrigen Sollbruchstelle 109 bis 111 verwendet. Mithin ist also für die Sollbruchstelle 109 ein zweiter Übergangsbereich zwischen dem zweiten Abschnitt 105.2 und dem daran angrenzenden dritten Abschnitt 105.11 des Verkleidungselements 105 vorgesehen.
  • Um das oben beschriebene kaskadierte Versagensschema zu erzielen, kann die Schwächung in dem jeweiligen Übergangsbereich unterschiedlich stark gewählt sein, um sicherzustellen, dass eine näher am stoßseitigen Fahrzeugende 101.2 liegende Sollbruchstelle (beispielsweise die Sollbruchstelle 111) früherer versagt als eine weiter davon entfernte Sollbruchstelle (beispielsweise die Sollbruchstelle 110) . Eine solche Abstufung der Schwächung kann aber auch fehlen, wenn beispielsweise über die Rissausbreitung in der Fahrzeugverkleidung sichergestellt ist, dass immer zunächst der aktuell am weitesten vorne liegende Übergangsbereich versagt.
  • Das erfindungsgemäße Verkleidungselement wurde in den im vorliegenden Beispiel anhand eines Faserverbundelements 105 beschrieben, welches einen Teil der Außenhülle des Fahrzeugs 101 bildet. Es versteht sich jedoch, dass das erfindungsgemäße Verkleidungselement bei anderen Varianten der Erfindung zum einen zusätzlich oder alternativ auch einen Teil der Innenhülle des Fahrzeugs bilden kann.
  • Weiterhin versteht es sich, dass das Verkleidungselement 105 bei anderen Varianten der Erfindung auch als anderweitig gestaltete Verbundstruktur ausgebildet sein kann. So kann beispielsweise eine der Decklagen 105.4 und 105.8 aus einem metallischen Werkstoff gebildet sein. Ebenso kann eine der Zwischenlagen 105.5 bis 105.7 aus einem metallischen Werkstoff, beispielsweise einem Metallschaum oder einem Wabenmaterial aus Metall, und/oder aus einem Kunststoff, beispielsweise einem Kunststoffschaum oder einem Wabenmaterial aus Kunststoff, hergestellt sein. Hierbei versteht es sich dann, dass für die Reparatur dann entsprechende materialgerechte Verbindungstechniken verwendet werden.
    • Zweites Ausführungsbeispiel
  • Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 6 eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fahrzeugverkleidung 204 beschrieben, welche die Fahrzeugverkleidung 104 aus den Figuren 1 bis 5 ersetzen kann. Der in Figur 6 dargestellte Schnitt entspricht dabei dem in den Figuren 2 bis 5 dargestellten Schnitt.
  • Die Fahrzeugverkleidung 204 entspricht in Aufbau und Funktionsweise grundsätzlich der Fahrzeugverkleidung 104 aus dem ersten Ausführungsbeispiel, sodass hier lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden soll.
  • Der Unterschied zu der Fahrzeugverkleidung 104 besteht hier lediglich in der Gestaltung des Schwächungselements 213, das wiederum in dem Übergangsbereich 205.3 zwischen dem ersten Abschnitt 205.1 und dem zweiten Abschnitt 205.2 angeordnet ist, sowie der sich daraus ergebenden abweichenden Gestaltung des Verkleidungselements 205.
  • Das Schwächungselement 213 weist einen trapezförmigen Querschnitt auf, der im Crashfall vor allen Dingen an den Schenkeln 213.1 und 213.2 zu einer Scherbelastung der Verbindung zu den angrenzenden Zwischenlagen 205.5 und 205.6 des Verkleidungselements 205 führt. Durch geeignete Gestaltung dieser Verbindung, beispielsweise eine gegenüber der Scherfestigkeit des ersten Abschnitts 205.1 reduzierte Scherfestigkeit der Verbindung, kann eine entsprechende Schwächung des Verkleidungselements 205 erzielt werden. Unterstützend oder alternativ kann natürlich auch wiederum über eine geeignete Wahl des Elastizitätsmoduls des Schwächungselements 213 bzw. eine gegenüber der Scherfestigkeit des ersten Abschnitts 205.1 reduzierte Scherfestigkeit des Schwächungselements 213 eine entsprechende Schwächung erzielt werden.
