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Title:
EMERGENCY STABILIZATION SYSTEM FOR TRACK-BOUND VEHICLES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/001567
Kind Code:
A2
Abstract:
Disclosed is an emergency stabilization system for track-bound vehicles, especially passenger trains. The inventive system comprises stabilization struts (28, 80) that cooperate with the frame (20) of the railway carriage (10) and are adjusted in such a way that they stabilize the train mechanically, especially in the case of an emergency in which the stability of the moving train is challenged. Longitudinal rigidity can be provided for the entire train. Disastrous z-shaped telescoping of railway carriages is thus prevented.

Inventors:
REINHARDT THOMAS (DE)
Application Number:
PCT/DE1999/002061
Publication Date:
January 13, 2000
Filing Date:
July 03, 1999
Export Citation:
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Assignee:
REINHARDT THOMAS (DE)
International Classes:
B60T1/14; B60T17/18; B61D15/06; (IPC1-7): B61H/
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE
1. Notfallstabilisierungssystem für gleisgebundene Fahrzeuge, insbesondere Personenzüge, enthaltend mit dem Rahmenaufbau (20) von Waggons (10,24) des Zuges in Wirkverbindung stehende Stabilisierungsstreben (28), die dazu eingerichtet sind, insbesondere im Falle eines die Fahrstabi lität des Zuges gefährdenden Notfalls den Zug mechanisch zu stabilisieren.
2. Notfallstabilisierungssystem nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß es Stabilisierungsstreben (28) ent hält, die den Zug in seiner Längserstreckung formstabilisie ren.
3. Notfallstabilisierungssystem nach einem der vorste henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Stabilisierungsstreben (28) eine in Fahrtrichtung des Zuges längsversteifende Überbrückung der Nahtstelle zwischen je weils an einander angrenzenden Waggons (10,24) bilden und vorzugsweise im unteren Rahmenaufbau (20) des Waggons an des sen Stirnseite rechts und links, insbesondere mit möglichst großem Abstand von der WaggonSymmetrielängsachse des Waggons angeordnet sind.
4. Notfallstabilisierungssystem nach einem der vorste henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Längs Stabilisierungsstreben (28) ihren Sitz in mit dem Rahmenauf bau der Waggons (10,24) in vorzugsweise starrer Wirkverbin dung stehenden Lagerhöhlen (26,34) haben, wobei die Stabili sierungsstreben in den Lagerhöhlen (26,34) mit Spiel gelagert sind und zwecks Trennung der Waggons voneinander in wenig stens einer Lagerhöhle ver und entriegelbar sind.
5. Notfallstabilisierungssystem nach einem der vorste henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Stre benklemmeinrichtung (310,312, 314,316) aufweist, die dazu ein gerichtet ist, das seitliche Spiel zwischen den Längswänden der Lagerhöhlen (26) und den seitlichen Anlageflächen der Längsstabilisierungsstreben (28) zu verändern.
6. Notfallstabilisierungssystem nach einem der vorste henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Steue rung (316) aufweist, die dazu eingerichtet ist, das seitliche Spiel abhängig von der Fahrgeschwindigkeit des Zuges zu steu ern.
7. Notfallstabilisierungssystem nach einem der vorste henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es dazu einge richtet ist, die Stellmittel (314) zur Einstellung des Spiels kontinuierlich mit der Fahrgeschwindigkeit des Zuges und un ter gleichzeitiger Aufrechterhaltung einer ausreichend großen Widerstandskraft gegen Kräfte auf die Stellglieder (314) bei der Entstehung von gefahrenträchtigen AbknickBewegungen der Waggons zu bewegen.
8. Notfallstabilisierungssystem nach einem der vorste henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellglie der (314) durch Drehung um ihre Längsachse spielverändernd in Richtung der Längsachse bewegbar sind.
9. Notfallstabilisierungssystem nach einem der vorste henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die das Spiel bildenden Hohlräume mit Dämmmaterial ausgefüllt sind.
10. Notfallstabilisierungssystem nach Anspruch 3, da durch gekennzeichnet, daß die LängsStabilisierungsstreben (28) zur Überbrückung der Nahtstelle aus einer Normalstellung in eine im Notfall einzunehmende stabile Brückstellung einge richtet sind, wobei Lagerhöhlen (26,34) auf jeweils aneinan der angrenzenden Stirnseiten der Waggons miteinander fluch tend vorgesehen sind, von denen eine Lagerhöhle (26) des ei nen Waggons (Quellhöhle) in der Normalstellung der Längs Stabilisierungsstrebe (28) einen überwiegenden Teil von ihr aufnimmt und die zugehörige Lagerhöhle (34) (Zielhöhle) des anderen Waggons zur Aufnahme eines wesentlichen Teiles der LängsStabilisierungsstrebe (28), vorzugsweise etwa die Hälf te ihrer Länge, zwecks Einnahme der Brückstellung der Längs Stabilisierungsstrebe (28) im Notfall eingerichtet ist.
11. Notfallstabilisierungssystem nach Anspruch 10, da durch gekennzeichnet, daß die Quellhöhle (26) mit einer Trei beinrichtung (30) zum Treiben der LängsStabilisierungsstrebe (28) in die Zielhöhle (34) versehen ist und die Zielhöhle mit einer Aufpralldämpfungseinrichtung (38,40) an der Aufprall fläche der LängsStabilisierungsstrebe (28) versehen ist.
12. Notfallstabilisierungssystem nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibeinrichtung (30) mit Preßluft gespeist ist.
13. Notfallstabilisierungssystem nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibeinrichtung (30) mit einer Treibladung versehen ist.
14. Notfallstabilisierungssystem nach Anspruch 10 bis 13, durch gekennzeichnet, daß die LängsStabilisierungsstrebe und die Zielhöhle (34) jeweils eine Rastungseinrichtung auf weisen, in die die Stabilisierungsstrebe in der Zielhöhle einrasten kann.
15. Notfallstabilisierungssystem nach einem der vor stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß pro Stirn seite eines Waggons jeweils eine Quellhöhle (26) und eine Zielhöhle (34) vorgesehen sind, wobei sich die Quellhöhle und die Zielhöhle waggonweise diagonal gegenüberliegen.
16. Notfallstabilisierungssystem nach einem der vor stehenden Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß pro Stirnseite eines Waggons jeweils eine Quellhöhle (26) und ei ne Zielhöhle (34) vorgesehen sind, wobei sich die Quellhöhle und die Zielhöhle waggonweise bzgl. der Längssymmetrieachse des Waggons auf der gleichen Seite an gegenüberliegenden Stirnseiten des Waggons (10) gegenüberliegen.
17. Notfallstabilisierungssystem nach einem der vor stehenden Ansprüche 2 oder 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Nahtstelle nur eine einzige Längs Stabilisierungsstrebe (28) vorgesehen ist.
18. Notfallstabilisierungssystem nach einem der vor stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager höhlen (26,34) aus Metall bestehen und für eine feste Wirk verbindung mit dem vorhandenen Rahmenunterbau (20) der Wag gons eingerichtet sind.
19. Notfallstabilisierungssystem nach einem der vor stehenden Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibeinrichtungen (30) jeweils einen Steueranschluß für eine zentral gesteuerte Aktivierung aufweisen.
20. Notfallstabilisierungssystem nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Stabilisie rungsstreben (28,64, 80) in einer Sicherheitsbox (200) ange ordnet ist, wobei die Sicherheitsbox vorzugsweise den glei chen Querschnitt aufweist wie ein Waggon, und für eine An kopplung zwischen zwei Waggons eingerichtet ist, wobei die Sicherheitsbox (200) Stabilisierungsstreben (28) nach einem der Ansprüche 4 bis 15 enthält.
21. Waggon (10) enthaltend Teile des Notfallstabili sierungssystems gemäß einem der vorstehenden Ansprüche.
Description:
Notfall-Stabilisierungssystem für gleisgebundene Fahrzeuge STAND DER TECHNIK Die vorliegende Erfindung betrifft ein Notfall- Stabilisierungssystem für gleisgebundene Fahrzeuge, insbeson- dere für Hochgeschwindigkeits-Personenzüge, wie ICE, TGV und ähnliche.

