EP3415397A1 - Schienenfahrzeug mit sicherheitsfahrerkabine - Google Patents

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EP3415397A1
EP3415397A1 EP18174616.5A EP18174616A EP3415397A1 EP 3415397 A1 EP3415397 A1 EP 3415397A1 EP 18174616 A EP18174616 A EP 18174616A EP 3415397 A1 EP3415397 A1 EP 3415397A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
module
rail vehicle
energy absorber
crash
absorber elements
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
EP18174616.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3415397B1 (de
Inventor
Julien Kristensen
Matthias Marggraf
Nico Warnt
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 Holdings SA
Original Assignee
Bombardier Transportation GmbH
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Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=62455390&utm_source=***_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP3415397(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Bombardier Transportation GmbH filed Critical Bombardier Transportation GmbH
Publication of EP3415397A1 publication Critical patent/EP3415397A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3415397B1 publication Critical patent/EP3415397B1/de
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Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • 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 invention relates to a rail vehicle with a safety cab with improved construction.
  • the European standard EN 15227 defines different scenarios that a rail vehicle must withstand, without appreciably affecting the space available to the driver or passengers.
  • a possible scenario is, for example, the collision of the rail vehicle with a vehicle of the same type at a speed of 36 km / h. Due to the requirements set out in EN 15227 rail vehicles were in addition to the usual buffers constructively equipped with other elements that can absorb and absorb the kinetic energy occurring in collisions.
  • WO 2014 195177 A1 a rail vehicle having a frontally arranged deformation zone, which has a collision frame, a plurality of deformation elements and two so-called A-pillars.
  • the deformation elements are aligned radially around the front structure of the car body and connected at one of its ends to the car body.
  • the collision frame connects the ends of the deformation elements facing away from the car body.
  • a cab which has a survival space for the driver, a rigid front portion at the top of the rail vehicle, and deformation elements between the rigid front portion and the survival space.
  • the EP 2 694 347 B1 describes a rail vehicle with deformation zone, which is arranged on frontally provided end cross members and arranged substantially perpendicular thereto end columns of the car body.
  • a vehicle head with a vehicle head structure for attachment to the front side of a rail vehicle wherein the vehicle head structure is constructed entirely of structural elements, which is formed from fiber composite materials or fiber composite sandwich materials.
  • the vehicle head structure is designed as a deformation-resistant, self-supporting head structure which contains structural elements which are designed as impact energy absorbing elements.
  • FIG EP 1 768 883 B1 A rail vehicle having a central portion and a driver's compartment having a foldable front portion and at least one rigid portion is shown in FIG EP 1 768 883 B1 described.
  • the driver's compartment is releasably secured to the center section to facilitate repair.
  • an energy absorbing device for a railway vehicle having a front plate for transmitting the impact energy to energy absorbing elements disposed behind the plate is known.
  • a rail vehicle which defines a longitudinal direction.
  • the rail vehicle has a car body with a front end, a crash module deformable in the event of a crash, and a rigid safety module connecting the crash module to the front end of the car body, the crash module and the safety module together forming a driver's cab.
  • the crash module has a mounting structure that defines a connection interface to the security module and that connects the crash module to the security module.
  • the crash module comprises at least two energy absorber elements and a frame structure.
  • the energy absorber elements are each connected to the mounting structure with their rear ends facing the safety module and to the frame structure in each case with their front ends facing away from the safety module.
  • the frame structure is connected at its upper end to the attachment structure.
  • the driver's cab thus has structural elements which can absorb and absorb kinetic energy in a controlled manner.
  • the cab can be made more compact, creating additional space for other facilities is available.
  • the safety module is designed so that it remains stable during a collision and largely does not deform. As a result, it can safely initiate the forces occurring in the collision in the car body.
  • the crash module Part of the kinetic energy occurring in a crash is absorbed by the crash module by the energy absorber elements and consumed by deformation of the energy absorber elements.
  • the crash module is thereby deformed and shortened in the longitudinal direction.
  • this shortening does not affect the survival space of the driver, since this survival space is guaranteed by the safety module.
  • the security module is retained in a crash and does not collapse.
  • the frame structure of the crash module is used in particular for the stability of the crash module in the vertical direction, ie perpendicular to the longitudinal direction of the rail vehicle, to improve and maintain.
  • the frame structure maintains the longitudinal alignment of the energy absorbing elements during the collision.
  • the energy absorber elements are fixed, for example welded, to the attachment structure of the crash module at their rear ends pointing to the security module. At their front ends, the energy absorbing elements are connected to the frame structure, which in turn is connected to the upper end of the mounting structure.
  • Energy absorber elements are typically designed to allow maximum energy absorption in a preferred direction. Transverse to this preferred direction, the energy absorber elements often absorb little energy. Therefore, maintaining the orientation of the energy absorber elements during the collision is important.
  • the frame structure ensures that the energy absorber elements can largely maintain their alignment and thus efficiently consume the energy.
  • the crash module can be designed as an exchangeable module.
  • the attachment structure is provided, which forms a defined interface to the security module.
  • the crash module for example, be releasably connected to the security module.
  • both modules are permanently connected to one another, for example by means of integral connections.
  • the front ends of the energy absorber elements terminate in the longitudinal direction with a front side of the frame structure.
  • the front ends of the energy absorber elements may protrude beyond the front of the frame structure in the longitudinal direction.
  • the energy absorber elements can absorb the shock immediately in a collision of the rail vehicle.
  • the energy absorber elements may, for example, be connected to the frame structure at their front side areas.
  • the leading ends of the energy absorbing elements may have a flat termination that initiates the kinetic energy of the collision directly into the respective energy absorber element.
  • the flat front ends of the energy absorber elements may protrude slightly beyond the front of the frame structure, for example.
  • the energy absorber elements directly absorb the kinetic energy.
  • An energy distributing solid plate or similar constructive elements, which is arranged in front of the energy absorber elements in the longitudinal direction, are therefore not required whereby a considerable weight saving is achieved.
  • the frame structure may be welded to side surfaces of the energy absorber elements such that the front ends of the energy absorber elements protrude, as viewed in the longitudinal direction, beyond a front side of the frame structure or terminate substantially therewith.
  • the frame structure does not have to be made very solid, since the frame structure essentially serves to ensure the vertical stability of the crash module.
  • the forces occurring in the vertical direction are significantly lower, in contrast to the forces occurring in the longitudinal direction.
  • the frame structure and the energy absorber elements can be independently adapted to their respective function.
  • the frame structure of the crash module comprises two columns.
  • the crash module also includes a front panel.
  • the pillars connect the front ends of the energy absorbing elements with the mounting structure of the crash module.
  • the columns may be formed in sections arcuate and / or partially kinked. Typically, the columns are connected to the upper end portion of the attachment structure.
  • the trailing ends of the energy absorbing elements are typically connected to a central region of the attachment structure.
  • the attachment structure, an energy absorber element and a respective pillar form an approximately triangular structure, wherein the attachment structure extends substantially vertically and the respective energy absorber element extends substantially horizontally. According to one embodiment, therefore, the substantially vertically or sectionally curved columns connect the front ends of the energy absorbing elements with the mounting structure
  • the front plate increases the lateral stability of the crash module during a collision and in particular protects the lower portion of the cab during the collision, for example against the ingress of foreign bodies.
  • this front panel does not have to directly absorb the kinetic energy and pass it on to the energy absorber elements.
  • the front panel may be formed in one piece, or even in several pieces, for example, permanently interconnected structural elements.
  • the front panel is disposed between the energy absorber elements. Therefore, the front plate does not protrude beyond the energy absorbing elements as viewed in the longitudinal direction, but is disposed between the front ends of the energy absorbing elements in the transverse direction and connects these front ends with each other. As a result, the transverse stability of the frame structure and thus the driver's cab is increased.
  • the crash module each has two vertically spaced-apart energy absorber elements on each side of the crash module.
  • One pillar each of the frame structure may be disposed between the energy absorber elements on each side of the crash module and interconnect the respective front ends of these energy absorber elements.
  • the energy absorber elements can therefore be arranged in pairs.
  • the energy absorber elements arranged on each side of the crash module can be directly connected to one another via a pillar of the frame structure, the pillar in particular connecting the front ends of the energy absorber elements to one another.
  • the rear ends of the energy absorber elements are fixed to the attachment structure of the crash module.
  • the energy absorber elements, the pillar, and a portion of the mounting structure form a rectangular shape on each side of the crash module.
  • the pillars connecting the front ends of the energy absorber elements to the mounting structure may be referred to as upper pillars.
  • the pillars of the frame structure, which interconnect adjacent energy absorber elements on each side of the crash module may be referred to as bottom pillars.
  • the crash module has at least two energy absorber elements on each side, then, for example, the front end of the upper energy absorber element is connected to the attachment structure via the upper column.
  • the front end of the lower On the other hand, the energy absorbing member is connected to the front end of the upper energy absorbing member via the lower pillar.
  • the upper pillar and the lower pillar may be formed as separate structural members, i. h., That these two columns together do not form an integrally continuous structure. Rather, they are connected to each other via the front end of the upper energy absorber element. The columns are therefore connected, for example, to front side portions of the energy absorber elements which are part of the front ends of the energy absorber elements.
  • the frame structure can therefore be constructed modularly from individual structural elements.
  • the frame structure has at least one cross member which is arranged between the energy absorber elements located on opposite sides of the crash module and connects the respective front ends of these energy absorber elements.
  • the cross member is used together with the front plate of the transverse stabilization of the crash module.