  • Wie Figur 6 weiterhin zu entnehmen ist, ist bei dem Verkleidungselement 205 lediglich die mittlere Zwischenlage 205.6 durch das Schwächungselement 213 unterbrochen, während die Decklage 205.4 und die Zwischenlage 205.5 um das Schwächungselement 213 herumgeführt sind. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch vorgesehen sein kann, dass keine der Lagen des Verkleidungselements unterbrochen ist und die Schwächung ausschließlich über das Schwächungselement selbst und/oder seine Anbindung an die beiden angrenzenden Lagen erzielt wird.
    • Drittes Ausführungsbeispiel
  • Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 7 eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fahrzeugverkleidung 304 beschrieben, welche die Fahrzeugverkleidung 104 aus den Figuren 1 bis 5 ersetzen kann. Der in Figur 7 dargestellte Schnitt entspricht dabei dem in den Figuren 2 bis 5 dargestellten Schnitt.
  • Die Fahrzeugverkleidung 304 entspricht in Aufbau und Funktionsweise grundsätzlich der Fahrzeugverkleidung 104 aus dem ersten Ausführungsbeispiel, sodass hier lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden soll.
  • Der Unterschied zu der Fahrzeugverkleidung 104 besteht hier zum einen in der Gestaltung des Schwächungselements 313, das wiederum in dem Übergangsbereich 305.3 zwischen dem ersten Abschnitt 305.1 und dem zweiten Abschnitt 305.2 angeordnet ist und zur Ausbildung der Sollbruchstelle 108 dient. Das Schwächungselement 313 ist hier als Hohlkörper gestaltet, der dementsprechend eine vergleichsweise starke Schwächung des Verkleidungselements 305 mit sich bringt.
  • Es versteht sich hierbei, dass der anderen Varianten der Erfindung auch vorgesehen sein kann, dass das Schwächungselement 313 kein eigenständiger physischer Körper ist sondern lediglich ein Hohlraum, der innerhalb der Struktur des Verkleidungselements ausgebildet ist.
  • Ein weiterer Unterschied zu der Fahrzeugverkleidung 104 besteht bei diesem Ausführungsbeispiel darin, dass das Verkleidungselement 305 von vornherein aus zwei oder mehr Teilen 318, 319 aufgebaut ist, welche bei der Herstellung des Verkleidungselements 305 an einer Fügestelle 320 fest miteinander verbunden werden. Die Verbindung im Bereich der Fügestelle 320 ist vorzugsweise nicht zerstörungsfrei zu lösen, um einen einfach herzustellenden, dauerhaft festen Verbund zu erzielen. Bevorzugt handelt es sich hier beispielsweise um eine Verklebung.
  • Diese Variante hat den Vorteil, dass zur Reparatur der im Bereich der Sollbruchstelle 108 definiert beschädigten Fahrzeugverkleidung 304 einfach die Verbindung im Bereich der Fügestelle 320 gelöst werden kann. Zudem können die Bauteile 318, die schon zur Herstellung des Verkleidungselements 305 in seinem unbeschädigten Ausgangszustand verwendet werden, als Austauschelement verwendet werden, sodass keine Fertigung separater Austauschelemente erforderlich ist.
    • Viertes Ausführungsbeispiel
  • Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 8 eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fahrzeugverkleidung 304 beschrieben, welche die Fahrzeugverkleidung 104 aus den Figuren 1 bis 5 ersetzen kann. Der in Figur 8 dargestellte Schnitt entspricht dabei dem in den Figuren 2 bis 5 dargestellten Schnitt.
  • Die Fahrzeugverkleidung 404 entspricht in Aufbau und Funktionsweise grundsätzlich der Fahrzeugverkleidung 104 aus dem ersten Ausführungsbeispiel, sodass hier lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden soll.