Mit zunehmender Geschwindigkeit der Personenzüge sind die An- forderungen an die Geometrie und Ausgestaltung der Trassen- führung, an die Sicherheitsvorkehrungen an der Trasse und am Zug selbst gewachsen.

Insbesondere sind angesichts des großen Personenrisikos die Anstrengungen erfreulicherweise dahingehend verstärkt worden, Zugunglücke mit Hilfe von"vorausschauenden"Sensorsystemen, die die Freiheit der Trasse von fehlerhaft entgegenkommenden Zügen signalisieren oder mit Hilfe von Sensorsystemen, die Ausfälle von Teilen der Zugsteuerung frühzeitig erkennen, zu verhindern. Diese Anstrengungen wurden durch intensive War- tung und Pflege besonders der wartungsintensiven Teile der Züge unterstützt.

Trotz all dieser Anstrengungen reichen die vorhandenen Bemü- hungen um die Sicherheit der Züge und der darin beförderten Menschen noch nicht aus, wie das Zugunglück von Eschede in allerjüngster Zeit in tragischer Weise vor Augen geführt hat.

Denn Unzulänglichkeit der vorhandenen Sicherheitsvorkehrungen zeigt sich darin, daß sie größtenteils darauf gerichtet sind, Unfälle lediglich dadurch verhindern zu wollen, daß vorbeu- gende Maßnahmen getroffen werden, die beispielsweise darauf abzielen, den Ausfall von wichtigen Teilen etwa durch redun- dante Auslegung der Teile zu verhindern. Ist jedoch - wie im Fall Eschede ein Radreifen - ein Teil nicht redundant ersetz- bar oder verursacht durch seinen Ausfall katastrophale Aus- wirkungen, greifen die vorhandenen Sicherheitsstandards nicht mehr.

In gewisser Weise ist dann ein Unfall quasi programmiert und mit den Mitteln des Standes der Technik zumindest beim ICE nicht mehr zu verhindern.

VORTEILE DER ERFINDUNG Das erfindungsgemäße Notfallstabilisierungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist gegenüber dem vorbekannten, oben geschilderten Ansatz den Vorteil auf, daß ein Zug aus sehr schneller Fahrt sicher zum Stehen gebracht werden kann, wenn ein schwerer Fehler am Zug trotz aller Wartung und Pfle- ge aufgetreten ist, weil er eben nach menschlichem Ermessen unvorhersehbar war und zwar sogar nachdem der Fehler begonnen hat, sich katastrophal auf den Fahrzustand des Zuges auszu- wirken.