  • a cross member connects to the same height arranged energy absorber elements together. If the crash module has at least two energy absorber elements on each side, the frame structure can also have two crossbeams.
  • the laterally arranged energy absorber elements seen in plan view of the rail vehicle, slightly converge towards each other.
  • the energy absorber elements in plan view of the rail vehicle, together with the cross member and / or the front plate form a trapezoidal shape, wherein the energy absorber elements form the inclined sides of the trapezoid.
  • Such a structure is very stable.
  • the energy absorber elements are foldable or deformable in the longitudinal direction.
  • the energy absorber elements may consist of a plastically deformable material, for example metal.
  • the energy absorber elements consist partly or completely of composite materials which, upon absorption of the kinetic energy in their Material structure are destroyed. The specific nature of the energy absorber elements is unimportant, as long as they allow sufficient absorption of the kinetic energy, in particular in the longitudinal direction of the rail vehicle.
  • the crash module is releasably connected to the security module, thereby allowing easy replacement and repair after a crash.
  • the car body has a car body underframe and a car body segment disposed on the car body undercarriage.
  • the carbody subframe projects longitudinally beyond a front end of the carbody segment.
  • the safety module is disposed on the projecting end of the body frame and connected to the front end of the body segment.
  • the body frame can extend below the safety module and carry it. This further improves the stability of the security module. In addition, this is already a direct introduction of force in the car body possible.
  • the security module has a connecting frame and two longitudinal members in the roof area, which connect the connecting frame with the car body.
  • the attachment structure of the crash module is connected to the connection frame of the security module.
  • connection frame encloses, seen in the longitudinal direction, the security module while forming an outer termination.
  • the connecting frame may be formed essentially of two vertically extending beams and a transverse beam in the roof area. Down to the body frame, the connection frame may be open, so that the connection frame may have a downwardly open U-shaped structure.
  • connection frame fulfills several functions. So it serves on the one hand the vertical and the lateral stiffening of the security module. In addition, it forms a connection interface to the mounting structure of the crash module and allows easy connection of the two modules. Furthermore, the connection frame at a Collision occurring forces introduced into the side members in the roof area, which in turn derive the forces on the roof structure of the car body segment.
  • These longitudinal members are particularly sufficiently rigid, so that they initiate the forces under the required conditions without significant plastic deformation in the car body segment.
  • the security module has on each side in each case a stiffener which is respectively connected to the car body, the connecting frame and the respective longitudinal member and stiffen the security module, in particular in the longitudinal direction.
  • the stiffeners may for example be plate-shaped in the longitudinal direction of the rail vehicle and formed in the vertical direction. This results in an efficient stiffening of the security module both in the longitudinal direction and in the vertical direction.
  • the stiffening may completely or partially fill the space formed on each side of the security module between the carbody, the connecting frame and the respective side member.
  • the stiffeners each have a recess facing the car body, so that the stiffeners seen at their upper side facing the longitudinal member upper ends and their opposite lower ends in the longitudinal direction are wider than in a lying between the upper end and the lower end central region.
  • This recess in the central region serves, in particular, to initiate the forces which occur in the event of a collision, in particular into the roof area of the car body segment and into the body of the vehicle body. This reduces the force applied to the sidewalls of the body segment, thereby reducing the risk of damaging the sidewalls of the body segment.
  • the carbody segment can therefore form an effective survival space for both the driver and the passengers, together with the carbody undercarriage.
  • the stiffeners are connected to the connection frame along the entire vertical extension of the connection frame.
  • connection frame is stabilized and the security module is designed to be rigid overall.
  • the forces acting on the connection frame forces can be efficiently distributed to the stiffeners and introduced into the car body.
  • the car body segment and the car body base together form a so-called car body survival space for both the driver and the passengers.
  • the driver's cabin with integrated crash module described here has a number of structural and functional advantages over previous solutions.
  • the driver's cab allows a novel crash concept in which the driver's cab is designed in parts as an energy-absorbing structure.
  • the cab, including its integrated energy absorbing structure in the form of the crash module can be made shorter overall than previous solutions, while maintaining a survival space for the driver.
  • the impact acts directly on the crash module, which is located at the top of the rail vehicle.
  • the energy absorber elements Under the influence of the impact, the energy absorber elements, the axis of action of which lies in the longitudinal direction, are deformed or compressed in a controlled manner. This already absorbs a large part of the kinetic energy.
  • the stability of the crash module is ensured by the frame structure, in particular by the pillars which stabilize the crash module in the vertical direction, and by the front plate or the cross members, which stabilize the crash module in the lateral direction.
  • the forces are introduced from the crash module via the safety module in the car body, ie in the arranged on the car body frame car body segment and in the car body frame.
  • the forces are thereby introduced into the roof area of the car body segment via the side members and the stiffeners.
  • the power dissipation to the car body base is essentially by the stiffeners, which are connected at its bottom to the car body frame.
  • the security module is designed to be rigid and free of plastic deformation during a crash.
  • the sidewalls and roof structure of the body segment, the body frame and the security module are not deformed in a collision, so that the safety of the passengers is guaranteed.
  • the cab allows for improved post-crash repair capability, as the crash module can be easily removed from the safety module.
  • the disassembly interface is here between the attachment structure of the crash module and the connection frame of the security module. As a result, the required repair time of the rail vehicle after a possible collision can be significantly reduced.
  • Additional driver protection is provided by the front panel.
  • this function also takes over the function of preventing the penetration of foreign bodies during the collision. This protects in particular the lower area of the driver's cab, which is particularly at risk.
  • the driver's cab has a driver's console, which extends from the safety module to the crash module.
  • the driver's console can therefore be arranged in both modules, with a first section of the driver's console in the safety module and a second section of the driver's console in the crash module can be arranged. Between the two sections, a predetermined breaking point can be provided, which allows a controlled and defined deformation of the driver's console in the event of a collision.
  • the driver's console with its larger portion, or almost completely is located in the crash module.
  • the crash module and the safety module therefore together define an interior of the driver's cab.
  • the rail vehicle may be a locomotive or the front carriage of a traction vehicle.
  • the rail vehicle can be used for local passenger transport, for example as a tram or rapid-transit railway, or for long-distance passenger transport, for example as a regional train.
  • FIG. 1 shows - in a schematic representation - a side view of a front portion of a rail vehicle.
  • the rail vehicle comprises a car body 100 and a driver's cab at the front end of the car body 100.
  • the driver's cab comprises two main components, namely a safety module 110 and a crash module 120.
  • the safety module 110 connects the crash module 120 to the carbody 100.
  • the rail vehicle defines a longitudinal direction along of the car body 100 extends to the crash module 120.
  • the carbody 100 comprises a carbody underframe 102 and a carbody segment 101 mounted on the carbody undercarriage 102.
  • the carbody segment 101 may, for example, be in the form of interconnected extruded profiles as a self-supporting structure.
  • the profile of the carbody segment 101 can be made stronger in order to effectively absorb the forces occurring in the event of a collision.
  • the body segment 101 can also be formed by a frame structure with cladding elements attached thereto.
  • the body frame 102 extends beyond the front end of the body segment 101. This projection thus formed serves to support the safety module 110.
  • the crash module 120 in one embodiment, comprises substantially four major components: a system of one or more energy absorber elements 124, 125, a front plate 123 for enhancing the lateral stability of the crash module 120, and protection against ingress of foreign matter; vertical stability of the crash module 120, and a mounting structure 126.
  • the crash module has at least one energy absorber element, typically at least two energy absorber elements.
  • the crash module 120 includes four energy absorber elements 124, 125 arranged in pairs on each side of the crash module 120.
  • the energy absorber elements 124, 125 of each pair of energy absorber elements are arranged vertically spaced from one another, so that each pair may be referred to as an upper energy absorber element 124 and a lower energy absorber element 125 spaced therefrom.
  • the cross-section of each energy absorbing element 124, 125 may taper from its rear end facing attachment structure 126 to its forward end 129.
  • the front end 129 may be plate-shaped, so as to initiate the forces occurring in a collision evenly into the respective energy absorber element 124,125.
  • the energy absorber elements 124, 125 may be in the form of Longerons, e.g. H. Longitudinal beams, be formed, which have a longitudinal direction of preferential direction for the energy absorption.
  • the frame structure is provided which, in particular, has sections 121 of vertically extending columns. These pillars 121 connect the front end 129 of the upper energy absorber element 125 to an upper end of the mounting structure 126.
  • the pillars 121 can thereby be curved in sections or also partially bent. In the FIGS. 1 and 2 is an embodiment with Angled pillars 121 are shown. In FIG. 3 the columns 121 have a more or less curved shape.
  • the upper energy absorber element 124 and the lower energy absorber element 125 extends a lower pillar 121 of the frame structure, which respectively connects the front end regions of the energy absorber elements within a pair of energy absorber elements.
  • the respective upper energy absorber element 124 is connected to the attachment structure 126 via the upper column 121.
  • the upper column 121 and the lower column 122 are provided in the embodiment shown here as separate structural elements which are individually connected to the front end and the front end region of the energy absorber elements 124, 125, for example by means of welded connections.
  • the upper column 121 and the lower column 122 form a continuous structure and have receptacles in which the front end 129 of the respective energy absorber element 124, 125 is supported.
  • the front end 129 of the energy absorber elements 124, 125 represents a front end of the crash module 120. A collision with an example rail vehicle is therefore absorbed directly by the energy absorber elements 124, 125.
  • a front plate 123 is provided, which alone or in combination with one or more transverse columns 127 connects the laterally arranged energy absorber elements 124, 125 to one another. This is best in FIG. 3 to recognize.