  • Der Unterschied zu der Fahrzeugverkleidung 104 besteht hier in der Gestaltung des Übergangsbereichs 405.3, der zwischen dem ersten Abschnitt 405.1 und dem zweiten Abschnitt 405.2 vorgesehen ist und die Sollbruchstelle 108 ausbildet. Anders als bei den vorherigen Ausführungsbeispielen ist hier kein gesondertes Schwächungselement vorgesehen. Vielmehr ist hier zur Ausbildung der Schwächung gegenüber dem ersten Abschnitt 405.1 eine vergleichsweise scharfe Querschnittsreduktion des Verkleidungselements 405 vorgesehen, indem die beiden Zwischenlagen 405.5 und 405.6 in diesem Bereich abrupt enden.
  • Aus dieser Querschnittsreduktion ergibt sich eine entsprechende Reduktion des Flächenträgheitsmoments um eine zur Zeichnungsebene der Figur 8 senkrechte Achse und damit eine Reduktion der Biegesteifigkeit um eine solche Achse. Weiterhin ergibt sich hieraus eine entsprechend hohe Kerbwirkung, sodass es im Crashfall zu einer Spannungskonzentration in diesem Übergangsbereich 405.3 und damit zu einem definierten Versagen in diesem Bereich kommt.
  • Wie Figur 8 zu entnehmen ist, setzt sich der reduzierte Querschnitt in dem zweiten Abschnitt 405.2 fort. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung zur Ausbildung der Schwächung auch nur eine lokal auf dem Übergangsbereich begrenzte Querschnittsreduktion vorgesehen sein kann, wie dies in Figur 8 durch die gestrichelte Kontur 421 angedeutet ist.
  • Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend ausschließlich anhand von Beispielen aus dem Bereich der Schienenfahrzeuge beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung auch in Verbindung mit beliebigen anderen Fahrzeugen zum Einsatz kommen kann.

Claims (15)

  1. Fahrzeugverkleidung, insbesondere für ein Schienenfahrzeug, mit
    - wenigstens einem Verkleidungselement (105; 205; 305; 405), wobei
    - das Verkleidungselement (105; 205; 305; 405) zumindest einen Teil der Hülle eines Fahrzeugs (101), insbesondere der Außenhülle eines Fahrzeugs (101), ausbildet,
    - das Verkleidungselement (105; 205; 305; 405) zumindest abschnittsweise aus wenigstens einer Verbundstruktur, insbesondere einer Faserverbundstruktur, aufgebaut ist, und
    - das Verkleidungselement (105; 205; 305; 405) wenigstens einen ersten Abschnitt (105.1; 205.1; 305.1; 405.1) und einen benachbarten zweiten Abschnitt (105.2; 205.2; 305.2; 405.2) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - das Verkleidungselement (105; 205; 305; 405) zumindest in einem als Sollbruchstelle ausgebildeten Übergangsbereich (105.3; 205.3; 305.3; 405.3) zwischen dem ersten Abschnitt (105.1; 205.1; 305.1; 405.1) und dem zweiten Abschnitt (105.2; 205.2; 305.2; 405.2) derart gegenüber dem ersten Abschnitt (105.1; 205.1; 305.1; 405.1) geschwächt ausgebildet ist, dass in einer vorgebbaren Crashsituation in dem Übergangsbereich (105.3; 205.3; 305.3; 405.3) ein definiertes Versagen des Verkleidungselements (105; 205; 305; 405) zur Verhinderung einer unkontrollierten Rissausbreitung in den ersten Abschnitt (105.1; 205.1; 305.1; 405.1) erfolgt.
  2. Fahrzeugverkleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
    - das Verkleidungselement (105; 205; 305; 405) in dem Übergangsbereich (105.3; 205.3; 305.3; 405.3) eine sich von dem ersten Abschnitt (105.1; 205.1; 305.1; 405.1) in den zweiten Abschnitt (105.2; 205.2; 305.2; 405.2) erstreckende Verbundstruktur aufweist und
    - die Verbundstruktur zumindest in dem Übergangsbereich (105.3; 205.3; 305.3; 405.3) gegenüber dem ersten Abschnitt (105.1; 205.1; 305.1; 405.1) geschwächt ausgebildet ist, wobei
    - die Verbundstruktur in dem Übergangsbereich (105.3; 205.3; 305.3; 405.3) insbesondere eine strukturelle Schwächung aufweist.