Das erfindungsgemäße Notfallstabilisierungssystem eignet sich auch zur Nachrüstung an bereits vorhandene Hochgeschwindig- keitszüge.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee besteht darin, ein weiteres, auch im eingetretenen Notfall helfendes Sicherheitssystem vorzusehen, das umfassender wirkt als die bisher vorhandenen Sicherheitsvorkehrungen.

Es wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, durch mit dem Rahmen- aufbau von Waggons des Zuges in Wirkverbindung stehende Sta- bilisierungsstreben den Zug permanent aber insbesondere im Falle eines die Fahrstabilität des Zuges gefährdenden Not- falls den Zug mechanisch zu stabilisieren, so daß der Zug beispielsweise trotz Entgleisen eines oder mehrerer Waggons oder des vorderen Triebkopfes und beispielsweise trotz nicht sofort erfolgter Schubabschaltung des schiebenden Triebkopfes des Zuges sicher zum Stehen kommen kann.

Ein Kerngedanke, an dem die Erfindung ansetzt, ist, zu ver- hindern, daß sich ein Zug Zick-Zack-förmig zusammenschieben kann, ausgelöst beispielsweise durch einen Stör-Effekt, der eine Entgleisung einer Achse inclusive einer resultierenden Verwinkelung des entgleisten Waggons bewirkt. Diese Verwinke- lung ist kurz nach der Entgleisung sicherlich gering und un- gefährlich, doch gerade bei fortdauerndem Schub des hinteren ICE-Triebkopfes führt die Bremsung der entgleisten Achse auf dem Gleisbett zwangsläufig zu einer weiteren Vergrößerung der Verwinkelung, die ihrerseits wieder die Bremsung verstärkt.

Somit ist eine verhängnisvolle positive Rückkopplung gegeben, deren Kennlinie extrem nichtlinear mit dem Winkel zunimmt.

Diese Rückkopplung soll nun nach der Erfindung"im Keim er- stickt"werden, indem die anfängliche Verwinkelung begrenzt wird. Die erfinderischen Mittel wirken, wenn die Kräfte, die zum Steifhalten der Zugform notwendig sind, noch gering und somit noch beherrschbar sind.

In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbildun- gen und Verbesserungen des in Anspruch 1 angegebenen Notfall- stabilisierungssystems.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung werden die zusätzlichen Stabilisierungsstreben als Reaktion auf irgendeinen bereits eingetretenen Fehler, der sich sonst katastrophal auswirken würde, aktiviert, wobei die Formstabilität des Zuges als Gan- zes im wesentlichen stabilisiert wird und der Zug gleichzei- tig am Umkippen gehindert wird. Daraus ergibt sich der Vor- teil, daß das im Fall von Eschede verhängnisvolle Z-förmige Ineinander-Schieben der Waggons vermieden werden kann, selbst wenn eine - meist durch den Fehler bedingte - Abbremsung im vorderen Zugteil bei gleichzeitig nicht sofort abgeschaltetem Schub des hinteren Triebkopfes auftritt.

Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung werden die zusätzlichen Längs-Stabilisierungsstreben permanent einge- setzt und ihr Stabilisierungsverhalten der jeweiligen Fahrsi- tuation durch eine Steuerung oder Regelung angepaßt. Hieraus ergibt sich der Vorteil, das System unbemerkt vom Bahnreisen- den zu aktivieren, oder permanent aktiviert zu betreiben, weiter ergeben sich weniger im Notfall bewegte Massen, ein permanenter Schutz des Zuges auch bei komplettem Ausfall al- ler Steuerungsorgane, ein schnelle Reaktion des Systems im Notfall und die Möglichkeit, d. h. dessen Schutzwirkung auf ein im Notfall notwendiges Maximum zu erhöhen.

Gemäß eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels mit permanenter Schutzwirkung gegen Zick-Zack-Bildung bei Ent- gleisen sind die Stellglieder zur Einstellung eines Spiels, mithilfe deren eine Querbewegung zweier aneinander angrenzen- der Waggonenden begrenzt wird, nach Art einer Schraube ausge- bildet. Damit kann eine kontinuierliche Anpassung des Spiels an die Fahrgeschwindigkeit des Zugs bei immer gleich bleiben- der Sicherheits -Versteifungsreserve erlangt werden.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung kann das Notfallstabi- lisierungssystem in besonders kostengünstiger Weise mit ver- tretbarem Aufwand in die vorhandenen Zugsysteme integriert werden. Dies bringt den Vorteil mit sich, daß insbesondere in Deutschland der Sicherheitsstandard für alle bereits vorhan- denen ICE-Züge schnell erhöht werden kann, ohne eine neue Technologie, beispielsweise die Jacobs-Drehgelenke des TGV einführen zu müssen oder gar - etwa bei einem sich wiederho- lendem schweren Zugunglück - aus Rücksichtnahme auf die Si- cherheit der Zugreisenden ganz auf die Vorteile der Hochge- schwindigkeit verzichten zu müssen.

ZEICHNUNGEN Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher er- läutert.