  • the front plate 123 extends between the energy absorber elements 124, 125 and, viewed in the longitudinal direction, is arranged slightly withdrawn relative to the front end 129 of the energy absorber elements 124, 125.
  • two transverse columns 127 are provided.
  • an upper transverse column 127 connects the upper energy absorber elements 124 of the two pairs of energy absorber elements, and a lower column 127 connects the lower energy absorber elements 125 of the two pairs of energy absorber elements.
  • the front plate 123 is arranged between these two transverse column in 127 and welded, for example, with the cross-pillar 127.
  • the transverse columns 127 are integral parts of the front plate 123.
  • the front panel 123 may include a central opening 128 to allow passage for installation equipment out of the interior of the cab to the outside.
  • this opening 128 is made relatively small, so as not to interfere with the protective effect of the front panel 123 against the ingress of foreign matter in a collision.
  • the fastening structure 126 of the crash module 120 forms the security module 110 facing completion of the crash module 120 and also serves as a connection interface to the security module 110.
  • the attachment structure 126 may be constructed, for example, of two substantially vertically extending plate-shaped supports, which need not necessarily be directly connected to each other. In the in FIG. 3 shown front view can be seen that the two carriers on the back of the crash module 120 each extend in the side region. Point-shaped screw connection 116 for fastening the fastening structure 126 on the security module 110 are shown, for example.
  • each support of the attachment structure 126 lies behind the respective upper column 121 and the respective lower column 122 of the frame structure.
  • the energy absorber elements 124 and 125 extend forwardly from the respective carriers of the attachment structure 126.
  • Each support of the mounting structure 126 extends continuously from the lower energy absorbing element 125 to the point of connection with the respective upper column 121.
  • each support may have a lateral extension 115 which extends inwardly at the upper end, respectively.
  • the lateral projections 115 serve to fix the attachment structure 126 stably on the security module 110. It is also possible that these approaches 115 converge towards each other and are interconnected.
  • the security module 110 essentially consists of three main components: the connection frame 114, which represents a defined interface with the attachment structure 126 of the crash module 120, two longitudinal supports 113 arranged in the upper roof region, and the lateral reinforcements 112.
  • the security module 110 comprises the connection frame 114. This extends in the front plane of the security module 110, ie in a plane transverse to the longitudinal direction, along the side regions and the Roof area of the security module 110. This is best in the in FIG. 3 to recognize the embodiment shown.
  • the connection frame 114 may have a profile to increase its stability.
  • the connecting frame 114 forms the safety module-side connection interface to the crash module 120. In addition, it serves as a force dissipation, in particular to the two longitudinal members 113, which in turn transmit the force in the roof area of the car body segment 101.
  • the side members 113 therefore extend between the connection frame 114 and the body segment 101. To ensure a safe power transmission, the side members 113 are formed so that they do not deform plastically in a collision.
  • lateral stiffeners 112 are provided, which extend between the projection formed by the body frame 102, the connection frame 114, the side members 113 and the front end of the body segment 101. This is in particular given a stiffening of the security module 110 in the longitudinal direction.
  • the lateral stiffeners 112 may each have recesses facing the carbody segment 102, for introducing the forces, in particular, into the roof area of the carbody segment 101 and into the carbody undercarriage 102 and to minimize a force acting on the side walls of the carbody segment 101.
  • the stiffeners 112 in particular in the longitudinal direction, can adjoin the connecting frame 114 directly over the entire vertical length and be welded to the connecting frame 114, for example. Also, the stiffeners 112 along the entire length of the side members 113 may be connected thereto. However, it is also possible that, instead of, for example, continuous welding, the compound may also be punctiform.
  • the stiffeners 112 may be wider in their upper and lower portions, seen in the longitudinal direction, than in their central portion in which the recess 111 is formed. Further recesses may be provided in the stiffeners 112, such as in FIG. 3 indicated.
  • the body frame 102 preferably extends to the front end of the security module 110, d. H. to the front end of the connecting frame 114.
  • the security module 110 is thus completely seated on the car body frame 102, which forms the bottom of the security module 110.
  • a collision under the conditions specified in the European standard EN 15227 only leads to a deformation of the crash module 120 in the longitudinal direction of the rail vehicle.
  • the cab shortens in the longitudinal direction.
  • the safety module 110 and the rear end body 100 provide a survival area for the driver and passengers.
  • the energy absorber elements 124, 125 are collapsed or compressed by the longitudinal collision thereby absorbing a significant portion of the kinetic energy to be trapped.
  • the upper columns 121 are thereby bent downwards, without they detach from the mounting structure 126. This ensures that the forces can be introduced uniformly into the security module 110 via the energy absorber elements 124, 125 and the upper columns 121 into the attachment structure 126 and the connection frame 114 firmly connected to the attachment structure 126.
  • the safety module 110 then distributes the forces in particular into the roof area of the body segment 101 and into the body frame 102.
  • FIG. 4 shows a plan view of a rail vehicle according to one embodiment.
  • the driver's cab formed from safety module 110 and crash module 120 comprises a driver's console 140 with a first section 141, which is arranged in safety module 110, and a second section 142, which is arranged in crash module 120.
  • a predetermined breaking point 143 is formed, which ensures in the event of a collision that the second section 142 can deform without substantially jeopardizing the structural integrity of the first section 141. This serves to further improve the driver protection.
  • the predetermined breaking point can be integrated in the second section 142.
  • the energy absorber elements 124 slightly converge towards their front ends and together with the front plate 123 and / or the cross member or the cross member 127 a Trapezoidal form for further lateral stabilization.
  • the front plate 123 and / or the cross member 127 are located between the laterally arranged energy absorber elements 124th

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  • Body Structure For Vehicles (AREA)

Abstract

Ein Schienenfahrzeug weist einen Wagenkasten (100) mit einem Vorderende, ein im Fall eines Zusammenstoßes kontrolliert faltbares Crashmodul (120), und ein das Crashmodul (120) mit dem Vorderende des Wagenkastens (100) verbindendes starres Sicherheitsmodul (110), wobei das Crashmodul (120) und das Sicherheitsmodul (110) zusammen einen Fahrerkabine bilden. Das Crashmodul (120) umfasst eine Befestigungsstruktur (126), die eine Verbindungsschnittstelle zum Sicherheitsmodul (110) definiert und mit der das Crashmodul (120) mit dem Sicherheitsmodul (110) verbunden ist, mindestens zwei Energieabsorberelemente (124, 125) und eine Rahmenstruktur (121, 122). Die Energieabsorberelemente (124, 125) sind jeweils mit ihren zum Sicherheitsmodul (110) weisenden Hinterenden mit der Befestigungsstruktur und jeweils mit ihren vom Sicherheitsmodul (110) wegweisenden Vorderenden mit der Rahmenstruktur (121, 122) verbunden. Die Rahmenstruktur (121, 122) ist an ihrem oberen Ende mit der Befestigungsstruktur (126) verbunden.

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug mit einer Sicherheitsfahrerkabine mit verbesserter Konstruktion.
    • Vorbekannter Stand der Technik
  • Zur Erhöhung der Sicherheit von Fahrgästen und des Fahrers eines Schienenfahrzeugs definiert die europäische Normen EN 15227 unterschiedliche Szenarien, die ein Schienenfahrzeug überstehen muss, ohne dass der für den Fahrer bzw. die Fahrgäste zur Verfügung stehende Raum nennenswert beeinträchtigt wird. Ein mögliches Szenarium ist beispielsweise der Zusammenstoß des Schienenfahrzeugs mit einem baugleichen Fahrzeug bei einer Geschwindigkeit von 36 km/h. Bedingt durch die in der EN 15227 aufgestellten Forderungen wurden Schienenfahrzeuge zusätzlich zu den üblichen Puffern konstruktiv mit weiteren Elementen ausgestattet, welche die bei Zusammenstößen auftretende kinetische Energie aufnehmen und absorbieren können.
  • So beschreibt beispielsweise WO 2014 195177 A1 ein Schienenfahrzeug mit einer stirnseitig angeordneten Verformungszone, die einen Kollisionsrahmen, mehrere Verformungselemente und zwei sogenannte A-Säulen aufweist. Die Verformungselemente sind radial um die Frontstruktur des Wagenkastens ausgerichtet und jeweils an einem ihrer Enden mit dem Wagenkasten verbunden. Der Kollisionsrahmen verbindet die dem Wagenkasten abgewandten Enden der Verformungselemente.
  • Aus der CZ 298 757 B6 ist eine Fahrerkabine mit einem Überlebensraum für den Fahrer, einem starren Frontabschnitt an der Spitze des Schienenfahrzeugs und Deformationselementen zwischen dem starren Frontabschnitt und dem Überlebensraum bekannt.
  • Die EP 2 694 347 B1 beschreibt ein Schienenfahrzeug mit Verformungszone, die an stirnseitig vorgesehenen Endquerträgern und im Wesentlichen senkrecht dazu angeordneten Endsäulen des Wagenkastens angeordnet ist.
  • Aus der EP 2 334 533 B1 ist ein Fahrzeugkopf mit einer Fahrzeugkopfstruktur zur Befestigung an der Stirnseite eines Schienenfahrzeugs bekannt, wobei die Fahrzeugkopfstruktur vollständig aus Strukturelementen aufgebaut ist, die aus Faserverbundwerkstoffen bzw. Faserverbund-Sandwichwerkstoffen gebildet ist. Die Fahrzeugkopfstruktur ist als verformungssteife, selbsttragende Kopfstruktur ausgebildet, die Strukturelemente enthält, welche als stoßenergieaufnehmende Elemente ausgebildet sind.