  3. Fahrzeugverkleidung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Verbundstruktur aus mehreren Strukturlagen (105.4 bis 105.8; 205.4 bis 205.8; 405.4 bis 405.8) aufgebaut ist und
    - wenigstens eine der Strukturlagen (105.5, 105.6; 205.6; 405.5, 405.6) zur Ausbildung der strukturellen Schwächung unterbrochen ist, wobei
    - zur Ausbildung der strukturellen Schwächung insbesondere ein Schwächungselement (113; 213; 313) in die Verbundstruktur eingebunden ist, insbesondere einlaminiert ist.
  4. Fahrzeugverkleidung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Verbundstruktur außerhalb des Übergangsbereichs (205.3) eine erste Scherfestigkeit aufweist und
    - das Schwächungselement (213) und/oder die Verbindung zwischen dem Schwächungselement (213) und einem angrenzenden Abschnitt der Verbundstruktur eine zweite Scherfestigkeit aufweist, wobei
    - die zweite Scherfestigkeit kleiner ist als die erste Scherfestigkeit.
  5. Fahrzeugverkleidung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwächungselement (313) durch wenigstens einen Hohlraum in der Verbundstruktur ausgebildet ist.
  6. Fahrzeugverkleidung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    - das Verkleidungselement (105; 205; 305; 405) ein flächiges Element ist und
    - das Verkleidungselement (105; 205; 305; 405) in dem ersten Abschnitt (105.1; 205.1; 305.1; 405.1) eine erste Biegesteifigkeit um eine Biegeachse aufweist und in dem Übergangsbereich (105.3; 205.3; 305.3; 405.3) eine zweite Biegesteifigkeit um die Biegeachse aufweist, wobei
    - die Biegeachse in einer Ebene liegt, die senkrecht zu einer Flächennormalen des Verkleidungselements (105; 205; 305; 405) im Übergangsbereich (105.3; 205.3; 305.3; 405.3) verläuft, und
    - die erste Biegesteifigkeit größer ist als die zweite Biegesteifigkeit, wobei
    - die zweite Biegesteifigkeit insbesondere höchstens 80%, vorzugsweise höchstens 60%, weiter vorzugsweise etwa 40% bis 50%, der ersten Biegesteifigkeit beträgt.
  7. Fahrzeugverkleidung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verkleidungselement (405) in dem zweiten Abschnitt (405.2) eine dritte Biegesteifigkeit um die Biegeachse aufweist, die geringer ist als die erste Biegesteifigkeit.
  8. Fahrzeugverkleidung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Übergangsbereich (105.3; 205.3; 305.3; 405.3) im Wesentlichen vollständig durch das Verkleidungselement (105; 205; 305; 405) hindurch erstreckt.
  9. Fahrzeugverkleidung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    - das Verkleidungselement (105; 205; 305; 405) zur Montage in einem Endbereich (101.2) einer Fahrzeugstruktur (102) vorgesehen ist, wobei
    - in dem Endbereich (101.2) wenigstens ein Stoßenergieverzehrelement (114) mit seinem einen Ende (114.1) an der Fahrzeugstruktur (102) befestigt ist,
    - das Stoßenergieverzehrelement (114) dazu ausgebildet ist, in der vorgebbaren Crashsituation unter Verschiebung seines anderen Endes (114.2) entlang der Längsrichtung der Fahrzeugstruktur (102) in eine Endposition (114.3) Stoßenergie zu verzehren, und
    - der Übergangsbereich (105.3; 205.3; 305.3; 405.3) in Längsrichtung der Fahrzeugstruktur (102) in dem Bereich der Endposition (114.3) angeordnet ist, wobei
    - der Übergangsbereich (105.3; 205.3; 305.3; 405.3) in Längsrichtung der Fahrzeugstruktur (102) insbesondere hinter der Endposition (114.3) angeordnet ist.