Es zeigen : Fig. l eine schematische Darstellung eines Teils der we- sentlichen Komponenten des erfindungsgemäßen Not- fallstabilisierungssystems in einer Vorderansicht, Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Teils der we- sentlichen Komponenten des erfindungsgemäßen Not- fallstabilisierungssystem in einer Unteransicht in Normalstellung, Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Teils der we- sentlichen Komponenten des erfindungsgemäßen Not- fallstabilisierungssystem in einem weiteren Ausfüh- rungsbeispiel und als Draufsicht, Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Teils der we- sentlichen Komponenten des erfindungsgemäßen Not- fallstabilisierungssystem in noch einem weiteren Ausführungsbeispiel ebenfalls als Draufsicht und Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Teils der we- sentlichen Komponenten des erfindungsgemäßen Not- fallstabilisierungssystem in noch einem weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ebenfalls als Draufsicht.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE Mit Bezug auf Fig. 1 ist ein Waggon 10 eines ICE-Zuges an ei- nem Bahnsteig 12 stehend als Vorderansicht und zum Teil dar- gestellt, und zwar derart, daß der nächst folgende Waggon ab- gekoppelt ist. Seine Räder 14 stehen auf den Schienen 16 des Gleiskörpers 18. Der Rahmen des Waggons enthält einen die Ba- sis des Rahmens bildenden Unterbau 20. Dieser trägt im we- sentlichen den oberen Waggonaufbau und bildet von sich aus ein längssteifes Bauteil. Erfindungsgemäß ist auf jeder Seite bzgl. der Fahrtrichtung also rechts und links eine Lägerhöhle 22 fest mit dem Unterbau 20 verschweißt, an einer Stelle, die in bevorzugter Weise einen möglichst großen Abstand zur Wag- gon-Symmetrielängsachse des Waggons hat.

Wie mit Bezug zu Fig. 2 klar wird, die eine Unteransicht auf die Nahtstelle zwischen zwei aneinander gekoppelten Waggons 10 und 24 zeigt, sind auch in dem angrenzenden Waggon 24 ähn- liche Lagerhöhlen vorhanden. Die in Fig. 2 links unten und rechts oben dargestellten Lagerhöhlen 26 enthalten jedoch so- genannte (Längs-) Stabilisierungsstreben 28 und werden, da sie jeweils quasi die Quelle für die Stabilisierungsstrebe bil- den, im folgenden als Quellhöhle 26 bezeichnet. Im Notfall, der eingangs diskutiert wurde, kann ein im Innern der Quell- höhle 28 befindlicher Treibsatz 30 gezündet werden, der auf- grund seiner Explosion einen Überdruck in der Quellhöhle er- zeugt, die die darin befindlichen Stabilisierungsstrebe durch seine Ausgangsöffnung 32 in die genau gegenüber in dem an- grenzenden Waggon 24 befindliche, und mit der Quellhöhle bzgl der Längsrichtung fluchtende Lagerhöhle 34, die im folgenden als Zielhöhle bezeichnet wird, durch deren Eingangsöffnung 36 treibt.

Sowohl die Quellhöhle als auch die Zielhöhle besitzen bzgl. ihrer Längserstreckung im wesentlichen einen konstanten, hier rechteckig dargestellten Querschnitt.

Im Gegensatz zu den beiden Quellhöhlen sind die Zielhöhlen im wesentlichen leer und zur Aufnahme der Stabilisierungsstrebe 28 bereit. Am stirnseitigen Aufprallende der Zielhöhle befin- det sich ein Aufprall-Dämpfungselement in Form eines Zylin- ders 38 mit einem dahinter liegenden Federelement 40. Die Wandungen des Zylinders 38 können relativ eng an der Innen- wand der Zielhöhle anliegend gleiten. Das Federelement 40 stößt mit seinem anderen Ende an das abschließende Stirnende der Zielhöhle, das seinerseits in direktem Kontakt mit dem Rahmenunterbau stehen könnte, um die Kräfte auch stirnseitig in den Rahmen des Waggons übertragen zu können.

Damit die Stabilisierungsstrebe in ihrer Notfallstellung, in der sie die beiden Waggons längsversteifend verbindet, an ei- nem definierten Ort verbleiben kann, wird sie nach dem Auf- prall in der Zielhöhle durch einen Riegel 42 in der Quellhöh- le am Zurückgleiten gehindert (nur links dargestellt).

Der Riegel 42 befindet sich in seiner dargestellten Normal- stellung - nicht im Notfall - in einem fest in dem Unterbau des Waggons 10 befindlichen Längsloch 44, das zu der Quell- höhle hin offen ist und ist dort durch eine auf ihn drückend einwirkende Feder 46 vorgespannt. Gleitet nun die Stabilisie- rungsstrebe nach der Zündung des Treibsatzes mit ihrer end- seitigen Stirnfläche 48 an der Öffnung des Längsloches 44 vorbei, so schnellt der Riegel durch die Federkraft der Feder 46 quer durch die Quellhöhle und in die gegenüberliegende Sacköffnung 50 hinein, wo er sich aufgrund der geometrischen Form der Sacköffnung festklemmt. Der Riegel versperrt der Stabilisierungsstrebe somit den Rückweg in die Quellhöhle nach ihrem Aufprall und nachfolgenden Rückschlag in der Ge- genrichtung.

Der oben beschriebene Vorgang findet bei Auslösen eines Not- falls bei beiden Stabilisierungsstreben einer Nahtstelle zwi- schen zwei Waggons gleichzeitig statt. Erfindungsgemäß ist nun in jeder Nahtstelle zwischen zwei Waggons und auch zwi- schen den Triebköpfen und den angrenzenden Waggons ein sol- cher Set von Stabilisierungsstreben gemäß Fig. 2 vorgesehen.

Um den Auslösevorgang durch Zünden der Treibsätze zu steuern, ist mit den Treibsätzen jeweils eine Steuerungseinheit 52 verbunden, die ihrerseits zentral von einer zentralen Zug- steuerung aus angesteuert werden kann, wie es durch die Pfei- le in Fig. 2 bei 52 jeweils angedeutet ist.