  • Ein Schienenfahrzeug mit einem Mittelabschnitt und einem Fahrerraum, der einen faltbaren Vorderabschnitt und wenigstens einen starren Abschnitt aufweist, ist in der EP 1 768 883 B1 beschrieben. Der Fahrerraum ist an dem Mittelabschnitt lösbar befestigt, um eine Reparatur zu erleichtern.
  • Aus der WO 2006 061038 A1 ist eine energieabsorbierende Vorrichtung für ein Schienenfahrzeug mit einer frontseitige Platte zum Übertragen der Stoßenergie auf hinter der Platte angeordnete energieabsorbierende Elemente bekannt.
  • Ein Schienenfahrzeug mit einer Deformationszone ist weiterhin aus der EP 1 593 570 B1 bekannt.
    • Nachteile des Standes der Technik
  • Die obigen Lösungen sind zum Teil sehr massiv und damit schwer ausgeführt, wodurch das Gewicht des Schienenfahrzeugs erhöht wird. Oftmals sind die energieabsorbierenden Strukturelemente an der Stirnseite des Schienenfahrzeugs angeordnet, wodurch zusätzlicher Bauraum beansprucht wird und der zur Verfügung stehende Innenraum eingeschränkt wird.
    • Problemstellung
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schienenfahrzeug mit einer Fahrerkabine bereitzustellen, welches einen geringeren Bauraum benötigt bei gleichzeitig erhöhter Sicherheit für den Fahrer und die Fahrgäste.
    • Erfindungsgemäße Lösung
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Schienenfahrzeug gemäß Anspruch 1. Weitere Ausführungsformen, Modifikationen und Verbesserungen ergeben sich anhand der folgenden Beschreibung und der beigefügten Ansprüche.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird ein Schienenfahrzeug bereitgestellt, welches eine Längsrichtung definiert. Das Schienenfahrzeug weist einen Wagenkasten mit einem Vorderende, ein im Fall eines Zusammenstoßes deformierbares Crashmodul, und ein das Crashmodul mit dem Vorderende des Wagenkastens verbindendes starres Sicherheitsmodul auf, wobei das Crashmodul und das Sicherheitsmodul zusammen eine Fahrerkabine bilden. Das Crashmodul hat eine Befestigungsstruktur, die eine Verbindungsschnittstelle zum Sicherheitsmodul definiert und mit der das Crashmodul mit dem Sicherheitsmodul verbunden ist. Weiterhin umfasst das Crashmodul mindestens zwei Energieabsorberelemente und eine Rahmenstruktur. Die Energieabsorberelemente sind jeweils mit ihren zum Sicherheitsmodul weisenden Hinterenden mit der Befestigungsstruktur und jeweils mit ihren vom Sicherheitsmodul wegweisenden Vorderenden mit der Rahmenstruktur verbunden. Die Rahmenstruktur ist an ihrem oberen Ende mit der Befestigungsstruktur verbunden.
  • Die Fahrerkabine weist damit Strukturelemente auf, welche kinetische Energie kontrolliert aufnehmen und absorbieren können. Damit kann die Fahrerkabine kompakter ausgebildet werden, wodurch zusätzlicher Bauraum für andere Einrichtungen zur Verfügung steht. Das Sicherheitsmodul ist so ausgebildet, das es während einer Kollision stabil bleibt und sich weitgehend nicht deformiert. Dadurch kann es sicher die bei der Kollision auftretenden Kräfte in den Wagenkasten einleiten.
  • Ein Teil der bei einem Zusammenstoß auftretenden kinetischen Energie wird vom Crashmodul durch die Energieabsorberelemente aufgenommen und durch Verformung der Energieabsorberelemente verbraucht. Das Crashmodul wird dabei in Längsrichtung deformiert und verkürzt. Diese Verkürzung führt jedoch nicht zu einer Beeinträchtigung des Überlebensraums des Fahrers, da dieser Überlebensraum durch das Sicherheitsmodul garantiert wird. Das Sicherheitsmodul bleibt bei einem Zusammenstoß erhalten und faltet sich nicht zusammen.
  • Die Rahmenstruktur des Crashmoduls dient insbesondere dazu, die Stabilität des Crashmoduls in vertikaler Richtung, d. h. senkrecht zur Längsrichtung des Schienenfahrzeugs, zu verbessern und zu erhalten. Außerdem wird durch die Rahmenstruktur die Längsausrichtung der Energieabsorberelemente während des Zusammenstoßes beibehalten. Die Energieabsorberelemente sind dazu an ihren zum Sicherheitsmodul weisenden Hinterenden an der Befestigungsstruktur des Crashmoduls festgelegt, beispielsweise angeschweißt. An ihren Vorderenden sind die Energieabsorberelemente mit der Rahmenstruktur verbunden, welche ihrerseits mit dem oberen Ende der Befestigungsstruktur verbunden ist.
  • Energieabsorberelemente sind typischerweise so konstruiert, dass sie eine maximale Energieabsorption in einer Vorzugsrichtung ermöglichen. Quer zu dieser Vorzugsrichtung können die Energieabsorberelemente häufig nur wenig Energie absorbieren. Daher ist die Beibehaltung der Ausrichtung der Energieabsorberelemente während des Zusammenstoßes von Bedeutung. Die Rahmenstruktur stellt sicher, dass die Energieabsorberelemente weitgehend ihre Ausrichtung beibehalten und so die Energie effizient verzehren können.
  • Das Crashmodul kann als austauschbares Modul ausgebildet sein. Dazu ist die Befestigungsstruktur vorgesehen, welche eine definierte Schnittstelle zum Sicherheitsmodul bildet. Das Crashmodul kann beispielsweise lösbar mit dem Sicherheitsmodul verbunden sein. Es ist jedoch auch möglich, dass beide Module dauerhaft, beispielsweise über stoffschlüssige Verbindungen, miteinander verbunden sind.
  • Gemäß einer Ausführungsform schließen die Vorderenden der Energieabsorberelemente in Längsrichtung gesehen mit einer Vorderseite der Rahmenstruktur ab. Alternativ können die Vorderenden der Energieabsorberelemente in Längsrichtung gesehen über die Vorderseite der Rahmenstruktur hinausragen. In beiden Fällen können die Energieabsorberelemente bei einem Zusammenstoß des Schienenfahrzeugs den Stoß unmittelbar aufnehmen. Die Energieabsorberelemente können beispielsweise an ihren vorderen Seitenbereichen mit der Rahmenstruktur verbunden sein. Die Vorderenden der Energieabsorberelemente können einen flächigen Abschluss aufweisen, der die kinetische Energie des Zusammenstoßes direkt in das jeweilige Energieabsorberelement einleitet. Die flächigen Vorderenden der Energieabsorberelemente können beispielsweise über die Vorderseite der Rahmenstruktur etwas hinausragen.
  • Im Gegensatz zu anderen Lösungen nehmen die Energieabsorberelemente die kinetische Energie unmittelbar auf. Eine energieverteilende massive Platte oder ähnliche konstruktive Elemente, die in Längsrichtung gesehen vor den Energieabsorberelementen angeordnet ist, sind daher nicht erforderlich wodurch eine erhebliche Gewichtseinsparung erreicht wird. Die Rahmenstruktur kann beispielsweise an Seitenflächen der Energieabsorberelemente angeschweißt sein, sodass die Vorderenden der Energieabsorberelemente in Längsrichtung gesehen über eine Vorderseite der Rahmenstruktur hinausragt oder mit dieser im Wesentlichen abschließt.
  • Daher muss auch die Rahmenstruktur nicht sehr massiv ausgeführt werden, da die Rahmenstruktur im Wesentlichen dazu dient, die vertikale Stabilität des Crashmoduls zu sichern. Die in vertikaler Richtung auftretenden Kräfte sind aber im Gegensatz zu den in Längsrichtung auftretenden Kräften deutlich geringer. Aus konstruktiver Sicht können die Rahmenstruktur und die Energieabsorberelemente unabhängig voneinander an ihre jeweilige Funktion angepasst werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist die Rahmenstruktur des Crashmoduls zwei Säulen auf. Das Crashmodul umfasst weiterhin eine Frontplatte. Die Säulen verbinden die Vorderenden der Energieabsorberelemente mit der Befestigungsstruktur des Crashmoduls. Die Säulen können dabei abschnittsweise bogenförmig und/oder abschnittsweise geknickt ausgebildet sein. Typischerweise sind die Säulen mit dem oberen Endbereich der Befestigungsstruktur verbunden. Die Hinterenden der Energieabsorberelemente sind typischerweise mit einem mittleren Bereich der Befestigungsstruktur verbunden. Die Befestigungsstruktur, ein Energieabsorberelement und jeweils eine Säule bilden dabei eine etwa dreieckige Struktur, wobei die Befestigungsstruktur sich im Wesentlichen vertikal erstreckt und das jeweilige Energieabsorberelement sich im Wesentlichen horizontal erstreckt. Gemäß einer Ausführungsform verbinden daher die im Wesentlichen vertikal oder abschnittsweise gekrümmt verlaufenden Säulen die Vorderenden der Energieabsorberelemente mit der Befestigungsstruktur
  • Die Frontplatte erhöht die laterale Stabilität des Crashmoduls während eines Zusammenstoßes und schützt insbesondere den unteren Bereich der Fahrerkabine während des Zusammenstoßes, beispielsweise gegen das Eindringen von Fremdkörpern. Allerdings muss diese Frontplatte nicht direkt die kinetische Energie aufnehmen und an die Energieabsorberelemente weiterleiten.