  10. Fahrzeugverkleidung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    - das Verkleidungselement (105) wenigstens einen dem zweiten Abschnitt (105.2) benachbarten dritten Abschnitt (105.11) aufweist und
    - das Verkleidungselement (105) zumindest in einem weiteren Übergangsbereich zwischen dem zweiten Abschnitt (105.2) und dem dritten Abschnitt (105.3) derart gegenüber dem sie zweiten Abschnitt (105.2) geschwächt ausgebildet ist, dass in der vorgebbaren Crashsituation in dem weiteren Übergangsbereich ein definiertes Versagen des Verkleidungselements (105) erfolgt.
  11. Fahrzeugverkleidung nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Übergangsbereich zwischen dem zweiten Abschnitt (105.2) und dem dritten Abschnitt (105.11) in Längsrichtung der Fahrzeugstruktur (102) vor dem Übergangsbereich (105.3) zwischen dem ersten Abschnitt (105.1) und dem zweiten Abschnitt (105.2) angeordnet ist.
  12. Fahrzeugverkleidung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    - das Verkleidungselement (105; 205; 305; 405) zur Montage in einem Endbereich (101.2) einer Fahrzeugstruktur (102) vorgesehen ist, wobei
    - die Fahrzeugstruktur (102) eine in der vorgebbaren Crashsituation zur Energieaufnahme durch Deformation vorgesehene vordere Sektion (101.4) und eine in der Längsrichtung daran anschließende, in der vorgebbaren Crashsituation im Wesentlichen unverformte hintere Sektion (101.5) aufweist und
    - der Übergangsbereich (105.3; 205.3; 305.3; 405.3) zwischen dem ersten Abschnitt (105.1; 205.1; 305.1; 405.1) und dem zweiten Abschnitt (105.2; 205.2; 305.2; 405.2) im Bereich des Übergangs zwischen der vorderen Sektion (101.4) und der hinteren Sektion (101.5) angeordnet ist, wobei
    - der Übergangsbereich (105.3; 205.3; 305.3; 405.3) insbesondere einen Verlauf aufweist, der an eine durch das Eindringen eines Stoßpartners in die Fahrzeugverkleidung (104; 204; 304; 404) bedingte, zu erwartende Zerstörungszone angepasst ist, insbesondere in einer Seitenansicht der Fahrzeugstruktur (102) zumindest abschnittsweise gekrümmt ausgebildet ist.
  13. Fahrzeug mit einer Fahrzeugverkleidung (104; 204; 304; 404) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  14. Bauteilsatz für die Außenverkleidung eines Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs, umfassend
    - eine Fahrzeugverkleidung (104; 204; 304; 404) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 und
    - wenigstens ein Austauschelement (115), wobei
    - das Austauschelement (115) den zweiten Abschnitt (105.2; 205.2; 305.2; 405.2) des Verkleidungselements (105; 205; 305; 405) nachbildet und dazu ausgebildet ist, den zweiten Abschnitt (105.2; 205.2; 305.2; 405.2) des Verkleidungselements (105; 205; 305; 405) im Fall einer Beschädigung des Verkleidungselements (105; 205; 305; 405) zu ersetzen, wobei
    - das Austauschelement (115) insbesondere den Übergangsbereich (105.3; 205.3; 305.3; 405.3) nachbildet.
  15. Reparaturverfahren für eine Fahrzeugverkleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem der zerstörte zweite Abschnitt des Verkleidungselements (105; 205; 305; 405) ersetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass
    - der Übergangsbereich (105.3; 205.3; 305.3; 405.3) von dem Verkleidungselement (105; 205; 305; 405) entfernt wird und
    - ein Austauschelement (115) an dem ersten Abschnitt (105.1; 205.1; 305.1; 405.1) des Verkleidungselements (105; 205; 305; 405) befestigt wird, wobei
    - das Austauschelement (115) den zweiten Abschnitt (105.2; 205.2; 305.2; 405.2) des Verkleidungselements (105; 205; 305; 405) und den Übergangsbereich (105.3; 205.3; 305.3; 405.3) nachbildet, wobei
    - beim Entfernen des Übergangsbereichs (105.3; 205.3; 305.3; 405.3) insbesondere eine Fläche (105.9) des Übergangsbereichs (105.3; 205.3; 305.3; 405.3) als Führungsfläche für ein Werkzeug verwendet wird.
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