Dadurch wird gewährleistet, daß der gesamte Zug im Notfall urplötzlich in seiner Form als Ganzes stabilisiert wird. Da- bei ist noch ein geringes Spiel in den Lagerhöhle zwischen ihren Längswandungen und den Stabilisierungsstreben vorgese- hen, um die"eingefrorene"Form des Zuges an Kurven anpassen zu können, die während seines Bremswegs nach Einleiten der Notfallsituation noch auftreten können.

Befindet sich der Zug zum Zeitpunkt des Auslösens der zentra- len Zündung der Treibsätze in einer Kurve, so können die Sta- bilisierungsstreben auch dann noch in die Eingangsöffnungen 36 der zugehörigen Zielhöhle stoßen, da diese eine geringe, in den Figuren aus Gründen der Einfachheit nicht berücksich- tigte Trichterform besitzen.

Die Querschnitte der Stabilisierungsstreben brauchen nicht massiv und rechteckig sein, wie es in den Figuren gezeigt ist. Ein liegender Doppel- T- Träger aus Stahl mit rechtecki- gen, den Höhlenquerschnitt ausfüllenden Stirnflächen wäre ebenso denkbar und aus biegestatischen sowie aus Gewichts- gründen eher noch zu bevorzugen. Die Eingriffslänge der Sta- bilisierungsstreben in den Rahmenaufbau der jeweiligen Wag- gons sowie die Biegesteifigkeit der Stabilisierungsstreben sollte der Höchstgeschwindigkeit des Zuges sowie an dessen Masse angepaßt sein. Für einen ICE vom Typ III empfiehlt es sich, eine Eingriffslänge von 1,50 m pro Waggon bei einem von dem Doppel-T des T-Trägers überspanntem Querschnitt von etwa 0, 4 m Breite und etwa 0,2 m Höhe nicht zu unterschreiten.

Da die Kräfte, die ein Z-förmiges Zusammenschieben des Zuges bei unkontrolliertem Entgleisen im vorderen Zugteil in hohem Grade nichtlinear und extrem progressiv mit dem Ausscherwin- kel des entgleisten - und bremsenden - Waggons anwachsen, muß ein Überschreiten eines bestimmten, maximal zulässigen Grenz- Ausscherwinkels auf jeden Fall durch die Wirkung der Stabili- sierungsstrebe vermieden werden können. Dies sollte das Hauptargument bei der Dimensionierung der Lagerhöhle und der zugehörigen Stabilisierungsstrebe sowie bei deren Material- wahl sein.

In einer weiteren, alternativen Form kann die Bewegung der Stabilisierungsstrebe durch Preßluft an der Stelle der Treib- sätze in Fig. 2 eingeleitet werden, falls ein genügend großes Preßluftreservoir im Zug in zweckmäßiger Weise für den Not- fall vorgehalten werden kann.

Als Alternative zu dem in Fig. 1 und 2 gezeigten Beispiel können die Stabilisierungsstreben permanent - und nicht nur im Notfall - die Waggons miteinander verbinden. Dabei muß das oben erwähnte Spiel dem minimalen Krümmungsradius der Bahn- trassen auch bei langsamer Geschwindigkeit z. B. in Bahnhöfen angepaßt sein. In vorteilhafter Weise sind die Wandungen der Lagerhöhle dann mit einem elastischen Material ausgepolstert, um ein Geräuschbelästigung durch die Bewegung der Stabilisie- rungsstrebe in den Lagerhöhlen zu vermeiden. Ebenso sollten die Stabilisierungsstreben in diesem Falle in wenigsten einer Lagerhöhle ver- und entriegelbar sein, um die Waggons vonein- ander trennen zu können. Diese Lösung hat den Vorteil, daß eine gewisse Sicherheit trotz des dann größeren, notwendigen Spieles permanent vorhanden ist und nicht erst durch Auslösen der Treibsätze hergestellt werden muß. Außerdem können die Quellhöhlen kleiner sein als im vorgenannten Beispiel.

Auch kann ein anderer als der gezeigte Verriegelungsmechanis- mus vorhanden sein. Denkbar wären hier alle üblichen Einrast- mechanismen, Klinkenanordnungen, etc., die bei einer kinema- tischen Umkehrbewegung der Stabilisierungsstreben nach dem Aufprall am Aufpralldämpfer wirksam werden können.

Eine - waggonweise betrachtet - diagonale Anordnung der Ziel- höhlen und Quellhöhlen bringt den Vorteil mit sich, daß Wag- gons unabhängig von ihrer Orientierung immer zueinander pas- sen. Züge können daher leicht zusammengesetzt und rangiert werden. Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, daß der Ge- samtimpuls links + rechts der Gleitbewegung der Stabilisie- rungsstreben bei der Notfallauslösung sich aufhebt, da die linksseitigen Stabilisierungsstreben in der entgegengesetzten Richtung gleiten wie die rechtsseitigen. Allerdings entsteht dadurch gleichzeitig bzgl. der Waggon-Symmetrielängsachse ein - wenn auch geringes Drehmoment.

Eine stirnseitenweise, paarweise gleiche Anordnung von Quell- höhle und Zielhöhle hätte den Vorteil, daß kein solches, mög- licherweise störendes Drehmoment entstünde.

Je nach Platzangebot am Unterbau des Rahmenaufbaus der Wag- gons kann es auch vorteilhaft sein, nur eine einzige Stabili- sierungsstrebe pro Nahtstelle vorzusehen.