  • Die Frontplatte kann einstückig ausgebildet sein, oder auch mehrstückig aus beispielsweise dauerhaft miteinander verbundenen Strukturelementen.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Frontplatte zwischen den Energieabsorberelementen angeordnet. Die Frontplatte ragt daher, in Längsrichtung gesehen, nicht über die Energieabsorberelemente hinaus, sondern ist in Querrichtung gesehen zwischen den Vorderenden der Energieabsorberelemente angeordnet und verbindet diese Vorderenden miteinander. Dadurch wird die Querstabilität der Rahmenstruktur und damit der Fahrerkabine erhöht.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist das Crashmodul jeweils zwei vertikal voneinander beabstandete Energieabsorberelemente auf jeder Seite des Crashmoduls auf. Jeweils eine Säule der Rahmenstruktur kann zwischen den Energieabsorberelementen auf jeder Seite des Crashmoduls angeordnet sein und die jeweiligen Vorderenden dieser Energieabsorberelemente miteinander verbinden.
  • Die Energieabsorberelemente können daher paarweise angeordnet sein. Die auf je einer Seite des Crashmoduls angeordneten Energieabsorberelemente können dabei über eine Säule der Rahmenstruktur unmittelbar miteinander verbunden sein, wobei die Säule insbesondere die Vorderenden der Energieabsorberelemente miteinander verbindet. Die Hinterenden der Energieabsorberelemente sind dagegen an der Befestigungsstruktur des Crashmoduls festgelegt. In Querrichtung gesehen bilden die Energieabsorberelemente, die Säule und ein Abschnitt der Befestigungsstruktur auf jeder Seite des Crashmoduls eine Rechteckform. Alternativ ist es möglich, dass auf jeder Seite des Crashmoduls nur ein Energieabsorberelement vorgesehen ist.
  • Zur besseren Unterscheidung der Säulen der Rahmenstruktur können die Säulen, welche die Vorderenden der Energieabsorberelemente mit der Befestigungsstruktur verbinden, als obere Säulen bezeichnet werden. Die Säulen der Rahmenstruktur, welche auf jeder Seite des Crashmoduls benachbarte Energieabsorberelemente miteinander verbinden, können dagegen als untere Säulen bezeichnet werden.
  • Weist das Crashmodul an jeder Seite mindestens zwei Energieabsorberelemente auf, so ist beispielsweise das Vorderende des oberen Energieabsorberelements über die obere Säule mit der Befestigungsstruktur verbunden. Das Vorderende des unteren Energieabsorberelements ist dagegen mit dem Vorderende des oberen Energieabsorberelements über die untere Säule verbunden.
  • Die obere Säule und die untere Säule können beispielsweise als separate Strukturelemente ausgebildet sein, d. h., dass diese beiden Säulen zusammen keine integral durchgehende Struktur bilden. Vielmehr sind sie über das Vorderende des oberen Energieabsorberelements miteinander verbunden. Die Säulen sind daher beispielsweise mit vorderen Seitenbereichen der Energieabsorberelemente verbunden, welche Teil der Vorderenden der Energieabsorberelemente sind. Die Rahmenstruktur kann daher modular aus einzelnen Strukturelementen aufgebaut sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist die Rahmenstruktur mindestens einen Querträger auf, welcher zwischen den auf gegenüberliegenden Seiten des Crashmoduls befindlichen Energieabsorberelementen angeordnet ist und die jeweiligen Vorderenden dieser Energieabsorberelemente verbindet.
  • Der Querträger dient zusammen mit der Frontplatte der Querstabilisierung des Crashmoduls. Ein Querträger verbindet dazu die auf gleicher Höhe angeordneten Energieabsorberelemente miteinander. Weist das Crashmodul auf jeder Seite mindestens zwei Energieabsorberelemente auf, kann die Rahmenstruktur ebenfalls zwei Querträger aufweisen.
  • Zur weiteren Verbesserung der lateralen Stabilität des Crashmoduls können gemäß einer Ausführungsform, in Draufsicht auf das Schienenfahrzeug gesehen, die seitlich angeordneten Energieabsorberelemente, leicht aufeinander zulaufen. Durch die Frontplatte und/oder die Querträger werden die Energieabsorberelemente in ihrer Längsausrichtung auch bei einem Zusammenstoß sicher gehalten. Die Energieabsorberelemente können, in Draufsicht auf das Schienenfahrzeug, zusammen mit dem Querträger und/oder der Frontplatte eine Trapezform bilden, wobei die Energieabsorberelemente die geneigten Seiten des Trapezes bilden. Eine derartige Struktur ist sehr stabil.
  • Gemäß einer Ausführungsform sind die Energieabsorberelemente in Längsrichtung faltbar oder deformierbar. Beispielsweise können die Energieabsorberelemente aus einem plastisch deformierbaren Material bestehen, beispielsweise Metall. Es ist jedoch auch möglich, dass die Energieabsorberelemente teilweise oder vollständig aus Verbundmaterialien bestehen, die bei Absorption der kinetischen Energie in ihrer Materialstruktur zerstört werden. Die konkrete Art der Energieabsorberelemente ist unwichtig, solange diese eine ausreichende Absorption der kinetischen Energie, insbesondere in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs, ermöglichen.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist das Crashmodul lösbar mit dem Sicherheitsmodul verbunden, wodurch ein leichter Austausch und eine schnellere Reparatur nach einem Zusammenstoß ermöglicht werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist der Wagenkasten ein Wagenkastenuntergestell und ein auf dem der Wagenkastenuntergestell angeordnetes Wagenkastensegment auf. Das Wagenkastenuntergestell ragt in Längsrichtung gesehen über ein Vorderende des Wagenkastensegments hervor. Das Sicherheitsmodul ist auf dem überstehenden Ende des Wagenkastenuntergestells angeordnet und mit dem Vorderende des Wagenkastensegments verbunden.
  • Das Wagenkastenuntergestell kann sich bis unter das Sicherheitsmodul erstrecken und dieses tragen. Dadurch wird die Stabilität des Sicherheitsmoduls weiter verbessert. Außerdem ist dadurch bereits eine direkte Krafteinleitung in den Wagenkasten möglich.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist das Sicherheitsmodul einen Verbindungsrahmen und zwei Längsträger im Dachbereich auf, welche den Verbindungsrahmen mit dem Wagenkasten verbinden. Die Befestigungsstruktur des Crashmodules ist mit dem Verbindungsrahmen des Sicherheitsmoduls verbunden.
  • Der Verbindungsrahmen umschließt, in Längsrichtung gesehen, das Sicherheitsmodul und bildet gleichzeitig einen äußeren Abschluss. Der Verbindungsrahmen kann im Wesentlichen aus zwei vertikal verlaufenden Trägern und einem quer verlaufenden Träger im Dachbereich gebildet werden. Nach unten zum Wagenkastenuntergestell kann der Verbindungsrahmen offen sein, sodass der Verbindungsrahmen eine nach unten offene U-förmige Struktur aufweisen kann.
  • Der Verbindungsrahmen erfüllt mehrere Funktionen. So dient er zum einen der vertikalen und der lateralen Versteifung des Sicherheitsmoduls. Darüber hinaus bildet er eine Verbindungsschnittstelle zur Befestigungsstruktur des Crashmoduls und erlaubt eine einfache Verbindung der beiden Module. Weiterhin werden über den Verbindungsrahmen die bei einem Zusammenstoß auftretenden Kräfte in die Längsträger im Dachbereich eingeleitet, welche ihrerseits die Kräfte auf die Dachstruktur des Wagenkastensegments ableiten.
  • Diese Längsträger sind insbesondere ausreichend starr ausgebildet, sodass sie unter den geforderten Bedingungen die Kräfte ohne nennenswerte plastische Deformation in das Wagenkastensegment einleiten.
  • Gemäß einer Ausführungsform hat das Sicherheitsmodul auf jeder Seite jeweils eine Aussteifung, welche jeweils mit dem Wagenkasten, dem Verbindungsrahmen und dem jeweiligen Längsträger verbunden ist und das Sicherheitsmodul insbesondere in Längsrichtung versteifen.
  • Die Aussteifungen können beispielsweise plattenförmig in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs und in vertikaler Richtung ausgebildet sein. Dadurch erfolgt eine effiziente Versteifung des Sicherheitsmoduls sowohl in Längsrichtung als auch in vertikaler Richtung. Die Versteifung kann vollständig oder teilweise den Raum ausfüllen, der auf jeder Seite des Sicherheitsmoduls zwischen dem Wagenkasten, dem Verbindungsrahmen und dem jeweiligen Längsträger gebildet wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform haben die Aussteifungen jeweils eine zum Wagenkasten weisende Aussparung, sodass die Aussteifungen an ihren zum Längsträger weisenden Oberenden und ihren gegenüberliegenden Unterenden in Längsrichtung gesehen breiter als in einem zwischen dem Oberende und dem Unterende liegenden Mittelbereich sind.
  • Diese Ausnehmung im Mittelbereich dient insbesondere dazu, dass die bei einem Zusammenstoß auftretenden Kräfte insbesondere in den Dachbereich des Wagenkastensegments und in das Wagenkastenuntergestell eingeleitet werden. Dadurch wird die Krafteinwirkung auf die Seitenwände des Wagenkastensegments vermindert und dadurch das Risiko verringert, dass die Seitenwände des Wagenkastensegments beschädigt werden. Das Wagenkastensegment kann daher zusammen mit dem Wagenkastenuntergestell einen effektiven Überlebensraum sowohl für den Fahrer als auch für die Fahrgäste bilden.