Die Aktivierung der Treibeinrichtungen könnte auch sensorge- steuert automatisch oder vom Lokführer manuell oder in selte- nen Fällen auch per Funk von einer Zug-Leitwarte aus auslös- bar sein.

Mit Bezug zu den Fig. 3 und 4 werden schließlich zwei weitere Ausführungsbeispiele erläutert, bei denen die Stabilisie- rungsstreben als Länsversteifer 28in einer sogenannten Si- cherheitsbox 200 angeordnet sind.

Die Sicherheitsbox 200 ist prinzipiell wie ein Waggon mit ei- nem Rahmenunterbau 20 und einem Passagieraufbau 21 aufgebaut, nur besitzt sie eine äußerst kurze Länge, je nach Bauform und Anordnung der Stabilisierungsstreben 28 etwa von 1 Meter bis etwa 3 Meter. Sie enthält nach Fig. 7 vorzugsweise die Quell- höhlen 26 für die Stabilisierungsstreben, nach dem gleichen Prinzip wie im ersten Ausführungsbeispiel, um nur im Notfall die überbrückenden Verbindungen bei zu den Waggons zu schaf- fen.

In einer abgewandelten Form enthält die Sicherheitsbox die Zielhöhlen 34 und die angrenzenden Waggons 10 bzw. 24 die Quellhöhlen 26 mit den Stabilisierungsstreben 28.

Die Sicherheitsbox kann allerdings auch für eine permanente Längsversteifung - siehe oben - des Zuges verwendet werden.

Gemäß Fig. 4 ist hierfür eine besonders kurze Form der Si- cherheitsbox 200 dargestellt, bei der die Stabilisierungs- streben 28 permanent mit den angrenzenden Waggons 10 und 24 im Eingriff stehen. Die kurze Bauform ergibt sich insbesonde- re durch Weglassen einer Stabilisierungsstrebe im Vergleich zu Fig. 3. Da die Stabilisierungsstreben 28 nach beiden hori- zontalen Richtungen verwindungssteif sind, kann auch hiermit ein hohes Maß an Sicherheit geschaffen werden.

Auf die weitere Erläuterung der technischen Einzelheiten, die bereits im Zusammenhang weiter oben erwähnt wurden, wird hierbei verzichtet, da sie im wesentlichen in gleicher Weise erfolgen müssen.

Der besondere Vorteil dieser Lösung gem. Fig. 4 besteht dar- in, daß die vorhandenen Waggons 10,24 nur minimale bauliche Veränderungen erfahren müssen, da sie nur die Zielhöhle 34 vorsehen müssen.

Auch ergeben sich aufgrund der kurzen Bauform nur geringe Verschiebungen der Wagenstandsanzeiger in den Bahnhöfen.

Mit Bezug zu Fig. 5 wird nun ein besonders bevorzugtes, wei- teres Ausführungsbeispiel des erfinderischen Notfallstabili- sierungssystems näher erläutert.

In diesem Ausführungsbeispiel überbrücken die Längs- Stabilisierungsstreben 28 mit permanentem Spiel der Streben in ihren Lagerhöhlen 26 die Nahtstelle zwischen je zwei Wag- gons. An den Stirnseiten der Streben 28 befindet sich eine Rangierverriegelung 320, die dazu dient, die Streben in einer Richtung parallel zu ihrer Stirnseite zur Ausnutzung ihres seitlichen Spiels beweglich mit dem Waggonaufbau zu verbin- den, aber die Waggons für Rangierzwecke voneinander trennbar zu machen.

Pro Nahtstelle kann eine einzige Strebe 28, z. B. mittig bzgl. der Waggonstirnseite vorgesehen sein, wie es in Fig. 9 darge- stellt ist. Alternativ je nach vorhandenem Platzangebot bei der Nachrüstung der vorhandenen Waggons am Rahmen der Waggons können auch außermittig eine Mehrzahl solcher Streben vorhan- den sein. Die Lagerhöhlen weisen Öffnungen 310 auf, die in Hohlräume führen, die als Hohlzylinder 312 aufgebaut sind. In den Zylindern sitzen Kolben 314, die durch eine Steuerung 316 im Notfall unter Druck gesetzt werden können. Demzufolge be- wegen sich die Kolben in diesem Fall auf die Längsstabilisie- rungsstreben zu, und verringern das Spiel zwischen den Längs- wänden der Lagerhöhlen und den seitlichen Anlageflächen der Längsstabilisierungsstreben, wenn die Kolben mit ihrem Kopf über die jeweilige Öffnung 310 hervorsteht. Dadurch wird auf die Streben an mehreren Punkten ein seitlicher Druck ausge- übt, die Streben werden an die Wandungen der Lagerhöhlen ge- preßt und somit die Versteifung der Längsform des Zuges eben- falls erreicht.

Die Druckkraft kann in vorteilhafter Weise je nach Verfügbar- keit der Kraftquellen durch Hydraulik oder Hydropneumatik oder elektrisch erzeugt werden.

In vorteilhafter Weise wirken wenigstens zwei Druckkolben auf der Länge der Stabilisierungsstrebe 26. Weiter kann gegebe- nenfalls in den Kolben 314 eine Rastung (der besseren Über- sichtlichkeit halber nicht eingezeichnet) vorgesehen sein, die das seitliche Spiel soweit verringert, daß noch ein ge- wisses Restspiel vorhanden ist, das der Ausscherbewegung der Waggonenden bei dem minimalen Kurvenradius für Hochgeschwin- digkeitstrassen angepaßt ist. Diese Rastung kann in vorteil- hafter Weise beispielsweise durch eine zusätzliche Steuerung aktivierbar und deaktivierbar sein, um die Kraft, die erfor- derlich wäre, um die Kolben zurück in eine weiter freigebende Stellung zu drücken, weiter erhöhen zu können. Damit würde im Notfall die Längsstabilität des Zuges weiter erhöht, da die hydraulischen/pneumatischen Druckkräfte unterstützt werden.

Insgesamt gefährdet die Formstabilisierung nicht die Lenkbar- keit des Zuges während der Bremsung im Notfall aus einer Hochgeschwindigkeit heraus.

Bei dieser Ausführungsform werden in vorteilhafter Weise we- niger Massen bewegt, als im Vergleichsfalle, bei dem die Längsstabilisierungsstreben von der Quellhöhle in die Ziel- höhle bewegt werden.

Ein weiterer, nicht zu unterschätzender Vorteil dieser Lösung besteht jedoch darin, daß das Sicherheitssystem für die Pas- sagiere unbemerkt aktiviert werden kann, was psychologisch für letztere von allergrößter Bedeutung ist. Denn aufgrund der geräuscharmen Bewegung der Kolben 314 in ihren Zylindern merken die Passagiere gar nicht, daß sie möglicherweise in einer Gefahrensituation geschwebt haben, die zum Auslösen der Zugversteifung geführt hat. Auf diese Weise kann die Ent- scheidung erleichtert werden, den Zug notzustoppen, denn das Vertrauen in die Bahn wird durch einen außerplanmäßigen Stop alleine jedenfalls nicht erschüttert.

Somit kann die Notstop-Entscheidung problemloser und damit öfter gefällt werden - manchen Falls auch profilaktisch, was die Sicherheit des Hochgeschwindigkeitsfahrens drastisch er- höht.

Es kann daher ein wesentlicher Beitrag dazu geleistet werden, ein zweites Zugunglück vom erschütternden Ausmaß wie in Eschede zu verhindern, was möglicherweise das Ende der Akzep- tanz der ICE-Züge in der Bevölkerung bedeuten würde.

Der zuletzt beschriebene Mechanismus wirkt vor allem bei Hochgeschwindigkeit, wenn er im Notfall ausgelöst wird, d. h., wenn die Kolben durch ein anders erzeugtes Notfallsignal das Spiel verringern. Bei permanentem Einsatz während Hochge- schwindigkeit muß vor einer Durchfahrung einer kurvenreiche- ren Strecke oder einer Einfahrt in einen Bahnhof wegen der dortigen Trassierung mit geringeren Kurvenradien in einen Zu- stand mit entsprechend größerem Spiel zurückgefahren werden.

Eine kontinuierliche Nachführung des Spiels an die jeweils gegebene Trassierung und Fahrgeschwindigkeit ist mit der oben geschilderten Steuerung jedoch kompliziert.

Im folgenden wird eine besonders bevorzugte Möglichkeit der technischen Realisierung beschrieben, wie das Spiel der Längsstabilisierungsstreben in den Lagerhöhlen dynamisch und kontinuierlich in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit des Zuges mithilfe einer Steuerung durch mechanische Stell- glieder eingestellt werden kann. Damit ist das Sicherheitssy- stem permanent im Einsatz, unabhängig von der Fahrgeschwin- digkeit des Zuges und bei sämtlichen Trassierungen.

Dabei wird davon ausgegangen, daß ein um so größeres Spiel vorhanden sein muß, je geringer die vorgegebene Fahrgeschwin- digkeit des Zuges ist, um beispielsweise im Raum von Bahnhö- fen, insbesondere den Bahnhofsein- und ausfahrten ein maxima- les Spiel zu haben.

Umgekehrt muß das Spiel bei fast gerader Strecke, d. h., sehr großen Krümmungsradien, wie es in den Trassierungsabschnitten vorgesehen ist, die mit Hochgeschwindigkeit befahren werden können, bis auf ein verbleibendes Restspiel, vermindert wer- den können.

In vorteilhafter Weise wird das Spiel nun nicht sprunghaft von gering auf groß, sondern kontinuierlich mit der variablen Geschwindigkeit des Zuges eingestellt.

Weitere Sollvorgabe bei der Steuerung des Spiels ist, daß die Kraft, die nötig ist, um die mechanischen Stellglieder - im letzten Beispiel die Kolben 314-, aus einer aktuellen Ist- Position in Richtung einer Vergrößerung des Spiels zu drük- ken, unabhängig von der Geschwindigkeit sehr groß sein muß, damit gewährleistet ist, daß im Falle der oben beschriebenen Gefahrensituation der Zug in seiner Form auch wirklich gegen die progressiv mit dem Waggon-Abknickwinkel zunehmenden Knickkräfte längsstabilisiert werden kann und eine Zick-Zack- Bildung verhindert werden kann.

Die vorerwähnten Stellglieder sind je nach Länge und Biege- steifigkeit der Stabilisierungsstrebe, Geometrie der Lager- höhlen und Stabilisierungsstreben vorzugsweise in zweifacher Form pro Lagerhöhle vorgesehen. Ein Stellglied pro Höhle könnte das Steuerproblem jedoch ebenso lösen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung und mit analogem Bezug zu Fig. 5 können nun in bevorzugter Weise zylinderförmige Stell- glieder zum Druck - Ausüben auf die Streben vorgesehen sein.