  • Gemäß einer Ausführungsform sind die Aussteifungen mit dem Verbindungsrahmen entlang der gesamten vertikalen Erstreckung des Verbindungsrahmens verbunden.
  • Dadurch wird der Verbindungsrahmen stabilisiert und das Sicherheitsmodul insgesamt starr ausgebildet. Außerdem können die auf den Verbindungsrahmen einwirkenden Kräfte effizient auf die Aussteifungen verteilt und in den Wagenkasten eingeleitet werden.
  • Das Wagenkastensegment und das Wagenkastenuntergestell bilden zusammen einen sogenannten Wagenkastenüberlebensraum sowohl für den Fahrer als auch für die Fahrgäste.
  • Die hier beschriebene Fahrerkabine mit integriertem Crashmodul zeigt eine Reihe von strukturellen und funktionellen Vorteilen gegenüber bisherigen Lösungen.
  • So ermöglicht die Fahrerkabine beispielsweise ein neuartiges Crashkonzept, bei dem die Fahrerkabine in Teilen als energieabsorbierende Struktur ausgebildet ist. Die Fahrerkabine einschließlich ihrer integrierten energieabsorbierenden Struktur in Form des Crashmoduls kann insgesamt kürzer ausgelegt werden als bisherige Lösungen, unter Beibehaltung eines Überlebensraums für den Fahrer.
  • Bei einem Zusammenstoß des Schienenfahrzeugs mit einem anderen Fahrzeug wirkt der Aufprall unmittelbar auf das Crashmodul ein, welches sich an der Spitze des Schienenfahrzeugs befindet. Unter Einwirkung des Aufpralls werden die Energieabsorberelemente, deren Wirkachse in Längsrichtung liegt, in kontrollierter Weise deformiert oder zusammengedrückt. Dadurch wird bereits ein Großteil der kinetischen Energie absorbiert. Die Stabilität des Crashmoduls wird durch die Rahmenstruktur gesichert, insbesondere durch die Säulen, welche das Crashmodul in vertikaler Richtung stabilisieren, und durch die Frontplatte bzw. die Querträger, welche das Crashmodul in lateraler Richtung stabilisieren.
  • Während des Zusammenstoßes werden die auftretenden Kräfte vom Crashmodul über das Sicherheitsmodul in den Wagenkasten, d. h. in das auf dem Wagenkastenuntergestell angeordnete Wagenkastensegment und in das Wagenkastenuntergestell, eingeleitet. Die Kräfte werden dabei in den Dachbereich des Wagenkastensegments über die Längsträger und die Aussteifungen eingeleitet. Die Kraftableitung zum Wagenkastenuntergestell erfolgt im Wesentlichen durch die Aussteifungen, welche an ihrer Unterseite mit dem Wagenkastenuntergestell verbunden sind. Insgesamt ist das Sicherheitsmodul so ausgelegt, dass es starr ist und keine plastische Verformung während eines Zusammenstoßes erfährt.
  • Die Seitenwände und die Dachstruktur des Wagenkastensegments, das Wagenkastenuntergestell sowie das Sicherheitsmodul werden bei einem Zusammenstoß nicht deformiert, sodass auch die Sicherheit der Fahrgäste gewährleistet ist.
  • Darüber hinaus gestattet die Fahrerkabine eine verbesserte Reparaturmöglichkeit nach einem Zusammenstoß, da das Crashmodul leicht vom Sicherheitsmodul abmontiert werden kann. Die Demontageschnittstelle ist hier zwischen der Befestigungsstruktur des Crashmoduls und dem Verbindungsrahmen des Sicherheitsmoduls. Dadurch kann die erforderliche Reparaturzeit des Schienenfahrzeugs nach einem eventuellen Zusammenstoß deutlich verringert werden.
  • Einen zusätzlichen Schutz des Fahrers wird durch die Frontplatte bereitgestellt. Diese übernimmt neben der Funktion der lateralen Stabilisierung des Crashmoduls auch die Funktion, das Eindringen von Fremdkörpern während des Zusammenstoßes zu vermeiden. Damit wird insbesondere der untere Bereich der Fahrerkabine geschützt, der besonders gefährdet ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist die Fahrerkabine ein Fahrerpult auf, das sich vom Sicherheitsmodul bis zum Crashmodul erstreckt. Das Fahrerpult kann daher in beiden Modulen angeordnet, wobei ein erster Abschnitt des Fahrerpults im Sicherheitsmodul und ein zweiter Abschnitt des Fahrerpults im Crashmodul angeordnet sein können. Zwischen den beiden Abschnitten kann eine Sollbruchstelle vorgesehen sein, die im Fall eines Zusammenstoßes ein kontrolliertes und definiertes Deformieren des Fahrerpults ermöglicht. Alternativ ist es möglich, dass sich das Fahrerpult mit seinem größeren Abschnitt, oder nahezu vollständig, im Crashmodul befindet. Das Crashmodul und das Sicherheitsmodul definieren daher zusammen einen Innenraum der Fahrerkabine.
  • Bei dem Schienenfahrzeug kann es sich um eine Lokomotive oder um den vorderen Wagen eines Triebfahrzeugs handeln. Das Schienenfahrzeug kann für den Personennahverkehr, beispielsweise als Straßenbahn oder S-Bahn, oder für den Personenfernverkehr, beispielsweise als Regionalzug, eingesetzt werden.
    • Figuren
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsformen näher erläutert, ohne dass diese den durch die Ansprüche definierten Schutzbereich einschränken sollen.
  • Die beiliegenden Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsformen und dienen zusammen mit der Beschreibung der Erläuterung der Prinzipien der Erfindung. Die Elemente der Zeichnungen sind relativ zueinander und nicht notwendigerweise maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen entsprechend ähnliche Teile.
    • Figur 1 zeigt eine Seitenansicht eines vorderen Abschnitts eines Schienenfahrzeugs mit einer Fahrerkabine gemäß einer Ausführungsform.
    • Figur 2 zeigt den Abschnitt des Schienenfahrzeugs nach einem Zusammenstoß mit deformiertem Crashmodul.
    • Figur 3 zeigt eine Vorderansicht einer Fahrerkabine und insbesondere eine Vorderansicht des Crashmoduls gemäß einer Ausführungsform.
    • Figur 4 zeigt eine Draufsicht auf ein Schienenfahrzeug gemäß einer Ausführungsform.
    Ausführungsbeispiele
  • Figur 1 zeigt - in schematischer Darstellung - eine Seitenansicht eines vorderen Abschnitts eines Schienenfahrzeugs. Das Schienenfahrzeug umfasst einen Wagenkasten 100 und eine Fahrerkabine am Vorderende des Wagenkastens 100. Die Fahrerkabine umfasst zwei Hauptbestandteile, nämlich ein Sicherheitsmodul 110 und ein Crashmodul 120. Das Sicherheitsmodul 110 verbindet das Crashmodul 120 mit dem Wagenkasten 100. Das Schienenfahrzeug definiert eine Längsrichtung, die entlang des Wagenkastens 100 bis zum Crashmodul 120 verläuft.
  • Der Wagenkasten 100 umfasst ein Wagenkastenuntergestell 102 und ein auf dem Wagenkastenuntergestell 102 aufgesetztes Wagenkastensegment 101. Das Wagenkastensegment 101 kann beispielsweise in Form von miteinander verbundenen Strangpressprofilen als selbsttragende Struktur ausgebildet sein. Im Dachbereich, insbesondere entlang der beiden Längsseiten des Dachbereichs, kann das Profil des Wagenkastensegments 101 stärker ausgebildet sein, um die bei einem Zusammenstoß auftretenden Kräfte wirksam aufzunehmen.
  • Alternativ kann das Wagenkastensegment 101 auch durch eine Rahmenstruktur mit daran befestigten Verkleidungselementen gebildet werden.
  • Wie in Figur 1 ersichtlich, erstreckt sich das Wagenkastenuntergestell 102 über das vordere Ende des Wagenkastensegments 101. Dieser so gebildete Vorsprung dient dazu, das Sicherheitsmodul 110 zu tragen.
  • Das Crashmodul 120 umfasst gemäß einer Ausführungsform im Wesentlichen vier Hauptbestandteile: ein System aus einem oder mehreren Energieabsorberelementen 124,125, eine Frontplatte 123 zur Verbesserung der lateralen Stabilität des Crashmoduls 120 und zum Schutz gegen das Eindringen von Fremdkörpern, eine Rahmenstruktur mit vertikalen Säulen 121 zur Verbesserung der vertikalen Stabilität des Crashmoduls 120, und eine Befestigungsstruktur 126.
  • Das Crashmodul weist mindestens ein Energieabsorberelement, typischerweise mindestens zwei Energieabsorberelemente auf. Gemäß der hier gezeigten Ausführungsform umfasst das Crashmodul 120 vier Energieabsorberelemente 124,125, die paarweise auf jeder Seite des Crashmoduls 120 angeordnet sind. Die Energieabsorberelemente 124,125 jedes Paars von Energieabsorberelementen sind vertikal zueinander beabstandet angeordnet, sodass pro Paar von einem oberen Energieabsorberelement 124 und einem dazu beabstandeten unteren Energieabsorberelement 125 gesprochen werden kann. Der Querschnitt jedes Energieabsorberelements 124,125 kann sich von seinem zur Befestigungsstruktur 126 weisenden Hinterenden zu seinem Vorderende 129 verjüngen. Das Vorderende 129 kann plattenförmig ausgebildet sein, umso die bei einem Zusammenstoß auftretenden Kräfte gleichmäßig in das jeweilige Energieabsorberelement 124,125 einzuleiten.