Die Stellglieder sind nun jedoch keine hydraulisch oder pneu- matisch wirkende Druckzylinder wie im letzten Ausführungsbei- spiel gezeigt, sondern nach Art einer Schraube gebildet und können um ihre Längsachse gedreht werden. Dabei greift das 'Schraubengewinde der Stellglieder 314 in ein Gegengewinde ein, das in das feste Rahmenmaterial der zylindrischen Hohlzylinder 312 eingearbeitet ist, das die Stellglieder um- gibt. Eine Drehung der'Schraube'314 bewirkt ein Hin- oder wegbewegen der Stirnseite der'Schraube'314 zur bzw. von der Längsstabilisierungsstrebe 28.

Um das Spiel zu verringern, wird nun die Stirnfläche des Stellglieds'Schraube'durch eine Steuerung 316 auf die Stre- be zu bewegt, d. h., die'Stell-Schraube'314 wird 'zugedreht'. Um das Spiel zu vergrößern, wird sie wieder zu- rück- d. h., aufgedreht.

Die als Anlagefläche wirkenden Stirnseite eines jeden schrau- benartigen Stellglieds 314 ist vorzugsweise so großflächig dimensioniert, daß sie im Falle eines Notfalleinsatzes die entstehenden Kräfte von der Längsstabilisierungsstrebe 28 her gut aufnehmen kann und ein guter Kraftschluß und gleichmäßige Kraftübertragung in die Rahmenumgebung des Stellglieds 314 gegeben ist.

In bevorzugter Weise wird dabei nur das Prinzip der Schraube ausgenutzt, die Gewindetiefe sowie die Gewindesteigung muß den Gegebenheiten der permanenten Steuerung der Bewegung mit möglichst geringem Materialverschleiß angepaßt sein. Die Ge- windesteigung kann groß sein, muß jedoch immer noch hemmend wirken. Auch das Material der aneinander reibenden Gewinde- flächen sollte in geeigneter Weise gewählt sein, um die War- tungsintervalle günstig halten zu können sowie eine präzise, vorzugsweise leichtgängige Drehbewegung zu ermöglichen. Als Material für die Stellglieder wäre daher z. B. innen Metall und außen eine aus Teflon oder ähnlichem wirkendem Material bestehende'Leichtreibungsbeschichtung'möglich, die auf den Bereich der Gewindeabschnitte begrenzt ist.

Die Drehbewgung der schraubenartigen Stellglieder wird vor- zugsweise durch Elektromotore, in bevorzugter Weise durch Servoantriebe vorgesehen. Diese Stellmotore können zentral mit einem Signal als Steuersignal versorgt werden, das direkt mit der Fahrgeschwindigkeit, bzw. deren Änderung oder sogar der 2. Zeitlichen Ableitung der Geschwindigkeit verknüpft ist. Somit können, wenn der Zug beispielsweise von 40 km/h auf 80 km/h beschleunigt, die schraubenartigen Stellglieder z. B. eine 4 Umdrehung'zugedreht werden, was eine Verminde- rung des Abstands'Stirnfläche zu Strebe'um beispielsweise 3 cm bewirkt. In Richtung höheren Geschwindigkeiten setzt sich das Prinzip dann entsprechend fort, bis das oben erwähnte Restspiel erreicht ist, das in vorteilhafter Weise durch ei- nen stabilen Anschlag des Schraubenkopfs an einem Widerhalt vorgesehen ist, der fest mit dem umgebenden Rahmen verbunden ist, z. B. einstückig mit diesem ausgeführt sein kann.

Hin zu langsameren Geschwindigkeiten wird das Spiel dann ent- sprechend in umgekehrter Weise wieder kontinuierlich vergrö- ßert.

Die absoluten Entfernungen zwischen individuellem Stellglied und Strebe hängen dabei auch von der Geometrie der Lagerhöh- len ab. Prinzipiell sind in der Draufsicht rechteckige For- men, jedoch ebenso trapezförmige Formen denkbar. Die letzte- ren haben den Vorteil, daß sie besser an die Orientierung der Strebe in den Lagerhöhlen angepaßt ist, wenn der Zugverband eine normale Kurve durchfährt, da die beiden Enden der Strebe dabei am weitesten ausschwenken. Bei Einsatz des Systems in Zügen mit Neigetechnik in den Kur- ven müssen die erforderlichen Sollwerte des Spiels bei glei- chen Geschwindigkeiten etwas größer sein als bei Zügen ohne Neigetechnik, da diese die Kurven ja langsamer durchfahren.

Dies kann durch Programmierung der entsprechend anderen Soll- parameter der Servoantriebe der Stellglieder 314 erfolgen.

Obwohl die vorliegenden Erfindung anhand bevorzugter Ausfüh- rungsbeispiel erläutert wurde, ist sie darauf nicht be- schränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.

Die Implementation der Steuerungen 52 kann elektronisch vor- gesehen sein. Die Steuerungen 52 können an diverse Sensoren zur Fahrzustandserfassung sowie anderer Ereignisse gekoppelt sein, um sicher den Notfall zu erkennen und das Notfallstabi- lisierungssystem für den gesamten Zug oder für bestimmte Tei- le auslösen zu können. Somit unterliegt die Implementation der Steuerungen 52 zahlreichen Abwandlungen.

Alle diese Abwandlungen sind von der Erfindung mitumfaßt und unterliegen dem Schutzbereich des Patents, wie er durch die Patentansprüche definiert ist.