  • Die Energieabsorberelemente 124,125 können beispielsweise in Form von Longerons, d. h. Längsträgern, ausgebildet sein, welche eine in Längsrichtung verlaufende Vorzugsrichtung für die Energieabsorption aufweisen.
  • Für eine vertikale Stabilisierung des Crashmoduls 120 und der Energieabsorberelemente 124,125 ist die Rahmenstruktur vorgesehen, die insbesondere abschnittsweise vertikal verlaufende Säulen 121 aufweist. Diese Säulen 121 verbinden das Vorderende 129 des oberen Energieabsorberelements 125 mit einem oberen Ende der Befestigungsstruktur 126. Die Säulen 121 können dabei abschnittsweise gekrümmt oder auch teilweise abgeknickt verlaufen. In den Figuren 1 und 2 ist eine Ausführungsform mit abgewinkelten Säulen 121 gezeigt. In Figur 3 haben die Säulen 121 eine eher abschnittsweise gekrümmte Form.
  • Zwischen dem oberen Energieabsorberelement 124 und dem unteren Energieabsorberelement 125 verläuft eine untere Säule 121 der Rahmenstruktur, welche jeweils die vorderen Endbereiche der Energieabsorberelemente innerhalb eines Paars an Energieabsorberelementen verbindet. Das jeweils obere Energieabsorberelement 124 ist über die obere Säule 121 mit der Befestigungsstruktur 126 verbunden. Die obere Säule 121 und die untere Säule 122 sind in der hier gezeigten Ausführungsform als separates Strukturelemente bereitgestellt, die jeweils für sich mit dem Vorderende bzw. dem vorderen Endbereich der Energieabsorberelemente 124,125 verbunden sind, beispielsweise mittels Schweißverbindungen. Es ist jedoch auch möglich, dass die obere Säule 121 und die untere Säule 122 eine durchgehende Struktur bilden und Aufnahmen aufweisen, in denen das Vorderende 129 des jeweiligen Energieabsorberelements 124,125 gelagert wird.
  • Wie in der Figur 1 als auch in der Figur 3 gezeigt, stellt das Vorderende 129 der Energieabsorberelemente 124,125 einen vorderen Abschluss des Crashmoduls 120 dar. Ein Zusammenstoß mit einem beispielsweise stehenden Schienenfahrzeug wird daher unmittelbar durch die Energieabsorberelemente 124,125 aufgefangen.
  • Zur Verbesserung der lateralen Stabilität des Crashmoduls 120 ist eine Frontplatte 123 vorgesehen, die allein oder in Kombination mit einer oder mehreren Quersäulen 127 die jeweils seitlich angeordneten Energieabsorberelemente 124,125 miteinander verbindet. Dies ist am besten in Figur 3 zu erkennen. Die Frontplatte 123 erstreckt sich dabei zwischen den Energieabsorberelementen 124, 125 und ist, in Längsrichtung gesehen, gegenüber dem Vorderende 129 der Energieabsorberelemente 124,125 leicht zurückgezogen angeordnet. In der in Figur 3 gezeigten Ausführungsform sind zwei Quersäulen 127 vorgesehen. Dabei verbindet eine obere Quersäule 127 die oberen Energieabsorberelemente 124 der beiden Paare von Energieabsorberelementen, und eine untere Säule 127 die unteren Energieabsorberelemente 125 der beiden Paare von Energieabsorberelementen. Die Frontplatte 123 ist zwischen diesen beiden Quersäule in 127 angeordnet und beispielsweise mit den Quersäulen 127 verschweißt. Alternativ ist es möglich, dass die Quersäulen 127 integrale Bestandteile der Frontplatte 123 sind.
  • Die Frontplatte 123 kann eine zentrale Öffnung 128 aufweisen, um einen Durchgang für Installationseinrichtungen aus dem Innenraum der Fahrerkabine nach außen zu ermöglichen. Bevorzugt ist diese Öffnung 128 relativ klein ausgeführt, um die Schutzwirkung der Frontplatte 123 gegen das Eindringen von Fremdkörpern bei einem Zusammenstoß nicht zu beeinträchtigen.
  • Die Befestigungsstruktur 126 des Crashmoduls 120 bildet den zum Sicherheitsmodul 110 weisenden Abschluss des Crashmoduls 120 und dient gleichzeitig als Verbindungsschnittstelle zum Sicherheitsmodul 110. Die Befestigungsstruktur 126 kann beispielsweise aus zwei im Wesentlichen vertikal verlaufenden plattenförmigen Trägern aufgebaut sein, die nicht notwendigerweise miteinander direkt verbunden sein müssen. In der in Figur 3 gezeigten Frontansicht ist zu erkennen, dass die beiden Träger an der Rückseite des Crashmoduls 120 jeweils im Seitenbereich verlaufen. Punktförmige sind beispielsweise Schraubverbindung 116 zur Befestigung der Befestigungsstruktur 126 am Sicherheitsmodul 110 dargestellt.
  • In Längsrichtung gesehen liegt jeder Träger der Befestigungsstruktur 126 hinter der jeweiligen oberen Säule 121 und der jeweiligen unteren Säule 122 der Rahmenstruktur. Die Energieabsorberelemente 124 und 125 erstrecken sich ausgehend von den jeweiligen Trägern der Befestigungsstruktur 126 nach vorn. Jeder Träger der Befestigungsstruktur 126 erstreckt sich durchgehend vom unteren Energieabsorberelement 125 bis zum Verbindungspunkt mit der jeweils oberen Säule 121. Zusätzlich kann jeder Träger einen seitlichen Ansatz 115 aufweisen, der am oberen Ende jeweils nach innenweisend verläuft. Die seitlichen Ansätze 115 dienen dazu, die Befestigungsstruktur 126 stabil am Sicherheitsmodul 110 zu befestigen. Es ist auch möglich, dass diese Ansätze 115 stärker aufeinander zulaufen und miteinander verbunden sind.
  • Das Sicherheitsmodul 110 ist gemäß einer Ausführungsform im Wesentlichen aus drei Hauptbestandteilen aufgebaut: dem Verbindungsrahmen 114, der eine definierte Schnittstelle zur Befestigungsstruktur 126 des Crashmoduls 120 darstellt, zwei im oberen Dachbereich angeordneten Längsträgern 113, sowie den seitlichen Aussteifungen 112.
  • Im zum Crashmodul 120 weisenden Bereich umfasst das Sicherheitsmodul 110 den Verbindungsrahmen 114. Dieser verläuft in der vorderen Ebene des Sicherheitsmoduls 110, d. h. in einer Ebene quer zur Längsrichtung, entlang der Seitenbereiche und des Dachbereich des Sicherheitsmoduls 110. Dies ist am besten in der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform zu erkennen. Der Verbindungsrahmen 114 kann beispielsweise ein Profil aufweisen, um dessen Stabilität zu erhöhen.
  • Der Verbindungsrahmen 114 bildet die sicherheitsmodulseitige Verbindungsschnittstelle zum Crashmodul 120. Außerdem dient er als Kraftableitung insbesondere zu den beiden Längsträgern 113, welche ihrerseits die Kraft in den Dachbereich des Wagenkastensegments 101 übertragen. Die Längsträger 113 erstrecken sich daher zwischen dem Verbindungsrahmen 114 und dem Wagenkastensegment 101. Um eine sichere Kraftübertragung zu gewährleisten, sind die Längsträger 113 so ausgebildet, dass sie sich bei einem Zusammenstoß plastisch nicht verformen.
  • Zur weiteren Stabilisierung des Sicherheitsmoduls 110, insbesondere in Längsrichtung und vertikale Richtung, sind seitliche Aussteifungen 112 vorgesehen, welche sich zwischen dem vom Wagenkastenuntergestell 102 gebildeten Vorsprung, dem Verbindungsrahmen 114, den Längsträgern 113 und dem Vorderende des Wagenkastensegments 101 erstrecken. Damit ist insbesondere eine Aussteifung des Sicherheitsmoduls 110 in Längsrichtung gegeben. Die seitlichen Aussteifungen 112 können jeweils zum Wagenkastensegment 102 weisende Aussparungen aufweisen, um die Kräfte insbesondere in den Dachbereich des Wagenkastensegments 101 und in das Wagenkastenuntergestell 102 einzuleiten und eine Krafteinwirkung auf die Seitenwände des Wagenkastensegments 101 zu minimieren.
  • Die Aussteifungen 112 können insbesondere in Längsrichtung gesehen unmittelbar an den Verbindungsrahmen 114 über der gesamten vertikalen Länge angrenzen und mit dem Verbindungsrahmen 114 beispielsweise verschweißt sein. Ebenfalls können die Aussteifungen 112 entlang der gesamten Länge der Längsträger 113 mit diesen verbunden sein. Es ist jedoch auch möglich, dass anstelle einer beispielsweise durchgehenden Verschweißung die Verbindung auch punktförmig ausgebildet sein kann.
  • In Längsrichtung gesehen können die Aussteifungen 112 in ihren oberen und unteren Abschnitten, in Längsrichtung gesehen, breiter sein als in ihrem Mittelabschnitt, in dem die Aussparung 111 gebildet ist. Weitere Aussparungen können in den Aussteifungen 112 vorgesehen sein, wie beispielsweise in Figur 3 angedeutet.
  • Zur weiteren Verbesserung und Stabilisierung des Sicherheitsmoduls 110 erstreckt sich das Wagenkastenuntergestell 102 bevorzugt bis zum vorderen Ende des Sicherheitsmoduls 110, d. h. bis zum Vorderende des Verbindungsrahmens 114. Das Sicherheitsmodul 110 sitzt damit vollständig auf dem Wagenkastenuntergestell 102, wobei dieses den Boden des Sicherheitsmoduls 110 bildet.
  • Wie in Figur 2 dargestellt, führt ein Zusammenstoß unter den in der europäischen Norm EN 15227 genannten Bedingungen lediglich zu einer Verformung des Crashmoduls 120 in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs. Die Fahrerkabine verkürzt sich dabei in Längsrichtung. Allerdings stellen das Sicherheitsmodul 110 und der sich daran rückseitig anschließende Wagenkasten 100 einen Überlebensbereich für den Fahrer und die Fahrgäste bereit. Die Energieabsorberelemente 124,125 werden durch den Zusammenstoß in Längsrichtung zusammengefaltet oder zusammengepresst und absorbieren dabei einen erheblichen Teil der aufzufangenden kinetischen Energie. Die oberen Säulen 121 werden dabei nach unten abgeknickt, ohne dass sie sich von der Befestigungsstruktur 126 lösen. Damit ist sichergestellt, dass die Kräfte gleichmäßig über die Energieabsorberelemente 124,125 und die oberen Säulen 121 in die Befestigungsstruktur 126 und den mit der Befestigungsstruktur 126 fest verbundenen Verbindungsrahmen 114 in das Sicherheitsmodul 110 eingeleitet werden können. Das Sicherheitsmodul 110 verteilt dann die Kräfte insbesondere in den Dachbereich des Wagenkastensegments 101 und in das Wagenkastenuntergestell 102.
  • Figur 4 zeigt eine Draufsicht auf ein Schienenfahrzeug gemäß einer Ausführungsform. Die aus Sicherheitsmodul 110 und Crashmodul 120 gebildete Fahrerkabine umfasst ein Fahrerpult 140 mit einem ersten Abschnitt 141, der im Sicherheitsmodul 110 angeordnet ist, und einen zweiten Abschnitt 142, der im Crashmodul 120 angeordnet ist. Zwischen den beiden Abschnitten 141, 142 ist eine Sollbruchstelle 143 ausgebildet, welche im Fall eines Zusammenstoßes sicherstellt, dass der zweite Abschnitt 142 sich deformieren kann, ohne die strukturelle Integrität des ersten Abschnitts 141 substantiell zu gefährden. Dies dient der weiteren Verbesserung des Fahrerschutzes. Alternativ kann die Sollbruchstelle im zweiten Abschnitt 142 integriert sein.
  • In der Draufsicht in Figur 4 ist weiterhin zu erkennen, dass die Energieabsorberelemente 124 in Richtung ihrer Vorderenden leicht aufeinander zulaufen und zusammen mit der Frontplatte 123 und/oder des Querträgers oder der Querträger 127 eine Trapezform zur weiteren lateralen Stabilisierung bilden. Die Frontplatte 123 und/oder der Querträger 127 befinden sich dabei zwischen den seitlich angeordneten Energieabsorberelementen 124.
  • Wenngleich hierin spezifische Ausführungsformen dargestellt und beschrieben worden sind, liegt es im Rahmen der vorliegenden Erfindung, die gezeigten Ausführungsformen geeignet zu modifizieren, ohne vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
    • Bezugszeichenliste
    • 100
    Wagenkasten
    101
    Wagenkastensegment
    102
    Wagenkastenuntergestell
    110
    Sicherheitsmodul
    111
    Aussparung
    112
    Aussteifung
    113
    Längsträger
    114
    Verbindungsrahmen
    115
    Ansatz
    116
    Schraubverbindung
    120
    Crashmodul
    121, 122
    Säule / Rahmenstruktur
    123
    Frontplatte / Rahmenstruktur
    124, 125
    Energieabsorberelemente
    126
    Befestigungsstruktur
    127
    Querträger
    128
    Öffnung
    129
    Vorderende des Energieabsorberelements
    140
    Fahrerpult
    141
    erster Abschnitt
    142
    zweiter Abschnitt
    143
    Sollbruchstelle

Claims (15)

  1. Schienenfahrzeug, welches eine Längsrichtung definiert, aufweisend:
    einen Wagenkasten (100) mit einem Vorderende;
    ein im Fall eines Zusammenstoßes deformierbares Crashmodul (120); und
    ein das Crashmodul (120) mit dem Vorderende des Wagenkastens (100) verbindendes starres Sicherheitsmodul (110), wobei das Crashmodul (120) und das Sicherheitsmodul (110) zusammen eine Fahrerkabine bilden;
    wobei das Crashmodul (120) eine Befestigungsstruktur (126), die eine Verbindungsschnittstelle zum Sicherheitsmodul (110) definiert und mit der das Crashmodul (120) mit dem Sicherheitsmodul (110) verbunden ist, mindestens zwei Energieabsorberelemente (124, 125) und eine Rahmenstruktur (121, 122) aufweist,
    wobei die Energieabsorberelemente (124, 125) jeweils mit ihren zum Sicherheitsmodul (110) weisenden Hinterenden mit der Befestigungsstruktur und jeweils mit ihren vom Sicherheitsmodul (110) wegweisenden Vorderenden mit der Rahmenstruktur (121, 122) verbunden sind,
    wobei die Rahmenstruktur (121, 122) an ihrem oberen Ende mit der Befestigungsstruktur (126) verbunden ist.
  2. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorderenden (129) der Energieabsorberelemente (124, 125) in Längsrichtung gesehen mit einer Vorderseite der Rahmenstruktur (121, 122) abschließen oder über die Vorderseite der Rahmenstruktur (121, 122) hinausragen, sodass die Energieabsorberelemente (124, 125) bei einem Zusammenstoß des Schienenfahrzeugs den Stoß unmittelbar aufnehmen können.
  3. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Crashmodul (120) weiterhin eine Frontplatte (123) aufweist, und dass die Rahmenstruktur des Crashmoduls (120) zwei Säulen (121) aufweist.
  4. Schienenfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Frontplatte (123) zwischen den Energieabsorberelementen (124, 125) angeordnet ist.
  5. Schienenfahrzeug nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Säulen (121) die Vorderenden der Energieabsorberelemente (124, 125) mit der Befestigungsstruktur (126) verbinden.
  6. Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Crashmodul (120) jeweils zwei vertikal voneinander beabstandete Energieabsorberelemente (124, 125) auf jeder Seite des Crashmoduls (120) aufweist, wobei jeweils eine Säule (122) der Rahmenstruktur zwischen den Energieabsorberelementen (124, 125) auf jeder Seite des Crashmoduls (120) angeordnet ist und die jeweiligen Vorderenden dieser Energieabsorberelemente (124, 125) verbindet.
  7. Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rahmenstruktur mindestens einen Querträger (127) aufweist, welcher zwischen den auf gegenüberliegenden Seiten des Crashmoduls (120) befindlichen Energieabsorberelementen (124, 125) angeordnet ist und die jeweiligen Vorderenden dieser Energieabsorberelemente (124, 125) verbindet.
  8. Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieabsorberelemente (124, 125) in Längsrichtung faltbar sind.
  9. Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Crashmodul (120) lösbar mit dem Sicherheitsmodul (110) verbunden ist.
  10. Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Wagenkasten (100) ein Wagenkastenuntergestell (102) und ein auf dem der Wagenkastenuntergestell (102) angeordnetes Wagenkastensegment (101) aufweist, wobei das Wagenkastenuntergestell (102) in Längsrichtung gesehen über ein Vorderende des Wagenkastensegments (101) übersteht und das Sicherheitsmodul (110) auf dem überstehenden Ende des Wagenkastenuntergestells (102) angeordnet ist und mit dem Vorderende des Wagenkastensegments (101) verbunden ist.
  11. Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitsmodul (110) einen Verbindungsrahmen (114) und zwei Längsträger (113) im Dachbereich aufweist, welche den Verbindungsrahmen (114) mit dem Wagenkasten (100) verbinden, wobei die Befestigungsstruktur (126) des Crashmodules (120) mit dem Verbindungsrahmen (114) des Sicherheitsmoduls (110) verbunden ist.
  12. Schienenfahrzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitsmodul (110) auf jeder Seite jeweils eine Aussteifung (112) aufweist, welche jeweils mit dem Wagenkasten (101), dem Verbindungsrahmen (114) und dem jeweiligen Längsträger (113) verbunden ist und das Sicherheitsmodul (110) insbesondere in Längsrichtung versteift.
  13. Schienenfahrzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussteifungen (112) plattenförmig sind und eine zum Wagenkasten (100) weisende Aussparung (111) aufweisen, sodass die Aussteifungen an ihren zum Längsträger (113) weisenden Oberenden und ihren gegenüberliegenden Unterenden in Längsrichtung gesehen breiter als in einem zwischen dem Oberende und dem Unterende liegenden Mittelbereich sind.
  14. Schienenfahrzeug nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussteifungen (112) jeweils mit dem Verbindungsrahmen (114) entlang der gesamten vertikalen Erstreckung des Verbindungsrahmens (114) verbunden sind.
  15. Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrerkabine ein Fahrerpult (140) aufweist, dass sich vom Sicherheitsmodul (110) bis zum Crashmodul (120) erstreckt.
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